Acidos y Bases Fuertes
-
Upload
wilfredoperalesromero -
Category
Documents
-
view
22 -
download
7
description
Transcript of Acidos y Bases Fuertes
22/04/2015
1
FUERZA DE ÁCIDOS Y BASES
LA ESCALA DE pH
pH DE SOLUCIONES DE ÁCIDOS Y BASES FUERTES
La fuerza de un ácido depende de varios factores:propiedades del disolvente, la temperatura y laestructura molecular del ácido.
Enfocarenos nuestra atención a la estructura delos ácidos.
ACIDOS BINARIOS: Sea un ácido HX, los factores
que determinar la fuerza del ácido son la polaridad
la energía de enlace H – X, mientras más polar sea
el enlace, el ácido se ioniza con mayor facilidad en
H⁺ y X ‾ , por otro lado los enlaces fuertes se
ionizan con menor facilidad.
Consideremos los ácidos hidrácidos del grupo VII.
Tabla 1: Energía de Disociación de enlace de los halogenuros de hidrógeno.
_________________________________________Ácido Energía de Disociación de enlace Fuerza ácida en agua
H – F 568.2 Kjoules/mol débil
H - Cl 431.9 Kjoule/ mol fuerte
H - Br 366.1 Kjoule/ mol fuerte
H - I 298.3 Kjoule / mol fuerte
______________________________________________________
Como vemos, el efecto de la magnitud de laenergía de enlace prevalece sobre la polaridad delenlace.
HF < HCl < HBr < HI
En el agua el HF sera un ácido debil, pero tanto elHCl, HBr y el HI serán de igual de fuertes en elagua, debido al efecto nivelador del agua, pero siusamos el ácido acético como disolvente se veráque el HI es más ácido que el HBr y este a su vezque el HCl.
De igual manera para los ácidos del grupo VI:
H2O < H2S < H2 Se < H2Te
22/04/2015
2
En un período la polaridad del enlace es el factor
más importantes para la acidez.
Aumento de Electronegatividades
IV A V A VI A VII A
Período 2: CH4 < NH3 < H2O < HF
Período 3: SiH4 < PH3 < H2S < HCl
1. Los oxácidos que tienen diferente átomos centrales pero quepertenecen al mismo grupo y que tienen el mismo número deoxidación.
O O
I I
O - Cl – O- H O - Br – O- H
I I
O O
El Cloro y el Bromo tienen el mismo estado de oxidación +7,como el Cloro es mas electronegativo que el Bromo, atrae masel par electrónico que comparte con el Oxígeno, enconsecuencia el enlace O – H es mas polar en el acidoperclórico y se ioniza mas fácilmente.
HClO4 > HBrO4
2. Oxoácidos que tienen el mismo átomo central
pero diferentes número de grupos enlazados a el,
dentro de este grupo la fuerza ácida aumenta a
medida que aumenta el número de oxidación del
atomo central.
HClO4 > HClO3 > HClO2 > HClO
Prediga cual es el ácido más fuerte de cada par.
a) H2S, H2Se i) H3PO4, H2PO4 ‾
b) H2S, HBr j) HCO3 ‾ , CO3‾ ²
c) PH3, NH3 k) CH3COOH, HCOOH
d) H2SO4, H2SeO4
e) HClO3, HBrO3
f) HBrO, HBrO3
g) HCl, HF
h) H2CO3, HNO3
22/04/2015
3
Las bases fuertes más comunes son los hidróxidos
iónicos de los metales alcalinos y de los metales
alcalinos, el calcio tiene solubilidad apreciable Ej:
LiOH(ac) Li ⁺(ac) + OH ‾(ac)
NaOH(ac) Na⁺(ac) + OH ‾(ac)
KOH(ac) K ⁺(ac) + OH ‾(ac)
RbOH(ac) Rb⁺(ac) + OH ‾(ac)
CsOH(ac) Cs⁺(ac) + OH ‾(ac)
Ca(OH)2(ac) Ca⁺ ²(ac) + 2 OH ‾(ac)
Son compuestos moleculares, derivados del amoniaco.
NH3(ac) + H2O NH4⁺(ac) + OH ‾(ac)base débil ácido fuerte
CH3-NH2(ac) + H2O CH3-NH3⁺(ac) + OH ‾(ac)
C5H5N(ac) + H2O C5-H5NH⁺(ac) + OH ‾(ac)
C6H5NH2(ac) + H2O C6H5NH3⁺(ac) + OH ‾(ac)
1. ¿ Cuál es la base de Bronsted más fuerte ?
a) Cl - b) ClO3- c) ClO - d) NO3
- e) Br –
2. ¿ Cuál de las siguientes especies es la base de Bronsted más fuerte de cada par?
a) HS- ó S-2 b)BrO- ó BrO2-
c) NO3- ó CO3
-2 d) CN- ó Cl-
Prevalece de los fuertes hacia los débiles.
HNO2 + H2O NO2 ‾ + H3O ⁺Ácido débil Base débil Base fuerte Ácido fuerte
HClO4 + CO3 - 2 ClO4‾ + HCO3
-
Ácido fuerte Base fuerte Base débil Ácido débil
22/04/2015
4
Auto protolisis del agua
Una de las propiedades
más importantes del agua es
su habilidad para actuar
como ácido o como base
el agua es una molécula anfiprótica
Los iones son el resultado de lanaturaleza anfiprótica del agua.
Algunas moléculas ceden H+ y otras
aceptan.
En la auto ionización por cada molécula
de agua que actúa como base otraactúa como ácido formándose los iones
H3O+ + OH-
H2O + H2O H3O+ + OH-
El proceso de ionización del agua se expresa:
H2O H+ + OH-
Su constante de equilibrio estaríarepresentada por la siguiente expresión:
Kw = [H+] . [OH–]
A esta nueva constante la llamamos constante del
producto iónico del agua y se representa por KW.
KW a 25 ºC tiene un valor de 1 x 10-14.
KW = [H+][OH-] = 1 x 10 -14
[H+] = [OH-] = 1 x 10 -7
22/04/2015
5
pH
La escala del pH es una representación del
equilibrio entre los iones de hidrógeno (H3O+) y
los iones de hidróxido (OH-) en una solución.
El pH (potencial del ión hidrógeno) de una
disolución se define como el logaritmo negativo
de la concentración del ión hidrógeno expresado
en (mol/litro), la escala de pH se define por la
ecuación:
pH = - log [H+]
Debido a que el pH solo es una manera de expresarla concentración del ión hidrógeno, las disolucionesácidas y básicas (25°C), pueden identificarse por susvalores de pH como sigue:
Disoluciones acidas: [H+] > 1,0 x 10-7M, pH < 7.00
Disoluciones básicas: [H+] < 1,0 x 10-7M, pH > 7.00
Disoluciones neutras: [H+] = 1,0 x 10-7M, pH = 7.00
La escala de pH
pH = – log [H3O+]
[H3O+] = antilog (– pH) = 10– pHy
La escala de pH es una manera conveniente de medir lacantidad de iones hidronio en solución
El término pH deriva del francés “puissance d’hydrogène”(el “poder del hidrógeno”)
La escala de pH es una medida directa del grado deacidez de una solución
El pH se define como:
La escala de pH fue ideada para expresar en formaadecuada diferentes concentraciones del ión (H+)(ión Hidrógeno):
22/04/2015
6
22/04/2015
7
Completar el siguiente cuadro
Solución [H3O + ] [OH - ] pH pOH
HClO4 0.04 M
KOH 12.30
Mg(OH)2 0.002M
Ejercicio 1:
¿ Cual debe ser el pH ?de una solución HCl que seprepara mezclando 2 ml de solución concentrada deHCl al 35% en masa y densidad 1.19 g/ml hastaformar 500 ml de solución.
Ejercicio 2:
Se mezcla 25 ml de solución de HNO3 de pH 2.12 con 100 ml de agua. ¿Cuál será el pH de la solución resultante?
Ejercicio 3:
¿Cuál será el pH de una solución de HI que se obtiene mezclando 500 ml de HI 0.05M con 250 ml de HI 0.01M ?
pOH
El pOH se define como el logaritmo negativo de la
concentración molar de iones (OH-) es decir:
pOH : - log [OH-]
El pH y el pOH se relacionan así:
[H3O+]. [OH-]= 10-14
log [H3O+] + log [OH-]= log 10-14
Finalmente:
pH + pOH = 14
Luego:
log [H3O+] + log [OH-] = log 10-14
Cambiando de signo:
(- log [H3O+])+ (- log [OH-]) = - log 10-14
(pH + pOH) = - log 10-14
22/04/2015
8
Ejercicio 1:
¿Cuál es el pOH y pH de una solución 0,0001 M de
hidróxido de sodio?
Ejercicio 2:
¿ Cual es el valor de la [H3O+ ] y el pH de una solución
saturada de Ba(OH)2 que contiene 3.9 gramos de
Ba(OH)2 por 100 ml de solución?
Ba = 137, O=16, H = 1
Ejercicio 3:
¿Cuál es el pH que se obtiene al diluir 125 ml de KOH
0.606M con agua hasta obtener 1.5 litros de solución ?
1. Se mezclan 100 ml de HCl(ac) de pH 2 con 100 ml de
NaOH(ac) con pH 11. ¿Cuál es el pH de la solución
resultante ?
2. Se mezclan 50 ml de HI(ac) 0.015M con 75 ml de
KOH(ac) . ¿ Cual debe ser la concentración molar de la
solución del KOH para que la solución resultante sea
de pH = 7 ?