Ácidos sulfúrico y nítrico: propiedades de los ácidos oxidantes

Análisis de las reacciones del ácido sulfúrico y nítrico concentrados con metales, no metales, halogenuros de hidrógeno y sulfuros. Productos de reducción según la actividad del metal y la concentración del ácido.

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Ácidos oxidantes: características generales

Se consideran ácidos oxidantes el ácido nítrico HNO₃ de cualquier concentración y el ácido sulfúrico concentrado H₂SO₄. Su peculiaridad es que sus propiedades oxidantes no están determinadas por el catión hidrógeno, sino por el elemento formador del ácido en su estado de oxidación más alto (N⁺⁵, S⁺⁶).

Diferencias fundamentales con los ácidos convencionales:

Reacciones del H₂SO₄ concentrado con metales

El producto de reducción del azufre depende de la actividad del metal. Cuanto más activo es el metal, más electrones recibe el átomo de azufre (S⁺⁶):

Importante: el H₂SO₄ diluido se comporta como un ácido ordinario; reacciona únicamente con los metales situados a la izquierda del hidrógeno con desprendimiento de H₂. En frío, el H₂SO₄ concentrado pasi-va (o pasiva) el Fe, Al y Cr.

Reacciones del HNO₃ con metales

El producto de reducción del nitrógeno está determinado por dos factores: la actividad del metal y la concentración del ácido. Cuanto más activo es el metal y más diluido está el ácido, más profunda es la reducción del nitrógeno (lógica: al diluir, hay menos moléculas "competidoras" de HNO₃, por lo que cada una recibe más electrones).

El HNO₃ concentrado en frío pasiva el Fe, Al, Cr y Ni; no reacciona con Au ni Pt (los disuelve el «agua regia»).

Interacción con no metales

Los ácidos oxidantes son capaces de oxidar S, P, C, I₂. Por regla general, el no metal pasa a su estado de oxidación más alto:

Los productos de reducción estándar son: para el $\text{HNO}_3$ concentrado, $\text{NO}_2$; para el diluido, $\text{NO}$; para el $\text{H}_2\text{SO}_4$ concentrado, $\text{SO}_2$.

Excepción: la reacción del H₂SO₄ concentrado con azufre es una desproporción inversa (comproporción), el único producto es SO₂ (no se forma H₂SO₄, de lo contrario la reacción retrocedería): S + 2H₂SO₄(conc) → 3SO₂ + 2H₂O.

Reacciones con ácidos hidrácidos y sales

Los ácidos oxidantes oxidan HI y HBr (pero no el HCl ni el HF). Esto pone de manifiesto claramente la diferencia en la fuerza oxidante:

Con las sales de los halogenuros de hidrógeno (KBr, KI) se forman la sustancia simple (Br₂, I₂), una sal ácida (KHSO₄ o KNO₃) y el producto de reducción del ácido junto con agua.

Reacciones con «sulfuros negros»

Existen cuatro sulfuros insolubles de color negro: CuS, PbS, HgS, Ag₂S. Reaccionan exclusivamente con HNO₃ concentrado según un esquema especial: el metal pasa a nitrato, el azufre se oxida inmediatamente a S⁺⁶ (en forma de H₂SO₄) y el nitrógeno se reduce únicamente hasta NO₂ (captura 1 electrón):

MeS + HNO₃(conc) → Me(NO₃)ₙ + H₂SO₄ + NO₂ + H₂O.

Particularidad de la reacción: el sulfuro es insoluble y el ácido es concentrado, por lo que no se produce una reducción profunda del nitrógeno, pero el azufre se oxida al máximo: en 8 electrones.

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