19 Nov

A continuación, se presenta una revisión estructurada de las principales funciones químicas inorgánicas, detallando sus características físicas, químicas y sus aplicaciones económicas más relevantes.

I. Funciones Inorgánicas Básicas

Óxidos

  • Propiedades Físicas: Suelen ser sólidos o gases. Algunos son insolubles en agua y presentan puntos de fusión altos.
  • Propiedades Químicas: Reaccionan con el agua para formar ácidos (óxidos ácidos o anhídridos) o bases (óxidos básicos). Pueden actuar como agentes oxidantes.
  • Aplicación Económica: Producción de cementos, pigmentos y en el tratamiento de aguas.

Hidróxidos (Bases)

Se caracterizan por contener el grupo funcional hidroxilo ($ ext{OH}^-$) al final de su fórmula.

  • Propiedades Físicas: Son sólidos cristalinos; la mayoría son solubles en agua, excepto algunos.
  • Propiedades Químicas: Reaccionan con ácidos en reacciones de neutralización, produciendo sales y agua.
  • Aplicación Económica: Industria del jabón, papel, productos de limpieza y tratamiento de agua.

Ácidos

Se caracterizan por tener el átomo de Hidrógeno ($ ext{H}$) al principio de su fórmula.

  • Propiedades Físicas: Generalmente son líquidos o son solubles en agua. Son corrosivos y sus disoluciones son conductoras eléctricas.
  • Propiedades Químicas: Tienen la capacidad de liberar iones $ ext{H}^+$ en disolución. Reaccionan con metales, bases y carbonatos.
  • Aplicaciones Económicas: Fabricación de fertilizantes, baterías, explosivos y productos de limpieza.

Sales

Compuestos que no contienen $ ext{H}$ ni $ ext{OH}$ como constituyentes principales (productos de la reacción ácido-base).

  • Propiedades Físicas: Son sólidos cristalinos; muchos son solubles en agua.
  • Propiedades Químicas: Se forman por la reacción de un ácido y una base. Pueden descomponerse por calor o electrólisis.
  • Economía: Fundamentales en la alimentación, agricultura, construcción y minería.

Hidruros

Compuestos binarios que contienen Hidrógeno ($ ext{H}$) en su formulación, generalmente al final.

  • Propiedades Físicas: Pueden ser sólidos u gases, y algunos son inflamables.
  • Propiedades Químicas: Reaccionan con agua liberando hidrógeno gaseoso. Algunos son conductores potentes.
  • Economía: Producción de hidrógeno, uso en pilas de combustible, y síntesis de productos orgánicos y farmacéuticos.

II. Clasificación Detallada de Sales y Derivados

1. Peróxidos

Propiedades Físicas

Los peróxidos suelen ser líquidos o sólidos cristalinos. Son inestables y se descomponen fácilmente en presencia de luz, calor o ciertos catalizadores.

Propiedades Químicas

Son agentes oxidantes muy potentes debido a la inestabilidad del enlace peroxo, que libera oxígeno. Por esta razón, también pueden actuar como agentes reductores en ciertas condiciones.

Aplicación Económica

Se usan masivamente en la industria del blanqueo para papel, textiles y cabello. En sanidad, se emplea como antiséptico y desinfectante. En la industria aeroespacial, se utilizan como propulsores de cohetes.

2. Ácidos (Oxoácidos e Hidrácidos)

Propiedades Físicas

Generalmente son líquidos o disoluciones acuosas incoloras. Son altamente corrosivos y tienen un sabor agrio característico. Sus vapores suelen ser irritantes.

Propiedades Químicas

Son sustancias que se disocian en agua liberando iones $ ext{H}^+$, lo que les confiere un pH bajo. Reaccionan vigorosamente con metales y bases. Los oxoácidos son a menudo oxidantes.

Aplicación Económica

La producción del Ácido sulfúrico es un barómetro de la actividad industrial global, ya que se utiliza en la fabricación de fertilizantes, baterías, y en la refinación de petróleo. El Ácido clorhídrico es esencial en la limpieza de metales, minería y producción de plásticos.

3. Hidróxidos (Bases)

Propiedades Físicas

Son sólidos iónicos y cristalinos. La mayoría son muy solubles en agua y sus disoluciones acuosas son conocidas por ser jabonasas al tacto.

Propiedades Químicas

Son bases fuertes, lo que significa que liberan iones $ ext{OH}^-$ en solución y tienen un pH alto. Neutralizan ácidos formando sales y agua. Tienen un fuerte carácter corrosivo en concentraciones altas.

Aplicación Económica

Se fabrican a gran escala, siendo la Sosa cáustica fundamental para la fabricación de jabones, detergentes, papel y en la refinación de aluminio. El Hidróxido de calcio se usa en la industria de la construcción y en el tratamiento de aguas.

4. Anhídridos (Óxidos Ácidos)

Propiedades Físicas

Pueden presentarse como gases, líquidos o sólidos, y tienen puntos de fusión y ebullición relativamente bajos.

Propiedades Químicas

La característica principal es su reactividad con el agua para generar oxoácidos. Muchos son agentes contaminantes que contribuyen a la lluvia ácida.

Aplicación Económica

El Dióxido de carbono es crucial para la industria alimentaria y para la refrigeración. El Trióxido de azufre es esencial en la producción de Ácido sulfúrico, una materia prima clave.

5. Halogenuros (Sales Binarias)

Propiedades Físicas

Son sólidos cristalinos con altos puntos de fusión debido a su fuerte naturaleza iónica. La mayoría son solubles en agua, formando soluciones que conducen la electricidad.

Propiedades Químicas

Se disocian completamente en sus iones en soluciones acuosas. Participan en reacciones de doble desplazamiento y son productos típicos de la reacción entre un metal y un halógeno.

Aplicación Económica

El Cloruro de sodio es vital en la industria alimentaria y la preservación. Los halogenuros de plata fueron la base de la fotografía tradicional. Otros se usan en la metalurgia y como desinfectantes.

6. Nitrato

Propiedades Físicas

Las sales de nitrato son sólidos cristalinos y son notablemente solubles en agua.

Propiedades Químicas

Son agentes oxidantes fuertes, especialmente al calentarse. Se descomponen liberando gases de nitrógeno y oxígeno.

Aplicación Económica

El Nitrato de potasio es un componente clave de la pólvora y un fertilizante esencial, ya que suministra el nitrógeno necesario para las plantas. Los nitritos se usan como conservantes de carnes.

7. Nitrito

Propiedades Físicas

Son sólidos cristalinos generalmente incoloros y muy solubles en agua.

Propiedades Químicas

Son agentes oxidantes y reductores. El nitrito de sodio es notable por su capacidad para reaccionar con aminas en condiciones ácidas.

Aplicación Económica

Se utilizan principalmente como conservantes alimentarios para prevenir el crecimiento de bacterias y para mantener el color rojizo de la carne.

8. Carbonato y Bicarbonato

Propiedades Físicas

Los carbonatos son sólidos blancos y, a menudo, poco solubles en agua. Los bicarbonatos son más solubles.

Propiedades Químicas

Reaccionan con ácidos liberando dióxido de carbono, lo que genera efervescencia. El bicarbonato es un tampón, capaz de mantener el pH.

Aplicación Económica

El Carbonato de calcio es la base del cemento, mármol y cal. El Bicarbonato de sodio se usa en la panadería, como antiácido y como limpiador doméstico y desodorante.

9. Sulfuros y Sulfitos

Propiedades Físicas

Los Sulfuros metálicos son a menudo sólidos coloreados y poco solubles. Los Sulfitos son sólidos cristalinos.

Propiedades Químicas

Los Sulfuros son bases débiles que al reaccionar con ácidos liberan $ ext{H}_2 ext{S}$. Los Sulfitos son agentes reductores y reaccionan con ácidos liberando $ ext{SO}_2$.

Aplicación Económica

Los Sulfuros son la principal fuente de muchos metales; su minería y procesamiento son clave en la metalurgia. Los Sulfitos se usan como conservantes de alimentos y como agentes blanqueadores en la industria textil.

10. Silicatos

Propiedades Físicas

Son sólidos cristalinos, duros, con altísimos puntos de fusión, característicos por sus complejas estructuras poliméricas.

Propiedades Químicas

Son químicamente muy inertes e insolubles en agua, excepto los silicatos de metales alcalinos.

Aplicación Económica

Son esenciales en la industria de la construcción, cerámica y la fabricación de vidrio. El Silicato de sodio se usa como adhesivo y agente sellador.

11. Fosfatos

Propiedades Físicas

Son sólidos cristalinos. La mayoría de los fosfatos metálicos son poco solubles en agua.

Propiedades Químicas

Son sales de un ácido débil y se utilizan a menudo como agentes amortiguadores para mantener el pH.

Aplicación Económica

Constituyen el insumo más importante para la industria de fertilizantes, ya que el fósforo es un nutriente esencial para el crecimiento de las plantas. También se usan como aditivos alimentarios y en la fabricación de detergentes.

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