“ÁCIDOS, BASES Y pH”

MIGUEL E. SCHULZ PREPARATORIA 8

UNIDAD 3: ¿DE DÓNDE, PARA QUÉ Y DE QUIÉN?

QUÍMICA III (1501)

“PROPÓSITO” Ampliar los conceptos de ácidos, bases,

sales, reacciones de neutralización y pH, para calcular, conocer e identificar el grado de acidez o basicidad de una disolución.

“NOMENCLATURA” Ácidos binarios: Tienen terminación

hídrico, son “hidrácidos”. Hidrógeno + no metal

HCl HBr HI

H2S HCN

HSCN

“NOMENCLATURA” Ácidos Terniarios: Son oxiácidos.

Hidrógeno + no metal + Oxígeno HNO2: ácido nitroso HNO3: ácido nítrico

H2SO3: ácido sulfuroso H2SO4: ácido sulfúrico

HClO: ácido hipocloroso HClO2: ácido cloroso HClO3: ácido clórico

HClO4: ácido perclórico

“NOMENCLATURA” Hidróxidos o bases:

Catión + ión Hidróxilo KOH

NaOH AgOH

Mg(OH)2

CuOH: Hidróxido de cobre (I) o cubroso Cu(OH)2: Hidróxido de cobre (II) o cubrico

AuOH: Hidróxido de oro (I) o auroso Au(OH)3: Hidróxido de oro (III) o aurico

“INTRODUCCIÓN” Mediante distintos procesos industriales se obtienen los ácidos

y las bases que suelen ser la materia prima de otras sustancias necesarias para el hombre. En la naturaleza encontramos muchas de estas sustancias. Algunas de ellas juegan un papel importante en los seres vivos.

Sus principales usos: - Agentes de limpieza. - Conservación de alimentos. - Bebidas carbónicas. - Medicamentos. - Fertilizantes. - Regular el pH de la sangre. - Jabones líquidos. - Acidez estomacal. - Pinturas. - Frutas. - Colorantes. - Explosivos. - Baterías de automóviles.

“USOS DE ÁCIDOS Y BASES”

“ÁCIDOS” Son aquellas sustancias que disueltas en agua generan

protones o iones H+. En el papel tornasol cambian el color de azul a rojo. Tienen sabor agrio. Reaccionan con algunos metales, como: zinc, hierro y

magnesio, para producir H2. Reaccionan con los carbonatos y bicarbonatos, para producir

CO2. Las disoluciones acuosas de los ácidos conducen la

electricidad.

“BASES” Son aquellas sustancias que disueltas en agua

generan iones hidroxilo (-OH). En el papel tornasol cambian el color de rojo a azul. Tienen sabor amargo. Son de tacto resbaladizo Las disoluciones acuosas de las bases conducen la

electricidad.

“Svante Arrhenius (1903)” Ácido: Una sustancia que libera iones

hidrógeno (H+) cuando se disuelve en agua. HA H+ + A-

HCl (ac) H+ (ac) + Cl- (ac)

Base: Una sustancia que libera iones hidroxilo (-OH) cuando se disuelve en agua.

KOH K+ + -OH NaOH (ac) Na+ (ac) + -OH (ac)

“Johanes Bronsted-Lowry (1923)”

Ácido: Es una sustancia donadora de protones o iones H+. NO es necesario que se encuentre en disolución acuosa.

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

ácido base ácido base conjugada HNO3 (ac) H+ (ac) + NO3- (ac)

Base: Es una sustancia receptora de protones o iones H+.

Ba(OH)2 (ac) Ba 2+ (ac) + 2 –OH (ac)

NH3 (ac) + H2O (l) NH4+ (ac) + -OH (ac)

base ácido ácido base conjugada

“ÁCIDOS Y BASES CONJUGADAS”ÁCIDOS BASE CONJUGADA

HClO4 ClO4-

HI I-

HBr Br-

HCl Cl-

H2SO4 HSO4 -

HNO3 NO3 -

H3O+ H2O

HSO4- SO4 -2

HF F-

HNO2 NO2 -

HCOOH HCOO-

CH3COOH CH3COO-

NH4+ NH3

HCN CN-

H2O -OH

“ÁCIDOS POLIPRÓTICOS” El H2SO4 es un ácido fuerte o electrolito

fuerte, pero la especie HSO4– es un ácido débil y se necesita colocar una flecha doble para representar la ionización incompleta.

H2SO4 (ac) H+ (ac) + HSO4- (ac) ácido diprótico

HSO4- (ac) H+ (ac) + SO4 2- (ac)

“ÁCIDOS POLIPRÓTICOS” El H3PO4 es el ácido triprótico más conocido, el cual

produce tres iones H+. Es un ácido débil.

H3PO4 (ac) H+ (ac) + H2PO4- (ac)

ácido triprótico

H2PO4- (ac) H+ (ac) + HPO4 2- (ac)

HPO4 2- (ac) H+ (ac) + PO4 3- (ac)

“pH (potencial de hidrógeno)”

El químico danés Sorensen propuso en 1909, una medida práctica para las concentraciones de los iones H+ y -OH en disolución acuosa.

Se define como el logaritmo negativo de la concentración del ion hidrógeno (mol/L).

pH = - log [ H3O+] ó pH = - log [H+]

Escala de pH: Se puede estimar que tan eficiente es la liberación de protones (H+) por parte de la especie ácida una vez que se encuentra en disolución.

“VALORES DE pH”MUESTRA VALOR DE pH

Jugo gástrico en el estómago 1.0 – 2.0

Jugo de limón 2.4

Refresco de cola 2.5

Vinagre 3.0

Jugo de toronja 3.2

Jugo de naranja 3.5

Cerveza 4.5

Café 5.0

Orina 4.8 – 7.5

Agua expuesta al aire 5.5

Saliva 6.4 – 6.9

Leche 6.5

Agua pura o destilada 7.0

Sangre 7.35

Lágrimas 7.4

Bicarbonato de sodio 8.4

Jabón de manos 9.0

Pasta de dientes 9.9

Leche de magnesia 10.6

Limpiador con amoniaco 11.5

Hipoclorito de sodio 12.5

Hidróxido de sodio 13.5

“INDICADORES ÁCIDO-BASE”

Un indicador normalmente es un ácido orgánico débil o una base orgánica débil.

El cambio de color se debe a un cambio estructural inducido por la protonación o desprotonación de la especie.

Los indicadores tienen un intervalo de viraje de dos unidades de pH, en la que cambian la disolución en la que se encuentran de un color a otro.

INDICADOR COLOR EN MEDIO ÁCIDO

COLOR EN MEDIO BÁSICO

INTERVALO DE pH

VIOLETA DE GENCIANA (metil violeta) Amarillo Azul - violeta 0.0 – 2.0

Azul de timol Rojo Amarillo 1.2 – 2.8

Amarillo de metilo Rojo Amarillo 2.9 – 4.0

Azul de bromofenol Amarillo Púrpura 3.0 – 4.6

Rojo del Congo Violeta Rojo 3.0 – 5.0

Naranja de metilo Rojo Naranja 3.1 – 4.4

Verde de bromocresol Amarillo Azul - verdoso 3.8 – 5.4

Rojo de metilo Rojo Amarillo 4.4 – 6.2

Azul de bromotimol Amarillo Azul 6.0 – 7.6

Rojo fenol Amarillo Rojo 6.8 – 8.4

Rojo cresol Amarillo Púrpura rojizo 7.2 – 8.8

Fenolftaleína Incoloro Violeta 8.3 – 10.0

Timolftaleína Incoloro Azul 9.3 – 10.5

Amarillo Alizarina Amarillo Rojo 10.2 – 12.0

VIDEO: “PREPARACIÓN DE LA COL MORADA (INDICADOR)”

https://www.youtube.com/watch?v=ZrHPM25pvzQ

https://www.youtube.com/watch?v=QneeMMEjcvw

“CALCULAR pH” Calcula el pH de una disolución de ácido

clorhídrico, cuya concentración de iones H+ es de 0.05 M

Solución pH = - log [H+] pH = - log [0.05M] = - [- 1.3] pH = 1.3

“CALCULAR pH” La concentración de iones hidroxilo [-OH] de una

muestra sanguínea es de 0.00000025 M ¿Cuál es el pH de la sangre?

Solución pOH = - log [-OH] pOH = - log [0.00000025M] = - [- 6.6] = 6.6

14 = pH – pOH pH= 14 – pOH = 14 – 6.6 = 7.4

“CALCULAR pH” El pH de la lluvia recolectada en cierta zona del

noreste de Estados Unidos en un día particular, fue de 4.8

Calcula la concentración de iones H+ del agua de lluvia.

Solución pH = - log [H+] = 4.8 [H+] = 10-4.8 = 1.6 x10-5 M

“BIBLIOGRAFÍA” 1. Brown, Theodore L., LeMay, H. Eugene,

Bursten, Bruce E., Química, la Ciencia Central, 7 ed., México, Pearson Educación, 1998.

2. Chang, Raymond, Química General para Bachillerato, 4ª ed., México, McGraw-Hill, 2006.

3. Petrucci Ralph y Harwood, William, S., Química General, 10ª ed., México, Prentice Hall, 2011.

4. Kapellman, D., Santiago J., Química, 1ª ed., México, Editorial Progreso, 2012.