3.0. EQ.AC-BAS.

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TIPOS DE EQUILIBRIO.

Disociacin del agua. Kw: Constante deproducto inico del agua

Disociacin de un cido o base dbil: ka, kbEquilibrio heterogneo entre una sustancia

ligeramente soluble y sus iones en una solucinsaturada kps: Constante de Producto deSolubilidadFormacin de un ion complejo: KfEquilibrio redox: kredox

30/03/2014 Profesora Carmen Pinzn Torres

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DI SOCIACIN DEL AGUA:

CONSTANTE DE PRODUCTO INICO

DEL AGUA(Kw)


H2O (l) H+ (ac)+ OH- (ac)

H2O

(l)+H

2O

(l) H

3O+

(ac)

+ OH-(ac)

OHOHKOH w 32

2*

14101

xKw

OHOHH

K

2

30

T=25C

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LA AUTOIONIZACIN DEL AGUA.ESCALA DE pH.

Equilibrio de autoionizacin del aguaH2O (l) + H2O (l) H3O+(aq) + OH (aq)

pH = log [H3O+

]pOH = log [OH]

log 10-14= log [H3O+] log [OH]

14 = pH + pOH

Kw= [H3O+][OH]

Producto inico del aguaa 25C, Kw= 10-14

[Tomando logaritmos y cambiando el signo]


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Agua pura: [H3O+] = [OH] ; [H3O+] = 10-7pH = 7

[OH] = 10-7pOH = 7

DISOLUCINNEUTRA

[H3O+] = [OH]pH = 7

DISOLUCINCIDA

[H3O+] > [OH]pH < 7

DISOLUCINBSICA

[H3O+] < [OH]pH > 7

pH

7cida bsica


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El pH: una medida de la acidez

pH = -log [H+

]

[H+] = [OH-][H+] > [OH-]

[H+] < [OH-]

La disolucin es

neutracida

bsica

[H+] = 1 x 10-7[H+] > 1 x 10-7

[H+] < 1 x 10-7

pH = 7pH < 7

pH > 7

A 250C

pH [H+]

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Los valores de pH puedenser menores a 1 y mayoresque 14

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ALGUNAS CARACTERSTICAS DE LOS CIDOS Y LASBASES

CIDOS:Tienen sabor agrio.Son corrosivos para la

piel.

Enrojecen ciertoscolorantes vegetales.Atacan a los metalesdesprendiendo H2.

BASES:Tiene sabor amargo.Suaves al tacto perocorrosivos con la piel.

Dan color azul a ciertoscolorantes vegetales.

7

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1. Definicin de cidos y bases segn Arrhenius:

cido: sustancia que produce protones (H+) en agua:

Base o lcali: sustancia que produce iones hidroxilo (OH-) en agua:

8

2( ) ( ) ( )H O

g ac acHCl H Cl

2( ) ( ) ( )H O

s ac acNaOH Na OH

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2. Definicin de cidos y bases segn Brnsted-Lowry

cido:Especie que tiene tendencia a ceder un H+

Base:Especie que tiene tendencia a aceptar un H+

CH3COOH (aq) + H2O (l) H3O+(aq) + CH3COO(aq)

cido base basecido

Transferenciaprotnica

NH3(aq) + H

2O (l) NH

4

+(aq) + OH(aq)

* Ya no se limita a disoluciones acuosas* Se explica el comportamiento bsico de, p.ej., NH3Ventajas

Par cido-base conjugado

Sustancia anftera o anfiprtic(puede actuar como

cido o como base)30/03/2014 Profesora Carmen Pinzn Torres

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2. Brnsted-Lowry


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OH

H + OH

H OH

H H OH

-+

[ ] +

Propiedades cido-base del agua

H2O (l) H+(ac)+ OH-(ac)

H2O + H2O H3O++ OH-

cidobase

conjugada

basecido

conjugado

autoionizacin del agua

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Uncido Lew is es una sustancia que puede aceptar un parde electrones

Una baseLewis es una sustancia que puede donar un parde electronesH+ + OH-

cido base

N HH

H

H+ +

cido base

N H

H

H

H+

3. Definicin de cidos y bases segnLewis.

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cidos y bases de Lewis

N HH

H

cido base

F BF

F

+ F BF

F

N H

H

H

No dona o acepta protones!

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ELECTRLITO FUERTE: 100% DISOCIACIN

NaCl (s) Na+(ac) + Cl-(ac)H2O

cidos fuertesson electrlitos fuertes

HCl (ac)+ H2O (l) H3O+(ac)+ Cl-(ac)

HNO3(ac)+ H2O (l) H3O+(ac)+ NO3-(ac)

HClO4(ac)+ H2O (l) H3O+(ac)+ ClO4-(ac)

H2SO4(ac)+ H2O (l) H3O+(ac)+ HSO4-(ac)

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Bases fuertesson electrlitos fuertes

NaOH (s) Na+(ac)+ OH-(ac)H2O

KOH (s) K+(ac)+ OH-(ac)H2O

Ba(OH)2(s) Ba2+(ac)+ 2OH-(ac)H2O

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FUERZA DE LOS CIDOS Y DE LAS BASES


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Electrlito dbil: no se disocia por completo

CH3COOH CH3COO-(ac) + H+(ac)

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HF (ac)+ H2O (l) H3O+(ac)+ F-(ac)

cidos dbilesson electrlitos dbiles

HNO2(ac)+ H2O (l) H3O+(ac)+ NO2-(ac)

HSO4-(ac)+ H2O (l) H3O+(ac)+ SO42-(ac)

H2O (l)+ H2O (l) H3O+(ac)+ OH-(ac)

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F-(ac)+ H2O (l) OH-(ac)+ HF (ac)

Bases dbilesson electrlitos dbiles

NO2-(ac)+ H2O (l) OH-(ac)+ HNO2(ac)

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CIDOS DBILES Y SUCONSTANTE DE IONIZACIN O DISOCIACIN CIDA

Fuerza de un cido o base:Mayor o menor tendencia a transferiro aceptar un protn.

Medida cuantitativa:Constante de equilibrio de su reaccin con agua.

HA (ac) + H2O (l) H3O+(ac) + A (ac)

[ H A ]]O][H[AK 3a

Constante de acidez(de disociacin, de ionizacin)

Mayor fuerza de un cido: mayor ser KaCaso extremo: cido fuerte (p.ej. HCl, HNO3, HClO4, ...)

se encuentra totalmente disociado

(Ka>> 1, Ka)30/03/2014 Profesora Carmen Pinzn Torres

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B (ac) + H2O (l) BH+(ac) + OH (ac)

[B ]

]][O H[B HKb

Constante de basicidad

Mayor fuerza de una base: mayor ser KbCaso extremo: base fuerte (p.ej. NaOH, KOH, ...)se encuentra totalmente disociada (Kb>> 1, Kb)

BASES DBILES Y SU CONSTANTE DE IONIZACIN BSICA


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Porcentaje de

ionizacin=

Concentracin del cidoionizado en el equilibrio

Concentracin inicial del cido x 100%

Para un cido monoprtico HA

Porcentajede ionizacin =

[H+]

[HA]0x 100% [HA]0= concentracin

inicial

cido dbil

cido fuerte

Concentracin inicial del cido

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FUERZA RELATI VA DE LOS PARES

CONJUGADOS CIDO-BASE


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Pares conjugados cido-base:

La base conjugada de un cido fuerte no tiene fuerzamedible.

H3O+ es el cido ms fuerte que puede existir en

disolucin acuosa. El ion OH-es la base ms fuerte que puede existir en

disolucin acuosa.

15.4

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En el caso de un par cido-base conjugado, Kay Kb estn

relacionadas

Kw= KaKb

B (aq) + H2O (l) BH+(aq) + OH (aq)a

w

3

3b

K

K

]O[H

]O[H

[B ]

]][O H[B HK

RELACIN ENTRE LA CONSTANTE DE

IONIZACIN DE LOS CIDOS Y SUS BASESCONJUGADAS


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TAREA

Qu significa ASTM?

Qu determinacin se hace mediante la

norma D664-01 y qu importancia tienesu valor?


C l l bl d i i i d id dbil b

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Cmo resolver los problemas de ionizacin de cidos dbiles y basesdbiles:

1. Identificar las especies principales que pueden afectar el pH.

En la mayora de los casos, puede ignorar la autoionizacindel agua.

2. Usar CIE (concentraciones iniciales en el equilibrio) para expresarlas concentraciones en equilibrio en trminos de una solaincgnita x.

3. Escrbir Kaen trminos de las concentraciones en equilibrio.Resuelva para calcular el valor de x

4. Calcular las concentraciones de todas las especies y/o pH de la

disolucin.

15.5

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RTA:1.5

RTAS: a:10.75, b: 3.28

RTA:0.0098

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ACIDOS DIPRTICOS Y POLIPRTI COS

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LA BASE CONJUGADA DE LA PRIMERA ETAPA DE IONIZACIN SE

CONVIERTE EN EL CIDO DE LA SEGUNDA ETAPA DE IONIZACIN.

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ACIDOS DIPRTICOS Y POLIPRTICOS


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PROBLEMA

El cido adpico HOOC(CH2)4COOH, se encuentra entrelos 50 productos qumicos ms fabricados en EEUU. Suprincipal aplicacin es la fabricacin de nylon. Es un

cido diprtico que tiene Ka1=3.9x10-5

y Ka2= 3.9x10-6

.Una disolucin saturada de cido adpico esaproximadamente 0.1 M en HOOC(CH2)4COOH. Calculela concentracin de cada una de las especies inicas enesta disolucin.


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PROPIEDADES CIDO-BASE DE LAS SALES

Las sales son compuestos inicos formados por lareaccin entre un cido y una base.

Las sales son electrolitos fuertes que se disocianpor completo para formar iones en agua.

HIDRLISIS DE UNA SAL:

Describe la reaccin de un anin, o de un catin, o

de ambos, con el agua.Por lo general, la hidrlisis de una sal cambia el pHde una disolucin.

Profesora Carmen Pinzn Torres

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30/03/2014 37

EL pH DE DISOLUCIONES SALINAS

Sales procedentes de cido fuerte y base fuerte no sehidrolizan. Producen disoluciones neutras.Sales procedentes de cido dbil y base fuerte se

hidrolizan. Producen disoluciones bsicas. El anin actacomo una base. Ejemplo: NaC2H3O2 (acetato de sodio).

Sales procedentes de cido fuerte y base dbil sehidrolizan. Producen disoluciones cidas. El catin actacomo un cido. Ejemplo: NH4Cl(cloruro de amonio).Sales procedentes de cido dbil y base dbil. Se

hidrolizan tanto el catin como el anin. Los cationes soncidos y los aniones son bases. Pueden ser sus solucionescidas, bsicas o neutras, dependiendo de las fuerzasrelativas del cido dbil y la base dbil.


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30/03/2014 38

HIDRLISIS DE UNA SAL:

NH4Cl (s) NH4+

(ac)+ Cl-(ac)

Cl- + H2Ono reacciona

NH4+ (ac)+ H2O (l)NH3 (ac)+ H3O+ (ac)

bw

a

K

K

NH

HNHK

4

33 0


Propiedades cido base de las sales

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Propiedades cido-base de las sales

Disoluciones neutras:

Las sales que contienen un metal alcalino o un ion

de metal alcalinotrreo (excepto Be2+) y la baseconjugada de un cido fuerte (por ejemplo Cl-, Br-,y NO3-).

NaCl (s) Na+(ac) + Cl-(ac)H2O

Disoluciones bsicas:

Las sales derivadas de una base fuerte y un cidodbil.

NaCH3COOH (

s) Na+(

ac) + CH

3COO-(

ac)

H2O

CH3COO-(ac)+ H2O (l) CH3COOH (ac)+ OH-(ac)


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Disoluciones cidas:

Las sales derivadas de un cido fuerte y una basedbil

NH4Cl (s) NH4+(ac) + Cl-(ac)H2O

NH4+

(ac) NH3(ac)+ H+

(ac)


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DIsoluciones en que el catin y el anin se hidrolizan:

Kb

para el anin > Ka

para el catin, la disolucin serbsica

Kbpara el anin < Kapara el catin, la disolucin sercida

Kbpara el anin Kapara el catin, la disolucin serneutra

3.0. EQ.AC-BAS.

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