Sales

Estructura química y diferencias con los ácidos

Todas las sales poseen una red cristalina iónica, formada por cationes (átomos metálicos o grupos poliatómicos, por ejemplo, amonio) y aniones (restos ácidos monoatómicos o poliatómicos) que se alternan regularmente. Esto las diferencia fundamentalmente de los ácidos, que en la mayoría de los casos son líquidos o gases.

La sustitución del metal en la estructura de la sal por otro metal da lugar a la formación de una nueva sal. Si, por el contrario, se sustituye el metal por hidrógeno, se obtiene una sustancia de una clase completamente diferente: un ácido.

Para escribir con exactitud la fórmula estructural completa de una sal, es necesario conocer el número de coordinación del metal. Si no se dispone de estos datos, solo se representa la estructura del resto ácido. Por ejemplo, en el fosfato de potasio, los iones de potasio están rodeados por átomos de oxígeno de diferentes grupos y, sin conocer la estructura exacta, simplemente se anota el grupo $PO_4$.

La diversidad de sales se debe a que un mismo ácido puede corresponder a un gran número de sales procedentes de diferentes bases. Asimismo, existen sales de ácidos inestables. Un ejemplo clásico es el ditionito de zinc ($ZnS_2O_4$), que se forma al reaccionar el zinc con el dióxido de azufre, mientras que el propio ácido ditionico ($H_2S_2O_4$) se descompone instantáneamente al intentar obtenerlo.

Propiedades físicas, disoluciones y cristales hidratados

Las sales tienen puntos de fusión bastante altos. La mayoría son blancas o incoloras (como el bicarbonato sódico o el cloruro de sodio), pero muchas poseen su propia coloración característica (como el permanganato de potasio $KMnO_4$). La solubilidad varía: los datos de referencia siempre se pueden consultar en tablas especiales.

Una propiedad clave de las disoluciones acuosas es su alta conductividad eléctrica, que depende directamente de la concentración de iones. Si se conecta a un circuito con una bombilla un vaso con una disolución de cloruro de sodio, la intensidad de la luz aumentará a medida que se disuelvan nuevas porciones de sal.

Durante la cristalización, las sales se separan en dos formas:

• Cristales anhidros: característicos de los precipitados insolubles y de algunas sales de potasio, sodio y amonio.
• Cristales hidratados: compuestos químicos sólidos en los que la sal cristaliza atrapando un número determinado de moléculas de agua (característico de la mayoría de las sales solubles).

Reacción del medio y propiedades químicas

La naturaleza dual de las sales (presencia de un resto ácido y un catión básico) provoca que sus disoluciones acuosas puedan alterar el pH:

1. Reacción ácida (tornasol rojo) en sales de un ácido fuerte y una base débil (aluminio, zinc, hierro).
2. Reacción alcalina (tornasol azul) en sales de una base fuerte y un ácido débil. Por ejemplo, el carbonato de sodio ($Na_2CO_3$) se utiliza en la práctica para crear un medio alcalino como una alternativa más segura a la sosa cáustica.
3. Reacción neutra en sales de ácidos fuertes y bases fuertes.

Las sales participan en reacciones de intercambio, las cuales llegan a completarse si se forma un precipitado, se desprende un gas o se produce una sustancia débil (por ejemplo, agua o un ácido débil). En las reacciones de sustitución, un metal activo desplaza a otro menos activo de su disolución salina. Así, un clip de hierro en una disolución de sulfato de cobre($CuSO_4$) se recubre de cobre, y un granito de zinc en nitrato de plomo($Pb(NO_3)_2$) se cubre de cristales de plomo («árbol de Saturno»).

Clasificación de las sales y estabilidad térmica

Las sales se pueden dividir en varios grupos principales:

• Sales binarias (compuestos con halógenos y azufre). Se distinguen por su estabilidad térmica. Un dato interesante: entre los halogenuros de plata, el fluoruro es muy soluble, mientras que el cloruro, el bromuro y el yoduro no lo son. En las sales de calcio ocurre lo contrario: el fluoruro es insoluble y los demás halogenuros son solubles.
• Sales oxigenadas (sulfatos, carbonatos, fosfatos). En ellas, el metal está unido al oxígeno.
• Sales de ácidos orgánicos. Las sencillas (acetatos) se asemejan a las inorgánicas. En cambio, las sales de ácidos superiores con cadenas carbonadas largas (jabones) no cristalizan, forman una película sobre el agua y no se disuelven como las sales comunes.
• Sales de amoníaco y aminas. Contienen cationes poliatómicos. Al reaccionar con álcalis liberan amoníaco y, al calentarse, se descomponen por completo en productos gaseosos.

Al calentar las sales binarias y las de metales alcalinos, estas simplemente se funden (por ejemplo, el $NaCl$ a 801 °C). En cambio, la mayoría de las sales oxigenadas de otros metales se descomponen liberando oxígeno y óxidos de no metales (por ejemplo, la descomposición del nitrato de cobre(II) o del sulfato de zinc).

Importancia biológica y sales principales

En medicina, la clase de las sales se estudia con especial atención, ya que estas sustancias están necesariamente presentes en los organismos vivos y garantizan la homeostasis.

Entre las sales más importantes en el cuerpo humano se encuentran:

• Cloruro de sodio ($NaCl$), o sal común;
• Cloruro de potasio ($KCl$) y cloruro de magnesio ($MgCl_2$);
• Hidrogenocarbonato de sodio ($NaHCO_3$), o bicarbonato sódico;
• Fosfato de calcio ($Ca_3(PO_4)_2$), componente mineral principal de huesos y dientes.

En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema

Preguntas de clases y exámenes

Qué más repasar sobre el tema

• Reglas para la formulación estructural de sales y números de coordinación
• Características de la solubilidad de los fluoruros en comparación con otros haluros
• Descomposición térmica de sales de oxácidos
• Propiedades químicas de las sales de ácidos carboxílicos superiores (jabones)
• Especificidad de las sales de aminas orgánicas y del catión amonio

Otros temas de la sección «Capítulo 3. Clasificación de sustancias»

Material preparado por los profesores de WhiteCoat Pro según el plan de estudios de las facultades de medicina. De carácter educativo.