CLASE 4

HA + B HB + A

•Sí el ácido HA y la base B son fuertes el equilibrio se desplazará R P.•Si son débiles ambos, la rxn se verá desplazada PR , el HB y A serán un ácido y

una base fuerte.•En 1 par ácido-base, si el ácido es fuerte, su base conjugada es débil y viceversa.

Par conjugado HA/A (1) B/HB (2)

RXNs entre Ácidos y Bases

Acido 1 BaseConj.

1

Base2

AcidoConj.

2

Calculo de Keq a partir de Ka

Keq = [HB][A] [HA][B]

Multiplicamos x[H+] [H+]

=1 Keq = [HB][A] [HA][B]

[H+] [H+]

Ordenamos

Keq = [A][H+] [HB] [HA] [B][H+]

x

Ka1 1/Ka2

Keq= Ka (1) Ka(2)

HA/A (1)

B/HB (2)

Ejercicio en pizarrón

ACTIVIDAD 1

Calcular el valor numérico de las constantes de equilibrio para las siguientes reacciones usando los valores de Ka y los pKaa)HF + CH3COO- CH3COOH + F- CH3COOH/CH3COO- Ka= 1.78x10-5, HF/F- Ka= 6.3x10-4

b) HClO + CN- HCN + ClO- HClO/ClO- pKa=7.25, HCN/CN- Ka= 5x10-10

c) HCOOH + F- HCOO- +HF HCOOH/HCOO- pKa= 3.8, HF/F- Ka= 6.3x10-4

Ácido-Base y estructura química

La teoria de BRÖNSTED LOWRY nos permite conocer cuándo una sustancia es A o B, pero no nos permite predecir la fuerza de dichas sustancias

Propiedades periódicasDe los elementos

Enlaces Químicos

Fuerza Relativa de Algunos Ácidos

Ácidos Binarios

Contienen 2 elementos HM, M es un halogeno

HF < HCl < HBr < HIÁcidos FuertesÁcido Débil

pKa=3.2

Energía de enlaceKJ/mol

568.2 > 431.9 > 366.1 > 298.3

Correlación entre fuerza ácida y la energía de enlace“Entre más fuerte el enlace menos se disociará y su carácter ácido será mas débil”

Ácidos Terciarios

Contienen 3 elementos HM, la mayoría son oxiácidos

“Entre + fuerte es el enlace M-O, + débil es el enlace O-H, y el H+ se desprenderá + fácil y estará +

ionizado”

HYMOX

estado de oxidación

HClO4

HBrO4Y= 1 y X=4, lo distinto es Cl y Br.

Para ver cual es MAS fuerte se tiene que analizar la estructura de LEWIS en cuanto a electronegatividad

“Entre más electronegativo sea el átomo central, más atraerá hacia sí a los O de su entorno”

O = M – O - H

= O

= O

v

Cl-O es + fuerte que Br-OCl-O > Br-OO-H < O-H

Enlace + débil

HClO4Se ioniza + = Ácido+ Fuerte

Ácidos Orgánicos

Existen factores estructurales que pueden variar su fuerza ACIDA:•Reconocer los H que tengan un comportamiento ÁCIDO y que sean ionizables.

H-CEnlace covalente muy poco polar

S

O

O

OH-

+ H+ Ac. Fuerte

O

OH CH3

O

OH CH3-+ H+ pKa= 4.75

NO se rompe fácilmente en disolución

CH3-COOHS

O

O

OHH

H

HH

HNO tiene propiedades ácidas

O-HEnlace POLAR que se puede romper cuando la molécula se disuelve en

solventes polares

S

O

O

OH

Cl – C – C – O - H- H

- H

= O

Cl – C – C – O - H

- H

- Cl

= O

Cl – C – C – O - H

- Cl

- Cl

= O

AC. CLOROACÉTICOpKa = 2.86

AC. DICLOROACÉTICOpKa = 1.3

AC. TRICLOROACÉTICOpKa = 0.7

El Cl es + electronegativo que el H, atrae mas hacia sí a los e- del enlace con el C.Este efecto se extiende hasta el grupo vecino “CARBOXILO” dejando con menor densidad electrónica al O-H, debilitándolo y facilitando su disociación para producir H+

el ácido + fuerte es el Ac. Tricloroacético.

Cationes Metálicos

Sí disolvemos las sales ácidas Fe(ClO4)3, SnCl3 o Hg(NO3)2 de donde provienen los protones?

• Interacción de M con H2O

Experimentalmente es imposible tener un catión libre en estado gaseoso, pero con la 1ra. Ley de la Termodinámica es posible obtener de manera indirecta el valor de la cantidad de energía desprendida.

Hhidr es el cambio de energía involucrado en llevar a un catión desde su estado libre a uno en el que se encuentra rodeado de moléculas de agua.

es una medida de que tan fuerte es el enlace entre un catión y las moléculas de agua. KJ/mol

Mn+(g) + H2O Mn+

(ac)

H hidr

Variables que contribuyen a hacer mas intensa su interacción con las moléculas de agua:CARGA: es la + importante, al de +1 a +2, la Hhidr se incrementa 4 o 5 veces, al pasar de +2 a +3 se duplica o triplica.RADIO IONICO: con la misma carga se observa que al el radio ionico, interaccionan + fuertemente con el agua debido a que con la misma carga contenida en menor volumen su de carga es mayor e incrementa su capacidad para atraer el dipolo del agua.ELECTRONEGATIVIDAD: iones con misma carga y radio ionico, el ION + electronegativo interacciona + fuertemente con el agua.

O – M - OH

HH H

H

H

HHO

O

n+

OH

H

O – M – O – H + H – O+H

HH H

HHO

O

(n-1) +

H

H

“Sí la atracción del ION METALICO por el dipolo negativo de la molécula de agua es muy fuerte, la molécula del agua se ve afectada”

• Al compartir parcialmente uno de sus pares electrónicos solitarios con el ION METÁLICO, la densidad electrónica de los enlaces H-O se corre hacia el O, dejando a los átomos de H con mayor densidad de carga positiva.

• Esto puede dar lugar a que el H se asocie con otra molécula de agua libre para dar lugar al H3O+

RXN de hidrólisis de los cationes M

[M(H2O)6]n+ + H2O [M(H2O)5OH](n-1) + H3O+

Ka = [M(H2O)5OH)n-1][H3O+] [M(H2O)6

n+]

Misma forma que la constante de acidez de los A. Débiles, por lo que hay pKa característico para un ION METÁLICO