¿Qué es un ácido no oxidante?

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Las reacciones ácido-base y las reacciones de óxido-reducción son dos clases comunes y muy diferentes de reacciones químicas. Mientras que las reacciones ácido-base involucran intercambios iónicos entre una especie ácida y una especie básica sin que ocurra cambio alguno en los estados de oxidación de ningún átomo involucrado, las reacciones de óxido-reducción involucran un intercambio de electrones que sí afecta los estados de oxidación.

Además de esta diferencia fundamental, las reacciones ácido-base y de óxido-reducción también involucran tipos distintos de reactivos químicos. Las ácido-base requieren la intervención de ácidos y bases, mientras que las de óxido-reducción requieren de agentes oxidantes y agentes reductores. Existen algunos compuestos químicos que pueden participar en ambas clases de reacciones químicas, mientras que otro grupo de compuestos solo pueden participar en una de las dos. Los ácidos no oxidantes son un ejemplo de sustancias químicas que pertenecen a este segundo grupo.

Para entender qué significa que una sustancia sea un ácido no oxidante, debemos comprender primero qué es un ácido y qué es un oxidante.

¿Qué es un ácido?

Existen varios conceptos diferentes de ácidos y bases. Desde el punto de vista de la teoría ácido base de Arrhenius, un ácido es una sustancia capaz de ionizarse en disolución acuosa, liberando iones H+ (protones) a la disolución. Desde el punto de vista de la teoría de Brønsted y Lowry, los ácidos son aquellas sustancias capaces de ceder un protón a una base; mientras, la teoría de Lewis define a los ácidos como especies químicas deficientes de electrones y capaces de recibir un par de electrones en un enlace covalente dativo.

Ácidos no oxidantes

De todas las definiciones, la de Lewis es la más amplia y es la que abarca a todas las sustancias que conocemos como ácidos. El concepto implica que para que una sustancia actúe como ácido debe reaccionar con otra que actúe como base.

¿Qué es un agente oxidante?

Los agentes oxidantes son sustancias capaces de quitarle uno o más electrones a otra sustancia química. Durante el proceso, el agente oxidante se reduce, mientras que la otra sustancia (denominada agente reductor) se oxida. En otras palabras, los agentes oxidantes son sustancias capaces de oxidar a otras sustancias, y es de esa capacidad de donde reciben su nombre.

La característica principal de un buen agente oxidante es que posee un potencial de reducción alto. Esto indica que tienen una fuerte tendencia a reducirse, lo que a su vez implica que tienen una capacidad grande para oxidar a otras especies.

¿Qué es un ácido no oxidante?

En función de los conceptos anteriores, podemos establecer una definición general de lo que es un ácido no oxidante. En este sentido, podemos decir que un ácido no oxidante es cualquier sustancia química capaz de ceder un protón a otra o capaz de aceptar un par de electrones en forma de un enlace covalente dativo, pero que no tiene la tendencia a reducirse ni a oxidar a otras especies químicas. En otras palabras, un ácido no oxidante es un ácido con un potencial de reducción relativamente bajo.

Se debe tener cuidado con esta definición, ya que puede dar pie a confusiones. Todos los ácidos de Arrhenius o de Brønsted y Lowry producen protones o iones H+ y estos pueden reducirse a hidrógeno molecular, actuando así como agentes oxidantes. Desde este punto de vista, podríamos entonces decir que todos los ácidos de Arrhenius o de Brønsted y Lowry son ácidos oxidantes. Sin embargo, esto no se considera así. Para evitar la confusión, se considera que los ácidos oxidantes son aquellos que, en disolución, producen alguna especie cuyo potencial de reducción sea mayor que el del hidrógeno. Como los potenciales de reducción se miden en función del electrodo estándar de hidrógeno, al cual se le asigna por definición un valor de cero, el concepto de agente oxidante se reinterpreta como aquella sustancia que tenga un potencial de reducción positivo.

Podemos definir, entonces, a un ácido no oxidante como cualquier sustancia química capaz de ceder un protón a otra o capaz de aceptar un par de electrones en forma de un enlace covalente dativo, y que no genera ninguna especie con un potencial de reducción positivo o mayor que el del hidrógeno.

Características de los ácidos no oxidantes

Los ácidos no oxidantes poseen las características generales de los ácidos y algunas otras que los hacen no oxidantes. Estas características son:

  • Son sustancias de sabor agrio.
  • Generalmente son solubles en agua.
  • Producen disoluciones acuosas con pH ácido (menor que 7).
  • Pueden ser ácidos tanto fuertes como débiles.
  • No tienen tendencia a captar electrones o reducirse.
  • No generan iones con un potencial de reducción mayor o igual que cero.
  • No se reducen fácilmente.
  • Pueden ser corrosivos e irritantes para la piel y otros tejidos orgánicos.
  • Pueden reaccionar con metales activos para producir hidrógeno gaseoso.

¿Por qué algunos ácidos son oxidantes y otros no?

La razón por la que existen ácidos oxidantes y ácidos que no son oxidantes es, simplemente, que la acidez y el potencial de reducción no están necesariamente relacionados entre sí. La acidez es una función de la estabilidad de un ácido en relación a la estabilidad de su base conjugada. Las sustancias que son muy ácidas o bien tienen estructuras muy inestables que se estabilizan al convertirse en la base conjugada, o forman bases conjugadas que son particularmente estables; o ambas cosas también pueden darse al mismo tiempo.

En cambio, la capacidad de una sustancia para comportarse como agente oxidante depende del potencial de reducción y de la estabilidad de la especie reducida, la cual es distinta de la base conjugada.

Dos ejemplos ilustrativos de la diferencia entre ácidos oxidantes y no oxidantes

Muchos ácidos minerales son ácidos fuertes y al mismo tiempo buenos agentes oxidantes. Un ejemplo típico es el ácido nítrico (HNO3), el cual al disociarse en agua produce iones nitrato (NO3) que se pueden reducir fácilmente a monóxido de nitrógeno (NO). El nitrato es un buen oxidante, ya que posee un potencial de reducción positivo de +1,10 V, lo cual es relativamente alto.

La razón por la que el nitrato es un buen agente oxidante es porque, en todas las estructuras de resonancia estables de este ion, el átomo central de nitrógeno posee una carga formal positiva, a pesar de que el nitrógeno es un elemento muy electronegativo. Esto hace que el nitrógeno tenga una tendencia fuerte a captar electrones y reducirse.

Esto contrasta con el ácido clorhídrico (HCl), el cual también es un ácido mineral fuerte pero que no es un agente oxidante. La base conjugada del ácido clorhídrico, es decir, el ion cloruro (Cl) posee su octeto lleno y además posee una carga negativa sobre un átomo muy electronegativo, que es la situación ideal. De hecho, el cloro no se puede reducir más allá del ion cloruro, así que es imposible que el HCl actúe como agente oxidante (a menos que el oxidante sea el H+, pero, como vimos antes, este no cuenta).

Ejemplos de ácidos no oxidantes

Ejemplo de Ácido no oxidante

Existen muchos ácidos no oxidantes. La mayoría de los ácidos orgánicos son no oxidantes, mientras que todos los ácidos hidrácidos también lo son. A continuación se presenta una lista de 13 ácidos no oxidantes comúnmente utilizados en el laboratorio.

Ácido fluorhídrico (HF)Ácido sulfhídrico (H2S)Ácido Benzóico (C6H5COOH)
Ácido Clorhídrico (HCl)Ácido carbónico (H2CO3)Ácido cloroacético (ClCH2COOH)
Ácido Bromhídrico (HBr)Ácido acético (CH3COOH)Ácido fórmico (HCOOH)
Ácido Yodhídrico (HI)Ácido fosfórico (H3PO4)Ácido trifluoroacético (CF3COOH)
Ácido Sulfúrico (H2SO4)  

Referencias

CAMEO Chemicals. (n.d.). Acids, Strong Non-oxidizing. CAMEO. https://cameochemicals.noaa.gov/react/1

Chang, R. (2008). Fisicoquímica Para las Ciencias Químicas y Biológicas (3rd ed.). MCGRAW HILL EDDUCATION.

M Olmo, R. N. (n.d.). Oxidation-Reduction Potentials. HyperPhysics. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Chemical/redoxp.html

New Jersey Institute of Technology. (n.d.). Acids (Non-Oxidizing). NJIT.EDU. https://www.njit.edu/environmentalsafety/sites/njit.edu.environmentalsafety/files/Acids_%28Non-Oxidizing%292-fillable-logoFix_0.pdf

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Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

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