Oxácido: características, cómo se forman y ejemplos
Un oxácido u oxoácido es un ácido ternario compuesto de hidrógeno, oxígeno y un elemento no metálico que constituye el llamado átomo central. Dependiendo del número de átomos de oxígeno, y por consiguiente, los estados de oxidación del elemento no metálico, pueden formarse varios oxácidos.
Estas sustancias son puramente inorgánicas; sin embargo, el carbono puede formar uno de los oxácidos más conocidos: el ácido carbónico, H2CO3. Como su fórmula química demuestra por sí sola, posee tres átomos de O, uno de C y dos de H.
Los dos átomos de H del H2CO3 se liberan al medio como H+, lo que explica sus características ácidas. Si se calienta una solución acuosa de ácido carbónico desprenderá un gas.
Este gas es el dióxido de carbono, CO2, una molécula inorgánica que se origina en la combustión de hidrocarburos y la respiración celular. Si se regresara el CO2 al recipiente de agua, el H2CO3 volvería a formarse; por lo tanto, el oxoácido se forma cuando reacciona cierta sustancia con el agua.
Esta reacción no solo se observa para el CO2, sino para otras moléculas covalentes inorgánicas llamadas óxidos ácidos.
Los oxácidos presentan una vasta cantidad de usos, los cuales resultan difíciles de describir en forma general. Su aplicación dependerá enormemente del átomo central y del número de oxígenos.
Pueden servir desde compuestos para síntesis de materiales, fertilizantes y explosivos, hasta para fines analíticos o producción de bebidas gaseosas; como ocurre con el ácido carbónico y el ácido fosfórico, H3PO4, formando parte de la composición de estas bebidas
Características y propiedades de un oxácido
Grupos hidroxilos
En la imagen superior se muestra una fórmula genérica H.E.O para los oxácidos. Como puede verse, posee hidrógeno (H), oxígeno (O) y un átomo central (E); que para el caso del ácido carbónico, es el carbono, C.
El hidrógeno de los oxácidos está usualmente unido a un átomo de oxígeno y no al átomo central. El ácido fosforoso, H3PO3, representa un caso particular donde uno de los hidrógenos está enlazado al átomo fósforo; por lo tanto, su fórmula estructural se representa mejor como (OH)2OPH.
Mientras que para el ácido nitroso, HNO2, tiene un esqueleto H-O-N=O, por lo que tiene un grupo hidroxilo (OH) que se disocia para liberar el hidrógeno
Entonces una de las principales características de un oxácido no es solo que posee oxígeno, sino que además este se haya como un grupo OH.
Por otro lado, algunos oxácidos poseen lo que se denomina un grupo oxo, E=O. En el caso del ácido fosforoso, tiene un grupo oxo, P=O. Carecen de átomos de H, por lo que “no son responsables” de la acidez.
Átomo central
El átomo central (E) puede o no ser un elemento electronegativo, dependiendo de su ubicación en el bloque p de la tabla periódica. Por otro lado, el oxígeno, elemento ligeramente más electronegativo que el nitrógeno, atrae los electrones del enlace OH; permitiendo así la liberación del ion H+.
E está por tanto enlazado a grupos OH. Al liberarse un ion H+ se produce la ionización del ácido; es decir, adquiere una carga eléctrica, que en su caso es negativa. Un oxácido podrá liberar tantos iones H+ como grupos OH tenga en su estructura; y mientras más haya, mayor será la carga negativa.
Azufre para el ácido sulfúrico
El ácido sulfúrico, poliprótico, tiene como fórmula molecular H2SO4. Esta fórmula también puede escribirse de la forma siguiente: (OH)2SO2, para recalcar que el ácido sulfúrico tiene dos grupos hidroxilos unidos al azufre, su átomo central.
Las reacciones de su ionización son:
H2SO4 => H+ + HSO4–
Luego se libera el segundo H+ del grupo OH restante, de manera más lenta hasta el punto de poder establecerse un equilibrio:
HSO4– <=> H+ + SO42–
La segunda disociación es más dificultosa que la primera, ya que debe separarse una carga positiva (H+) de una carga doblemente negativa (SO42-).
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