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ACIDO - BASE
Qumica
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CIDOS: Tienen sabor agrio. Son corrosivos para la
piel. Enrojecen ciertos
colorantes vegetales. Disuelven sustancias
Atacan a los metalesdesprendiendo H2. Pierden sus propiedades al
reaccionar con bases.
BASES: Tiene sabor amargo. Suaves al tacto pero
corrosivos con la piel. Dan color azul a ciertos
colorantes vegetales. Precipitan sustancias
disueltas por cidos. Disuelven grasas. Pierden sus propiedades al
reaccionar con cidos.
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CIDOS Y BASES . TEORA DE ARRHENIUS.
Los cidos y las bases se comportan como dos grupos qumicamenteopuestos
Base es toda sustancia que contienealgn grupo OH capaz de disociarse en
disolucin acuosa, dando iones hidroxiloOH-. Por ejemplo:
NaOH (s) Na+ (aq) + OH-(aq)H2OHCl (g) Cl
- (aq) + H+(aq)H2O
Los iones H+, en disolucin acuosa, se
representan como la especie H3O+(aq),que se denomina ion hidronio.
cidoes toda sustancia que poseealgn tomo de hidrgeno capaz de
disociarse en disolucin acuosa,
dando iones H+. Por ejemplo:
Publica en 1887 su teora de disociacin inica. Hay sustancias (electrolitos)
que en disolucin se disocian en cationes y aniones.
Electrolito es cualquier sustancia que en disolucin d iones y por consiguiente sea
capaz de transportar la corriente elctrica. Son electrolitos los cidos, las bases y
las sales.
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Disociacin cido-base segn Arrhenius
CIDOS:
AH (en disolucin acuosa) A + H+
Ejemplos:
HCl (en disolucin acuosa) Cl + H+
H2SO4(en disolucin acuosa) SO42 + 2 H+
BASES:
BOH(en disolucin acuosa) B + + OH
Ejemplo:
NaOH (en disolucin acuosa) Na+ + OH
Neutralizacin
Se produce al reaccionar un cido con una base por formacin de agua:
H++ OHH2O
El anin que se disoci del cido y el catin que se disoci de la base quedanen disolucin inalterados (sal disociada):
NaOH +HCl
H2O + NaCl (Na+
+ Cl
)
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CIDOS Y BASES . TEORA DE BRNSTED Y LOWRY
cido es toda especie capaz de ceder un protn. El concepto incluye iones como el
e (formado al disolver NaHCO3en agua), ya que son capaces de ceder un protn a
una molcula de agua:
aqOHaqCOaqOHaqHCO 32323
3HCO
Base es toda especie capaz de aceptar un protn. Adems de las bases tpicas
(hidrxidos), hay que incluir el amonaco, ya que, al disolverse, acepta un protn del agua,
formando el ion amonio:
lOHaqNH 23 aqOHaqNH4
La teora de Brnsted y Lowry para cidos y bases incluye a la de Arrhenius yla ampla
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PAR CIDO-BASE CONJUGADOS.
Las sustancias que, como el agua, pueden actuarcomo cido o como base se llaman sustancias
anfteras
como cidoaqOHaqBHlOHaqB 2
base
conjugadacido
Un cido y una base que difieren en un protnson unpar cido-base conjugados, porejemplo: 3HCO
23CO4NH (cido) / NH3 (base) o (cido) / (base)
como baseaqOHaqAlOHaqAH 32
basecido
conjugado
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Ejemplo:Justifica porqu el in HCO3acta como cido frente al NaOH y como base
frente al HCl. El NaOH proporciona OHa la disolucin:
NaOH (ac)Na+ + OH
por lo que HCO3 + OH CO32 + H2O
es decir, el in HCO3 acta como cido cede protones.
El HCl proporciona H+a la disolucin:HCl (ac)H+ + Cl
por lo que HCO3 + H+H2CO3 (CO2+ H2O)
es decir, el in HCO3 acta como base coge protones.ES UNA SUSTANCIA ANFTERA
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Siempre que una sustancia se comporta como cido (cede H+) hay otra que secomporta como base (captura dichos H+).
Cuando un cido pierde H+se convierte en su base conjugada y cuando unabase captura H+se convierte en su cido conjugado.
CIDO (HA) BASE CONJ. (A)H+
+ H+
BASE (B) C. CONJ. (HB+)+ H+
H+Disociacin de un cido:
HCl (g) + H2O (l)
H3O
+
(ac) + Cl
(ac) En este caso el H2O acta como base y el HCl al perder el H+se transforma
en Cl(base conjugada)Disociacin de una base: HSO4 -(aq) + H2O (l) H2SO4+ OH
En este caso el H2O acta como cido pues cede H+al HSO4
-que setransforma en H2SO4(cido conjugado)
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9Segn la teora de Brnsted y Lowry, una reaccin cido-basees una
reaccin de transferencia de protones
FORTALEZA DE LAS ESPECIES CONJUGADAS.
Cuanto ms fuerte es un cido, ms dbil es su base conjugada; y viceversa:cuanto ms dbil es un cido, ms fuerte es su base conjugada
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FUERZA DE LOS CIDOS.
Se denominan cidos fuertesa los cidos que se encuentran totalmente
disociadosen disolucin acuosa:Esta reaccin est tan desplazada hacia la derecha que es irreversible
aqOHaqCllOHaqHCl 32
Se denominan cidos dbilesa los cidos que se disocian sloparcialmenteen agua: HCN (aq) + H2O (aq) CN
-(aq) + H3O+(aq)Es un equilibrio muy desplazado hacia la izquierda
Cuanto ms fuerte es el cido mayor ser Ka, y mayor tendencia tiene aformarse A-
El valor de la constante, Ka, es una medida de la fuerza de un cido
Como todas las constantes de equilibrio, Kadepende de la temperatura
Ka=
[A-][H3O+]
[AH] eq
La constante de equilibrio,Kase denominaconstante de acidezo de ionizacin.Para un cido cualquiera: AH (aq) + H2O (l) A
-(aq) + H3O+(aq)
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[A] [H+]
[H+][A]
[HA][HA]
cido fuerte
[HA]
cido dbil
Electrolitos fuertes: ()Estn totalmente disociados
Ejemplos: HCl (ac) Cl+ H+
NaOH (ac) Na+ + OH
Electrolitos dbiles: ()Estn disociados parcialmente
Ejemplos: CH3COOH (ac)CH3COO+ H+
NH3 (ac)+ H2ONH4+ + OH
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FUERZA DE LAS BASES.
Cuanto ms fuerte es la base, mayor es Kby el equilibrio se desplaza msa la derecha.
El valor de la constante, Kb, es una medida de la fuerza de una base.
Como todas las constantes de equilibrio, Kbdepende de la temperatura.
Se denominan bases fuertes, a las bases que se encuentran totalmente
disociadasen disolucin acuosa, y el ion OH
-
muestra gran avidez por capturarun protn: NaOH (s) + H2O (l) Na+(aq) + OH-(aq)
Se denominan bases dbiles, a las bases que se disocian slo parcialmente enagua, tras aceptar un protn de sta:
Es un equilibrio muy desplazado hacia la izquierdaaqOHaqNH 34
OHaqNH 33
La constante de equilibrio, Kb, se denomina constante de basicidad o de ionizacin;para una base cualquiera: B (aq) + H2O (l) BH+(aq) + OH
-(aq)
Kb=[BH+][OH-]
[B] eq
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DISOCIACIN DEL AGUA.
Una disolucines:
cida
Neutra
Bsica
si [H3O+] > [OH-]
si [H3O+] = [OH-]
si [H3O+
] < [OH-
]
En una disolucin acuosa diluida, la [H2O] esmuy grande y permanece prcticamente
constante, por lo que se incluye en el valor de la
constante de equilibrio, obtenindose una
nueva, Kw, que recibe el nombre de producto
inico del agua:
El agua se autoionizasegn la ecuacin H2O + H2O H3O+(aq) + OH-(aq)
Kw= Kc[ H2O]2
= [H3O+
][OH-
]
Kc=[H3O+][OH
-]
[H2O]2= 3,2 10-18(a 25C)
En cualquier disolucin
acuosa, las variables [H3O+] y[OH-]son inversamente
proporcionales
Reaccin muy desplazada hacia la izquierda
la constante de equilibrio es muy pequea
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La experiencia demuestra que el agua tiene una pequea conductividadelctrica lo que indica que est parcialmente disociado en iones:
2 H2O (l) H3O+(ac) + OH(ac)
H3O+ OHKc=
H2O2 Como H2Oes constante por tratarse de un lquido, llamaremos Kw= Kc
H2O2
conocido como producto inico del agua
[ ][ ]-w 3
K H O OH
El valor de dicho producto inico del agua es:
KW (25C) = 1014M2
En el casodel agua pura:
H3O+= OH= 1014M2= 107M Se denomina pH a:
Y para el caso de agua pura, como H3O+=107M:
pH =log 107= 7
3pH log [H O ]
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CONCEPTO DE PH.
El pH de una disolucin es el logaritmo en base 10, con el signo cambiado, dela concentracin de iones H3O+expresada en mol L-1. Por tanto,
[H3O+] = 10-pH(mol L-1 )
Para una temperatura dada, el producto inico del agua permanece constante
El valor del pHpermite asignar el carcter cido o bsico de las disoluciones
[H3O+] > [OH-]
Disolucin cida
[H3O+] > 10-7mol L-1
pH < 7
[H3O+] = [OH-]
Disolucin neutra
[H3O+ ]= 10-7mol L-1
pH = 7
[H3O+] < [OH-]
Disolucin bsica
[H3O+] < 10-7mol L-1
pH > 7
Por tanto,para el agua pura:pH = - log 10-7= - (-7) = 7
A 25C, Kw= [H3O+][OH-] = 10 -14moles2L-2
y en el agua pura, [H3O+] = [OH-] = 10-7mol L-1
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Grfica de pH en sustancias
comunesCIDO BSICO
141 2 3 4 6 8 9 10 11 12 135 7
Zumo delimn Cerveza
LecheSangre
Agua mar
Amoniaco
Agua destilada
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CONCEPTO DE pOH.
A veces se usa este otro concepto, casi idntico al de pH:
Como Kw = H3O+ OH= 1014M2
Aplicando logaritmos y cambiando el signo tendramos:
pH + pOH = 14 para una temperatura de 25C.
pOH log [OH ]
Ejemplo:El pH de una disolucin acuosa es 12,6. Cual ser la OH y el pOH a latemperatura de 25C?
pH =log H3O+= 12,6, de donde se deduce que: H3O+= 10pH= 1012,6M= 2,5 1013M
Como Kw = H3O+ OH= 1014M2
entonces: KW 1014M2
OH=== 0,04 MH3O+ 2,5 1013M
pOH =log OH=log 0,04 M = 1,4
Comprobamos como pH + pOH = 12,6 + 1,4 = 14
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VALORACIONES CIDO-BASE
La volumetra cido-basees un procedimientoque permite calcular la concentracin de una
disolucin, conociendo la concentracin de
otra, en una reaccin de neutralizacin cido-
base.
Se basa en el cambio brusco del pH de una
disolucin (cida o bsica), cuando se completa la
reaccin de neutralizacin (OH-+ H+= H2O)
Instante definido como
punto de equivalencia
Para saber cundo se ha alcanzado el punto
de equivalencia, se utiliza unindicadorcido base, que avisa, cambiando decolor, cuando se ha completado la reaccin
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INDICADORES DE pH cido- base)
Son cidos o bases dbiles cuyo color es diferente a su base o cido conjugado
HIn (aq) + H2O (l)Forma cida (color 1)
In-(aq) + H3O+ (aq)Forma bsica (color 2)
La constante de acidez del indicador es: KIn=[In-] [H3O+]
[HIn]
[HIn][In-]
[H3O+]
KIn =
Con esta expresin se puede interpretar el colorque presentar el indicador
segn el pH de la disolucin. As se tiene que cuando la concentracin de H3O+:
Sea mayor que K In pH > [In-] Color de la forma cida
Sea menor que K In pH >> pK In [HIn]
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El indicador elegido debe tener el punto final prximo al punto de equivalenciade la valoracin: p KIn= pH
EJEMPLOS DE INDICADORES CIDO-BASE
Rojo
Rojo
RojoRojo
Amarillo
Amarillo
Incoloro
Rojo
Amarillo
Amarillo
AmarilloAzul
Azul
Azul
Rosa
Prpura
1,2-2,8
3,2-4,2
4,8-6,05,0-8,0
6,0-7,6
8,0-9,6
8,2-10,0
11,0-12,4
1,7
3,4
5,06,5
7,1
8,9
9,4
11,7
Nombre del indicador
Azul de timol
Naranja de metilo
Rojo de metiloTornasol
Azul de bromotimol
Azul de timol
Fenolftalena
Alizarina
pKinColor forma
cidaColor forma
bsicaRango pH decambio color
El pKIn, debe diferir del valor del pH en el punto de equivalencia en
ms/menos una unidad: pKInpH ( punto de equivalencia) 1
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