ÁCIDOS Y BASES GENERALIDADES DE LAS SALES CONCEPTOS DE ÁCIDOS CONCEPTOS DE BASES EL pH DE UNA SOLUCIÓN LA ESCALA DE pH EL PROCESO DE NEUTRALIZACIÓN

ÁCIDOS Y BASES

• GENERALIDADES DE LAS SALES

• CONCEPTOS DE ÁCIDOS

• CONCEPTOS DE BASES

• EL pH DE UNA SOLUCIÓN

• LA ESCALA DE pH

• EL PROCESO DE NEUTRALIZACIÓN

LAS SALES

Generalidades

• Las sales se reconocen por estar formadas generalmente por un metal y un no metal.

• Las sales son sustancias iónicas formadas generalmente por las reacciones entre un ácido y una base o un metal y un ácido.

• Cuando una solución que contiene una sal es evaporada se forman cristales

• Las soluciones que contienen sales conducen electricidad debido a su disociación en iones.

• Muchas sales están presentes en el mar y son necesarios para el normal funcionamiento de organismos animales y vegetales.

• Algunas sales son incoloras como las formadas por los iones Na+ y K+, o coloreadas como las formadas por los iones Cu 2+ , Co 2+, Fe 2+ ó Fe 3+

LAS SALES

Generalidades

El concepto de ácido incluye todas las sustancias que, disueltas en agua, presentan sabor agrio (el sabor agrio del jugo de limón se debe a la presencia del ácido cítrico), disuelven metales como el zinc y neutralizan las bases.

El concepto de base incluye todas las sustancias que, disueltas en agua, presentan sabor amargo, tienen una sensación resbaladiza al tacto (la sensación resbaladiza de algunos jabones) pueden disolver grasas y aceites y neutralizan los ácidos.

Conceptos de ácidos y bases

ÁCIDOS Y BASES

En el año de 1887, el químico suizo Svante Arrhenius, propuso que:los ácidos son sustancias que formaban iones hidrógeno (H+) en disoluciones acuosas. Ejemplos: HCl, H2SO4

Y las bases son sustancias que forman iones hidróxidos (OH-) en disoluciones acuosas, por lo cual, algunas bases se reconocen también con el nombre de hidróxidos. Ejemplos: NaOH, Mg(OH)2

Se limita sólo al comportamientos de estos en el agua (disoluciones acuosas).

Conceptos de ácidos y bases según Arrhenius

ÁCIDOS Y BASES

Dos químicos: Johannes Niclaus Bronsted y Thomas M. Lowry construyeron otro concepto:

Definen los ácidos como sustancias que exhiben una tendencia a donar un protón (H+), liberador de protones. Ejemplos: H2CO3, H3PO4

Y las bases como sustancias que exhiben una tendencia a aceptar un protón (H+), receptor de protones. Ejemplos: KOH, Al(OH)3

Explica el comportamiento de los ácidos y las bases en la ausencia de agua.

ÁCIDOS Y BASES

Conceptos de ácidos y bases según Bronsted-Lowry

El químico Gilbert N. Lewis propone un concepto diferente para dar explicación del comportamiento de algunas sustancias:

Define los ácidos como sustancias capaces de aceptar un par electrónico. Ejemplos: CO2, SO3 , BF3

Y las bases como sustancias capaces de donar un par electrónico. Ejemplos: NH3

Conceptos de ácidos y bases según Lewis

ÁCIDOS Y BASES

Los ácidos fuertes se ionizan completamente en el agua, son compuestos muy corrosivos y producen quemaduras serias al contacto con la piel, debe evitarse su contacto.

Las bases fuertes se ionizan completamente en el agua, son compuestos muy corrosivos y producen quemaduras serias al contacto con la piel, debe evitarse su contacto.


ÁCIDOS Y BASES


Los ácidos fuertes (electrolitos fuertes) más comunes incluyen a seis monopróticos y uno diprótico, estos son:

HCl ácido clorhídricoHBr ácido bromhídricoHI ácido yodhídricoHNO3 ácido nítricoHClO3 ácido clóricoHClO4 ácido perclóricoH2SO4 ácido sulfúrico

ÁCIDOS Y BASES


Las bases fuertes (electrolitos fuertes) más comunes son:

LiOH hidróxido de litioNaOH hidróxido de sodioKOH hidróxido de potasioCa(OH)2 hidróxido de calcio

ÁCIDOS Y BASES

http://images.google.com.co/imgres?imgurl=http://www.geocities.com/david_charles_curran/safety/corrosive2.gif&imgrefurl=http://www.geocities.com/david_charles_curran/safety/&h=576&w=576&sz=7&hl=es&start=1&um=1&usg=__I49Hwq7jDyt2h_zKZSVKUDdMhDc=&tbnid=FDCa7CPNdRbZBM:&tbnh=134&tbnw=134&prev=/images%3Fq%3Dcorrosive%26um%3D1%26hl%3Des

Ejercicios de TAREA ácidos y bases conjugadas

Identificar los ácidos, bases, ácidos conjugados y bases conjugados en las siguientes reacciones

1.H2CO3 + H2O HCO3− + H3O

+

2.HCO3− + H2O CO3

2− + H3O+

3.NH4+ + CH3COO− CH3COOH + NH3

ÁCIDOS Y BASES

Ejercicios de TAREA ácidos y bases conjugadas


4. H2SO4 + H2O → HSO4− + H3O

+

5. HSO4− + H2O SO4

2− + H3O+

6. SO42− + H3O

+ HSO4− + H2O

ÁCIDOS Y BASES

QUIZ


1.HPO42− + H3O

+ H2PO4− + H2O

•HSO4− + CO3

2− SO42− + HCO3

−

ÁCIDOS Y BASES

Experimentalmente se ha demostrado que el agua es un electrolito muy débil. Conduce muy poco la corriente eléctrica, pero es posible hablar de su ionización, la cual se describe así:

H2O (l) + H2O (l) H3O+(ac) + OH-

(ac)

Donde según la definición de Bronsted-Lowry una molécula de agua actúa como ácido cediendo un protón y la otra actúa como base aceptándolo. La ecuación de la ionización del agua también se puede escribir de forma abreviada así:

H2O (l) H+(ac) + OH-

(ac)

La constante de equilibrio del agua. El pH

ÁCIDOS Y BASES

Para la ecuación :

H2O (l) H+(ac) + OH-

(ac)

La constante de equilibrio es:

[H+] [OH-]K = --------------------- [H2O]

Si se incorpora la concentración del agua pura al valor de K, se tiene

K [H2O] = [H+] [OH-]

El producto de K [H2O] se conoce como Kw o producto iónico del agua, entonces

Kw = [H+] [OH-]


ÁCIDOS Y BASES

Kw = [H+] [OH-]

Los experimentos demuestran que a 25 ºC las concentraciones de H+ y OH- son iguales y tienen un valor de 1.0 x 10-7 moles/L ó 1.0 x 10-7 moles.L -1 ó 1.0 x 10-7 moles.dm-3

[H+] = [OH-] = 1.0 x 10-7 moles/L

Si Kw = [H+] [OH-]

Entonces

Kw = 1.0 x 10-7 moles/L x 1.0 x 10-7 moles/L = 1.0 x 10-14 moles/L

Por lo tanto

Kw = 1.0 x 10-14 moles/L


ÁCIDOS Y BASES

La adición de un ácido al agua aumenta la concentración de H+ y la adición de una base aumenta la concentración de OH-.

En una solución acuosa se pueden presentar los siguientes casos:

•La solución es neutra , si [H+] = [OH-]

•La solución es ácida, si [H+] > 10-7 y [OH-] < 10-7

•La solución es básica, si [H+] < 10-7 y [OH-] > 10-7

Recuerde que

Kw = [H+] [OH-] = 1.0 x 10-14


ÁCIDOS Y BASES

Sabiendo queKw = [H+] [OH-] = 1.0 x 10-14

Para cada uno de los siguientes casos calcule [H+] ó [OH-] y diga si la solución es ácida, básica o neutra

a.[H+] = 1.0 x 10-2

b.[OH-] = 1.0 x 10-3

c.[H+] = 1.0 x 10-7


ÁCIDOS Y BASES


a.[H+] = 1.0 x 10-2

RESPUESTA:[H+] [OH-] = 1.0 x 10-14

1.0 x 10-2 [OH-] = 1.0 x 10-14

1.0 x 10-14

[OH-] = --------------- 1.0 x 10-2

[OH-] = 1.0 x 10-12

Como [H+] > [OH-] ; 1.0 x 10-2 > 1.0 x 10-12 la solución es ácida


ÁCIDOS Y BASES


b. [OH-] = 1.0 x 10-3

RESPUESTA:[H+] [OH-] = 1.0 x 10-14

[H+] 1.0 x 10-3 = 1.0 x 10-14

1.0 x 10-14

[H+] = --------------- 1.0 x 10-3

[H+] = 1.0 x 10-11

Como [OH-] > [H+]; 1.0 x 10-3 > 1.0 x 10-11 la solución es básica


ÁCIDOS Y BASES


c. [H+] = 1.0 x 10-7

RESPUESTA:[H+] [OH-] = 1.0 x 10-14

1.0 x 10-7 [OH-] = 1.0 x 10-14

1.0 x 10-14

[OH-] = --------------- 1.0 x 10-7

[OH-] = 1.0 x 10-7

Como [H+] = [OH-] ; 1.0 x 10-7 = 1.0 x 10-7 la solución es neutra


ÁCIDOS Y BASES

Ejercicios para la casa


Para cada uno de los siguientes casos calcule [H+] ó [OH-] y diga si la solución es ácida, básica o neutra

a.[H+] = 3.5 x 10-1

b.[OH-] = 2.0 x 10-3

c.[H+] = 1.8 x 10-10

d.[OH-] = 1.0 x 10-7


ÁCIDOS Y BASES

Para evitar hablar de [H+] o de [OH-] en términos de exponentes negativos, y para facilitar la descripción de la acidez o basicidad de una solución, en química se introduce el concepto de pH que significa poder o potencial de hidrógeno. Con base en él se constituyó la escala de pH. El pH de una solución se define como:

1pH = log ------- = log 1 - log [H+]

[H+]

Como el log 1 es cero, entonces

pH = - log [H+]

El pH es el logaritmo negativo de la concentración de protones [H+] en moles/L.

El pH de una solución

ÁCIDOS Y BASES

El pH = - log [H+]

Y el pOH se define como:

pOH = - log [OH-]

En el agua pura la concentración de protones [H+] = 10-7

comopH = - log [H+]

EntoncespH = - log 10-7 = 7

7 es el pH neutro del agua pura, Si la solución es ácida pH < 7, si la solución es básica pH > 7


ÁCIDOS Y BASES

Sabiendo quepH = - log [H+]

Para cada uno de los siguientes casos calcule el pH y diga si la solución es ácida o básica

a.[H+] = 1x10-5

b.[H+] = 1x10-10

c.[H+] = 1

d.[H+] = 1x10-14


ÁCIDOS Y BASES



RESPUESTA:

a.[H+] = 10-5 pH = - log 10-5 = 5, la solución es ácida

b.[H+] = 10-10 pH = - log 10-10 =10, la solución es básica

c.[H+] = 1 pH = - log 1 = 0, la solución es ácida

d.[H+] = 10-14 pH = - log 10-14 =14, la solución es básica


ÁCIDOS Y BASES




a.[H+] = 2.5 x 10-3

b.[H+] = 1.0 x 10-9

c.[H+] = 7 x 10-12

d.[H+] = 2.5 x 10-1


ÁCIDOS Y BASES

Sabiendo queKw = [H+] [OH-] = 10-14

Al despejar usando los logaritmos se llega a

pH + pOH = 14

Para las siguientes concentraciones de protones e hidroxilos, calcule el pH, el pOH y diga si la solución es ácida o básica

a.[H+] = 1.0 x 10-1

b.[H+] = 1.0 x 10-3

c.[OH-] = 1.0 x 10-7

d.[OH-] = 1.0 x 10-12

La escala de pH

ÁCIDOS Y BASES

Sabiendo quepH + pOH = 14


RESPUESTA:

a.[H+] = 1.0 x 10-1 pH = - log 10-1 = 1, la solución es ácida

Si pH + pOH = 14

Entonces 1 + pOH = 14

pOH = 14 – 1

De donde pOH = 13

La escala de pH

ÁCIDOS Y BASES



RESPUESTA:

b. [H+] = 1.0 x 10-3 pH = - log 10-3 = 3, la solución es ácida

Si pH + pOH = 14

Entonces 3 + pOH = 14

pOH = 14 – 3

De donde pOH = 11

La escala de pH

ÁCIDOS Y BASES



RESPUESTA:

c. [OH-] = 1.0 x 10-7 pOH = - log 10-7 = 7, la solución es neutra

Si pH + pOH = 14

Entonces pH + 7 = 14

pH = 14 – 7

De donde pH = 7

La escala de pH

ÁCIDOS Y BASES



RESPUESTA:

d. [OH-] = 1.0 x 10-12 pOH = - log 10-12 = 12, la solución es ácida

Si pH + pOH = 14

Entonces pH + 12 = 14

pH = 14 – 12

De donde pH = 2

La escala de pH

ÁCIDOS Y BASES

La escala de pH

ÁCIDOS Y BASES

La escala de pH

ÁCIDOS Y BASES


Sabiendo que pH + pOH = 14


a.[H+] = 2.2 x 10-4

b.[H+] = 0.001

c.[OH-] = 1.0 x 10-11

d.[OH-] = 1.8 x 10-12

La escala de pH

ÁCIDOS Y BASES

ÁCIDOS Y BASES

Recuerda que:

[H+] [OH-] = 1,0 x 10-14

pH = - log [H+]

[H+] = anti log – pH

pOH = - log [OH-]

[OH-] = anti log – pOH

pH + pOH = 14

QUIZIndique los valores pertinentes para completar la siguiente tabla

ÁCIDOS Y BASES

[H+] pH [OH-] pOH Ácido o base

2,60 x 10-3

2,97

3,50 x 10-4

4,56

ÁCIDOS Y BASES

Los ácidos débiles se ionizan de forma incompleta en el agua, son compuestos corrosivos y producen quemaduras al contacto con la piel, debe evitarse su contacto. Son disoluciones reversibles por eso presentan Ka.

Ácidos débiles

ÁCIDOS Y BASES

Ácidos débiles

Ejercicio.Calcule para una solución 0,1M de ácido acético CH3COOH las concentraciones de protones e hidroxilos, el pH, el pOH

ÁCIDOS Y BASES

Las bases débiles se ionizan de forma incompleta en el agua, son compuestos corrosivos y producen quemaduras al contacto con la piel, debe evitarse su contacto. Son disoluciones reversibles por eso presentan Kb.

Bases débiles

ÁCIDOS Y BASES

Bases débiles

Ejercicio.Calcule para una solución 0,1M de amoniaco NH3 las concentraciones de protones e hidroxilos, el pH, el pOH

ÁCIDOS Y BASES

Realizar los ejercicios y cálculos que se encuentran en el siguiente wiki.

http://salvadorhurtado.wikispaces.com/file/view/phmetro.swf

http://salvadorhurtado.wikispaces.com/file/view/phmetro.swf

La escala de pH

ÁCIDOS Y BASES

En una neutralización, un ácido se adiciona a una base o una base se adiciona a un ácido lentamente. El resultado de estas reacciones es siempre la sal del ácido respectivo y el agua

Ácido + base → sal + agua

Durante el proceso de neutralización, el pH de la solución va cambiando de ácido a básico (si se adiciona una base a un ácido), o de básico a ácido (si se adiciona un ácido a una base).

El proceso de neutralización

ÁCIDOS Y BASES

En el punto final de la neutralización, todos los protones [H+] provenientes del ácido y todos los hidroxidos [OH-] provenientes de la base han reaccionado para formar agua, en este momento se tiene la sal disuelta en agua.

Si la neutralización se da entre un ácido fuerte (HCl ó H2SO4) y una base fuerte (NaOH ó KOH) en el punto final de la neutralización, el pH corresponde al del agua pura, esto es, pH = 7.

El proceso de neutralización

ÁCIDOS Y BASES

Cuando un químico quiere conocer la concentración de un soluto dado en una disolución, utiliza la titulación.

La titulación puede efectuarse usando reacciones ácido – base.

Se tiene una disolución de HCl de concentración desconocida y una disolución de NaOH de concentración conocida (1.0M).

Se toma un volumen de NaOH y se adiciona a una bureta para saber cuanto volumen se adicionó al HCl para que este se neutralice (punto de equivalencia)

El proceso de titulación

ÁCIDOS Y BASES


ÁCIDOS Y BASES

Para poder saber cuando se ha llegado al punto de equivalencia, se debe utilizar un indicador ácido-base para este propósito (por ejemplo fenolftaleína). El cambio de color marca el punto final de la titulación.

El volumen de NaOH que se adicionó al HCl se registra en la bureta. Se debe colocar inicialmente un volumen conocido de la solución de HCl a titular.

Teniendo el volumen de NaOH empleado y la concentración, se sabe la cantidad de base que reaccionó, luego se utiliza la estequiometria para conocer la concentración de HCl.


ÁCIDOS Y BASES

El proceso de neutralización o gráfica de una titulación

ÁCIDOS Y BASES

ÁCIDOS Y BASES

Realizar los ejercicios y cálculos que se encuentran en el siguiente wiki.

http://salvadorhurtado.wikispaces.com/file/view/cvab.swf

http://salvadorhurtado.wikispaces.com/file/view/cvab.swf

ÁCIDOS Y BASES

Soluciones buffer o amortiguadoras o reguladores

Esta constituida por un ácido débil y su sal o una base débil y su sal. La solución reguladora tiene la capacidad de resistir los cambios de pH cuando se agregan pequeñas cantidades de ácido o de base. Por ejemplo la sangre y el alka-seltzer.

[sal]pH = pKa + log ------------- [ácido]

Documents

ÁCIDOS Y BASES GENERALIDADES DE LAS SALES CONCEPTOS DE ÁCIDOS CONCEPTOS DE BASES EL pH DE UNA SOLUCIÓN LA ESCALA DE pH EL PROCESO DE NEUTRALIZACIÓN