Característica general y clasificación
A diferencia de los ácidos, las bases no presentan uniformidad en su composición y estructura. En un sentido clásico, se agrupan por su capacidad de unirse al hidrógeno de los ácidos. La unidad estructural más característica de los representantes clásicos es el grupo hidroxilo ($OH$).
Grupos principales de sustancias:
- Hidróxidos metálicos (contienen el grupo $OH$).
- Amoníaco ($NH_3$).
- Aminas orgánicas (etilamina, etilendiamina).
Por su fuerza química y solubilidad, la clase se divide en dos categorías:
- Bases fuertes (álcalis): hidróxidos de los elementos de los grupos IA y IIA del sistema periódico. Entre ellos se encuentran la sosa cáustica ($NaOH$, solubilidad de hasta el 52%), la potasa cáustica ($KOH$, hasta el 53%) y el hidróxido de bario ($Ba(OH)_2$, 3,7%). La cal apagada ($Ca(OH)_2$) es poco soluble (0,16%).
- Bases débiles y volátiles: hidróxidos del resto de metales (prácticamente insolubles en agua), el amoníaco acuoso ($NH_3$, solubilidad de hasta el 25%) y las aminas orgánicas (miscibles con el agua en cualquier proporción).
Interacciones químicas
El mecanismo de interacción de las bases consiste en la unión de hidrógeno. Dicho hidrógeno puede unirse no solo al grupo hidroxilo, sino también al átomo de nitrógeno del amoníaco o al oxígeno de los óxidos.
- Interacción con ácidos: da lugar a la formación de una sal y agua (reacción clásica de neutralización). Por ejemplo, la cal apagada con ácido nítrico produce nitrato de calcio y agua. Si la base carece de oxígeno (amoníaco), solo se forma sal.
- Reacción con óxidos ácidos: los hidróxidos metálicos fijan con éxito óxidos ácidos (por ejemplo, el dióxido de carbono y el $Ca(OH)_2$ forman carbonato de calcio). El amoníaco y las aminas participan en tales reacciones únicamente bajo condiciones especiales.
- Desplazamiento: los álcalis fuertes desplazan a las bases débiles y volátiles de sus sales. Al añadir hidróxido de sodio a cloruro de amonio, se libera amoníaco gaseoso.
Bases no estándar: sales y óxidos
En un sentido amplio, se considera base cualquier sustancia que cree un medio alcalino.
Óxidos metálicos no se incluyen formalmente en esta clase. La razón es que en el agua se transforman en hidróxidos (por ejemplo, el $K_2O$ se convierte en $KOH$) y ya en dicha forma muestran propiedades básicas, neutralizando los ácidos.
Pueden desempeñar el papel de bases las sales de ácidos débiles. El carbonato de sodio (soda, $Na_2CO_3$) muestra propiedades básicas incluso más fuertes que el amoníaco. El hidrogenocarbonato de sodio (bicarbonato de sodio, $NaHCO_3$) actúa de forma considerablemente más suave y se distingue por su anfoterismo, es decir, su dualidad ácido-base. En la reacción con el ácido clorhídrico capta un protón (actúa como base), mientras que en contacto con la sosa cáustica cede un protón, comportándose como ácido.
Superbases
Los productos de sustitución del hidrógeno por un metal en compuestos hidrogenados (amidas) muestran propiedades de bases fortísimas, superando a los álcalis habituales.
El amoníaco no es un ácido, pero al calentarlo con sodio forma amiduro de sodio ($NaNH_2$). Esta sustancia es capaz de fijar hidrógeno no solo de ácidos, sino también del agua. La reacción de hidrólisis del amiduro de sodio transcurre con la formación de hidróxido de sodio y la liberación de amoníaco gaseoso, lo que demuestra claramente su naturaleza superbase.
Toxicología e importancia fisiológica
El medio alcalino se determina mediante una sensación táctil jabonosa específica. Dicha textura jabonosa tiene una naturaleza fisiopatológica: se explica por el rápido efecto destructivo de los álcalis sobre las proteínas y las grasas de la piel.
- Las soluciones concentradas producen una agresiva acción corrosiva.
- A diferencia de los ácidos, los álcalis destruyen con mucha mayor rapidez los tejidos de origen animal (por ejemplo, la lana).
A pesar de la toxicidad de los álcalis fuertes, las bases débiles son fundamentales para la vida. El propio hidrogenocarbonato de sodio se encuentra constantemente en el plasma sanguíneo, formando el sistema amortiguador y asegurando un medio alcalino débil y estable en el organismo.
Para no confundir los términos: la «acidez de una base» no se refiere a propiedades ácidas, sino a la cantidad de átomos de hidrógeno que dicha base es capaz de «captar».
Preguntas de clases y exámenes
¿Se consideran los óxidos metálicos como bases?
Rigurosamente hablando, no. En el medio acuoso se transforman primero en hidróxidos y solo después neutralizan los ácidos.
¿Por qué el álcali vuelve la piel resbaladiza y jabonosa?
Es el resultado de una quemadura química: el álcali destruye las proteínas y los componentes lipídicos de la epidermis, transformándolos en compuestos de tipo jabonoso.
¿Puede una misma sustancia ser tanto ácido como base?
Sí, esto se denomina anfoterismo. Por ejemplo, el hidrogenocarbonato de sodio puede tanto aceptar un protón como cederlo.
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismos de las reacciones de neutralización y formación de sales
- Propiedades químicas específicas del amoníaco y las aminas orgánicas
- Dualidad ácido-base (anfoterismo) de las sales complejas
- Significado fisiológico de los sistemas amortiguadores de la sangre
- Superbases: síntesis y aplicación de amiduros metálicos
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