Reacciones Ácido Base Prof. Sergio Casas-Cordero E.
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Reacciones Ácido Base
Prof. Sergio Casas-Cordero E.
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Contenido:
1. Hidrólisis
2. Solución Amortiguadora (Buffer)
3. Indicadores
4. Valoración ácido - base
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HIDRÓLISIS: reacción con el agua de un anión o de un catión proveniente de un ED.
Comportamiento ácido–base de las sales
Neutras
Ácidas
Básicas
¿Cómo determinarlo de forma cualitativa?
1. Disociar la sal en sus iones2. Identificar su procedencia3. Determinar cuáles se pueden hidrolizar4. Plantear y analizar el equilibrio de hidrólisis
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Recordar que una sal se forma por un catión y un anión
Una sal se forma como producto de una reacción de neutralización
HA(ac) + MOH(ac) MA(ac) + H2O(l)
ácido base hidrólisis pH
AF BF No Neutro
AF BD Si Ácido
AD BF Si Básico
AD BD Si Depende de Keq
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El proceso de Hidrólisis es reversible
Kb
Kw Ka Kh
Kh se obtiene desde el valor de Kw:
Kw = Ka x Kb
Si la Hidrólisis es ácida, Kh es equivalente a Ka
Si la Hidrólisis es básica, Kh es equivalente a Kb Ka
Kw Kb Kh
La constante de equilibrio, se conoce como constante de Hidrólisis, Kh.
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Sales procedentes de ácido fuerte y base fuerte
[ej.: NaCl, KCl, NaNO3]
Procede de la BF, NaOHNo se hidroliza
Procede del AF, HCl, No se hidroliza
NaCl(s) Na1+(ac) + Cl1.(ac)
Conclusión: se obtiene una solución neutra
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Sales procedentes de ácido fuerte y base débil
[ej.: NH4Cl]
Procede de la BD, NH3.Se hidroliza
Procede del AF, HCl.No se hidroliza
NH41+(ac) + H2O(l) NH3 (ac) + H3O1+(ac)
)()(
3b
w14a1
4
133
h NHK
KNHK
][NH
]O][H[NHK
NH4Cl(s) NH41+(ac) + Cl1-(ac)
Conclusión: se obtiene una solución ácida
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Sales procedentes de ácido débil y base fuerte
[ej.: CH3COONa]
Procede del AD, CH3COOH.Se hidroliza
Procede de la BF, NaOH.No se hidroliza
CH3COO1-(ac) + H2O (l) CH3COOH(ac) + OH1-(ac)
CH3COONa(s) CH3COO1-(ac) + Na1+(ac)
)()(
COOHCHK
KCOOCHK
]COO[CH
]COOH][OH[CHK
3a
w13b1
3
13
h
Conclusión: se obtiene una solución básica
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Sales procedentes de ácido débil y base débil
[p.ej.: NH4CN]
NH4CN(s) NH41+(ac) + CN1-(ac)
Procede de una base débil (NH3). Se hidroliza
Procede de un ácido débil (HCN). Se hidroliza
Si Kh (catión) > Kh (anión) Disolución ácidaSi Kh (catión) < Kh (anión) Disolución básicaSi Kh (catión) = Kh (anión) Disolución neutra
[Para el NH4CN: disolución básica]
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Ejercicio:¿Cuál es el pH de una solución 0,1 M de Nitrito de Sodio, NaNO2?
La disociación corresponde a:
4-
-14
5,01x10
1x10 Kh
NaNO2(ac) Na1+(ac) + NO21-(ac)
El anión Nitrito, NO21-, corresponde a la base conjugada
del ácido nitroso, HNO2.El ácido nitroso, HNO2, es un ácido débil cuya
Ka = 5,01x10-4 HNO2 NO21-(ac) + H1+(ac)
Experimenta hidrólisis básica:
NO21-(ac) + H2O(l) HNO2(ac) + OH1-(ac)
Ka
Kw Kb Kh -112x10 Kh
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Probando si cumple con criterio de aproximación: 1000
Kb
Ci 9
11-5,01x10
2x10
0,1
0,1 x2x10 OH x -11-1
pOH = - log [OH1-] = - log [1,41x10-6]
x10411 OH -6-1 ,
pOH = 5,85 pH = 14 - pOH
pH = 14 – 5,85 = 8,15 pH = 8,15
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Soluciones amortiguadoras (tampón)
Son soluciones que mantienen un pH aproximadamente constante cuando se agregan pequeñas cantidades de ácido o base o cuando se diluyen.
Se pueden componer de Cantidades sustanciales de:- un ácido débil y de su base conjugada- una base débil y su ácido conjugado
(p.ej.: CH3COOH/CH3COONa)
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HA (ac) H1+(ac) + A1-(ac)
Pero si la cantidad añadida es pequeña comparada con las cantidades (grandes) que hay de A1- y HA, el cociente cambiará muy poco y el pH apenas se modificará.
Si al equilibrio le añado, p.ej., un ácido, se desplazará a la izquierda, disminuirá el cociente [A1-]/[HA] y el pH bajará.
[HA]][A
logpKpH;][A
[HA]K][H;
[HA]]][H[A
K1
a1a1
1
a
-
-+
+1-
+===
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Ecuación de Henderson-Hasselbalch
ácidobaselogpKapH
Capacidad amortiguadora: Cantidad de ácido o base que se puede agregar a un tampón antes de que el pH comience a cambiar de modo apreciable.
Su máximo se logra cuando el pH se iguala al valor de pKa, es decir cuando [base] = [ácido]
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Karl Albert Hasselbalch(1874-1962)
Lawrence Joseph Henderson(1878-1942)
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LOS INDICADORES
Son compuestos orgánicos de tipo ácidos o bases débiles cuyas formas ácido/base conjugadas presentan colores diferentes.
HInd (ac) H1+ (ac) + Ind- (ac)Color A Color B
Cuando a una disolución le añadimos un indicador,estarán presentes las dos especies HInd e Ind-.
[HInd]
]][H[Ind(HInd)K
1
a
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Intervalos de viraje de indicadores
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Es una técnica o método de análisis cuantitativo, que permite conocer la concentración desconocida de una disolución de una sustancia que pueda actuar como ácido o base, neutralizándolo con una base o ácido de concentración conocida.
valoración ácido-base
Se conoce también como; volumetría ácido-base, titulación ácido-base o valoración de neutralización.
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Materiales utilizados:
BuretaPinza para Bureta
Soporte Universal
Matraz de Erlenmeyer
Agente valorante (solución de concentración conocida)
Alícuota de muestra problema (solución de concentración desconocida)Indicador
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Curva de valoración: Representación del pH en función del volumen añadido de valorante
Sirve para detectar el punto de equivalenciaEl punto de equivalencia o punto estequiométrico, corresponde al momento exacto en que se ha añadido el volumen necesario para la total reacción de los moles de la muestra.En los procedimientos experimentales, no es posible observar el punto estequiométrico, sólo puede observarse el punto final.
El punto final, se logra observar cuando cambia de color el indicador utilizado,
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Punto deequivalencia
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Valoración de disolución de ácido clorhídrico, empleando hidróxido de sodio como sustancia valorante, y un pH-metro para detectar el punto final.
Ejemplo:
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¿Cuál es el pH del punto de equivalencia?
Un ácido fuerte con una base fuerte, se tendrá pH = 7
Si se valora:
Una base débil con un ácido fuerte, se tendrá pH < 7
Un ácido débil con una base fuerte, se tendrá pH > 7
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Intervalo de viraje de diversos indicadoresvaloración de un ácido fuerte con una base fuerte
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Curva de valoración de una base fuerte con un ácido fuerte:
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Curva de valoración de un ácido débil con una base fuerte:
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Curva de valoración de un ácido diprótico con una base fuerte:
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¿Cuál será la pureza de una sal de acetato de sodio, CH3COONa, expresada como % m/m, si al valorar 0,50 g de muestra con ácido clorhídrico, HCl, 0,10 M, se logra el punto final con ayuda del indicador Verde de Bromo Cresol, cuando se han añadido 12,5 mL de solución valorante?
Ejercicio:
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CH3COONa + HCl NaCl + CH3COOH
Ordenando los datos:
V
nCmolar masa de muestra = 0,50 g
[HCl] = 0,10 M = 0,10 mol/L
VHCl = 12,5 mL = 0,0125 L V x Cmolar n
HCl de mol 1,25x10 L 0,0125 x 0,10 n -3L
mol
HCl mol 1,25x10
x
HCl 1mol
COONaCH 1mol3
3
COONaCH de mol 1,25x10x 33
Calculamos los moles de HCl
Calculamos los
moles de CH3COONa
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COONaCH de mol 1,25x10x 33
COONaCH de g 0,1025 x mol 1,25x10
x
1mol
g 8233
MM CH3COONa = 82,0 g/mol
% 100
x
muestra de g 0,50
COONaCH de g 0,1025 3
pureza de m/m % 20,5 x
Calculamos la masa de CH3COONa
Calculamos la pureza
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