Equilibrio Ácido – Base

Asignatura:

Química

Profesores:

Sergio Andrés

Magdalena Loyola

Nivel: IV Medio

Fundación Educacional

Colegio de los SS.CC.

- Manquehue -

ÁCIDOS Y BASES

OBJETIVOS:

1. IDENTIFICAR COMPUESTOS ÁCIDOS Y BÁSICOS DE ACUERDO A LAS TEORIAS MÁS IMPORTANTES.

2.RELACIONAR LAS REACCIONES ÁCIDO – BASE CON EQUILIBRIO QUÍMICO, ESPECIALMENTE CON EL EQUILIBRIO DEL AGUA.

3.CALCULAR pH y pOH.

4.CALCULAR pH EN SOLUCIONES AMORTIGUADORAS O BUFFER.

5.CALCULAR Y TITULAR DISOLUCIONES ÁCIDO – BASE, E INTERPRETAR LOS GRÁFICOS ASOCIADOS.

Equilibrio

Ácido – Base

• ÁCIDOS

• SABOR AGRIO

• CAPACIDAD PARA CORROER

METALES

• ENROJECEN EL PAPEL

TORNASOL

• PÉRDIDA DE TODAS LAS

PROPIEDADES AL CONTACTO

CON UNA BASE

• EN SOLUCIÓN ACUOSA

CONDUCEN LA CORRIENTE

ELÉCTRICA (ELECTROLITO)

• BASES O ÁLCALI

• SABOR AMARGO

• SUSTANCIAS JABONOSAS AL

TACTO

• COLOREAN DE AZUL EL PAPEL

TORNASOL

• PÉRDIDA DE TODAS SUS

PROPIEDADES AL CONTACTO

CON UN ÁCIDO

• EN SOLUCIÓN ACUOSA

CONDUCEN LA CORRIENTE

ELÉCTRICA (ELECTROLITO)

OBJETIVO:

1. IDENTIFICAR COMPUESTOS ÁCIDOS Y BÁSICOS DE ACUERDO A LAS

TEORÍAS MÁS IMPORTANTES.

Teorías

Arrhenius Brönsted -

Löwry Lewis

ÁCIDO ES UNA SUSTANCIA QUE AL DISOCIARSE EN AGUA LIBERA IONES

HIDRÓGENO (PROTONES) H+. EJEMPLOS: HCL, H2SO4,HNO3

BASE CORRESPONDE A UNA SUSTANCIA QUE AL DISOCIARSE EN AGUA

LIBERA IONES HIDROXILO OH −. EJEMPLO NAOH, KOH, CA (OH)2

HCl (ac) H + (ac) + Cl − (ac)

Ácido

NaOH (ac) Na+ (ac) + OH − (ac)

Base

TEORÍA DE SVANTE ARRHENIUS

ÁCIDO: UNA SUSTANCIA QUE PUEDE ACEPTAR UN PAR DE ELECTRONES PARA

FORMAR UN NUEVO ENLACE.

BASE: UNA SUSTANCIA QUE PUEDE ENTREGAR UN PAR DE ELECTRONES PARA

FORMAR UN NUEVO ENLACE.

TEORÍA DE LEWIS

Cl −

ÁCIDO ES UNA SUSTANCIA QUE EN SOLUCIÓN TIENE TENDENCIA A CEDER

UNO O MAS IONES HIDRÓGENO (PROTONES) H+ A OTRA ESPECIE

BASE CORRESPONDE A UNA SUSTANCIA QUE, EN SOLUCIÓN, TIENE

TENDENCIA A ACEPTAR PROTONES H+.

EJEMPLO:

HCl (ac) + NH3 (ac) NH4 + (ac) + Cl − (ac)

Ácido Base

Cl

NH3 NH4+

H + H

TEORÍA DE BRÖNSTED-LÖWRY (TEORÍA DEL PROTÓN)

TEORÍA DE BRONSTED-LÖWRY: PARES CONJUGADOS ÁCIDO – BASE

BASE 1

ÁCIDO 2

ÁCIDO

CONJUGADO 1

BASE

CONJUGADA

2

HCl (ac) + NH3 (ac) NH4 + (ac) + Cl − (ac)

Ácido Base Ácido Base

conjugado conjugada

HCl (ac) + H2O (l) H3O+ (ac) + Cl − (ac)

Ácido Base Ácido Base

conjugado conjugada

ANFÓTERO

Algunos pares conjugados ácido – base:

EJERCICIOS

Determine el par ácido-base conjugado para las siguientes reacciones

ÁCIDOS Y BASES OBJETIVO:

2. RELACIONAR LAS REACCIONES ÁCIDO – BASE CON EL

EQUILIBRIO QUÍMICO DEL AGUA

H

H

O

AUTOIONIZACIÓN DEL AGUA

Se ha determinado experimentalmente que el valor

de Kw es 1 x 10-14

O−

H

H

H+

H

O O

H

• EN LA DISOCIACIÓN DE LAS MOLÉCULAS DE AGUA PURA SE DEBEN

PRODUCIR LA MISMA CANTIDAD DE IONES H+ Y OH-

Ya que el agua es un electrolito débil y su constante es tan pequeña se trabajara en escala logarítmica, específicamente con el – log al que llamaremos operador p.

p= - log

PH Y POH

El pH permite medir

el grado de acidez

de una solución.

Mientras menor sea

el pH mayor será la

acidez y viceversa.

El pOH permite

medir el grado de

alcalinidad o

basicidad de una

solución.

Mientras menor sea

el pOH mayor será

la alcalinidad

PH Y POH

• APLICANDO EL OPERADOR P A LA KW SE TIENE QUE:

• LA SUMA DE PH Y POH NO PUEDE DIFERIR DE 14, SI EL PH AUMENTA

EL POH DISMINUYE. EJEMPLO SI PH ES 4 EL POH ES 10.

•Soluciones ácidas •Soluciones Básicas

pH ÁCIDO, BÁSICO Y NEUTRO

•Soluciones neutras

UNA GRAN [H+] DETERMINA QUE LA SOLUCIÓN SEA

ÁCIDA.

UNA GRAN [OH−] DETERMINA QUE LA SOLUCIÓN SEA

BÁSICA.

SI [H+] = [OH−], LA SOLUCIÓN ES NEUTRA.

[H+]

[OH−]

[H+]

[OH−]

EN RESUMEN…

[H+] [OH−]

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

pH

pOH

SOLUCIÓN ÁCIDA SOLUCIÓN NEUTRA SOLUCIÓN BÁSICA

ESCALA DE PH

EJERCICIO USANDO TU CALCULADORA, COMPLETA LA SIGUIENTE TABLA

CON DIFERENTES SOLUCIONES:

Sol. [H+ ]Molar [OH− ]Molar Tipo de Solución

1 2,5· 10− 1

2 3· 10− 10

3 1· 10− 1

4 1· 10− 8

5 6,7· 10− 2

6 4,7· 10− 11

7 7· 10− 3

8 1,9· 10− 4

9 2,1· 10− 5

10 9,8· 10− 9

ACTIVIDAD EN CLASES (MEDICIÓN DEL PH DE DIVERSAS

SOLUCIONES)

OBJETIVO: DETERMINAR pH, pOH y CONCENTRACIÓN

DE IONES DE DIVERSAS SUSTANCIAS DE USO

COTIDIANO.

FUERZA DE ÁCIDOS Y BASES

ÁCIDO Y/O BASE FUERTE

Sustancia que está 100%disociada en disolución, por lo tanto su

equilibrio está completamente desplazado hacia los productos y

ya que la concentración de reactantes tiende a CERO su Keq

tiende a ∞.

Keq= Kc =Ka (ácidos)= Kb (bases)

ÁCIDO Y/O BASE DÉBIL

Sustancia que está parcialmente disociada en disolución, por lo

tanto se establece un equilibrio químico entre reactantes y

productos.

EN RESUMEN A MAYOR VALOR DE

CONSTANTE DE EQUILIBRIO MÁS DISOCIADO

ESTÁ EL COMPUESTO Y POR LO TANTO

MAYOR ES SU FUERZA ÁCIDA O BÁSICA

ÁCIDOS Y BASES FUERZA DE ÁCIDOS Y BASES

HBrO3 (K= ∞)

CH3COOH (K=1,8 x 10-5)

H3PO4 (7,5 X 10-3)

HClO2 ( K=3 x 10-8)

HCOOH (K=1,8 X 10-4)

Disocia los siguientes ácidos y bases y expresa su constante de equilibrio Ka o Kb

según corresponda y ordénalos en función de su fuerza ácida y básica.

NaOH (K= ∞)

Ca (OH)2 (8x10-6)

Al(OH)3 (1,8 x 10-33)

CO3-2 (1,8 x 10-4)

NH3 (1,8 X 10-5)

CALCULO DE PH EN ÁCIDOS Y BASES FUERTES

¿SI UN ÁCIDO FUERTE SE DISOCIA COMPLETAMENTE ENTONCES, CÓMO

SERÁ POSIBLE DETERMINAR LA CONCENTRACIÓN DE H+ Y POR LO

TANTO SU PH?

AL DISOCIARSE COMPLETAMENTE SU KA TIENDE A INFINITO, POR LO

TANTO LA CONCENTRACIÓN DE H+ SERÁ IGUAL A LA DEL ÁCIDO,

SIEMPRE Y CUANDO EL ÁCIDO SEA MONOPRÓTICO.

EL PH SE CALCULA COMO –LOG [ÁCIDO]

EJERCICIOS

• ¿CUÁL ES EL PH DE UNA DISOLUCIÓN 0,04 M DE HCLO4? R: 1,4

• UNA DISOLUCIÓN DE HNO3 TIENE UN PH DE 2,34 ¿CUÁL ES LA

CONCENTRACIÓN DEL ÁCIDO? R: 0,0046 M

• ¿CUÁL ES EL PH DE UNA DISOLUCIÓN DE 0,028 M DE NAOH? R: 12,45

• ¿CUÁL ES EL PH DE UNA DISOLUCIÓN DE 0,0011 M DE CA(OH)2? R: 11.35

Determine el pH o la concentración de los siguientes ácidos

o bases según corresponda., para ello escriba la ecuación

de disociación de cada uno

CALCULO DE PH EN ACIDOS Y BASES DEBILES

• ¿SI UN ÁCIDO O UNA BASE DÉBIL NO SE DISOCIA COMPLETAMENTE

ENTONCES, CÓMO SERÁ POSIBLE DETERMINAR LA CONCENTRACIÓN DE

H+ Y POR LO TANTO SU PH?

SI EL ÁCIDO O LA BASE SON DÉBILES ENTONCES EL VALOR DE LA

CONSTANTE DE ACIDEZ Y/O BASICIDAD DETERMINA EN QUÉ % SE

DISOCIA LA ESPECIE Y ESTO, INDUDABLEMENTE LLEVARÁ A ESTABLECER

UN EQUILIBRIO ENTRE REACTANTES Y PRODUCTOS.

EJEMPLO

• CALCULE EL PH DE UNA DISOLUCIÓN 0,3 M DE ÁCIDO ACÉTICO

(CH3COOH) SABIENDO QUE SU KA ES 1,8 X 10-5

CH3COOH ↔ H+ CH3COO-

Inicial 0,3 M 0 0

Cambio -x +x +x

Equilibrio 0,3 –x M x M x M

Plantear la Ka en función de las incógnitas

• DESPEJANDO LA X

COMPROBANDO EL % DE DISOCIACIÓN

Se comprueba que la aproximación hecha fue correcta

EJERCICIOS

• CALCULE EL PH DE UNA DISOLUCIÓN 0,2 M DE HCN, CUYA KA ES 4,9 X

10-10 R: 5,00

• LA KA DE LA NIACINA ES 1,6 X 10-5 ¿CUÁL ES EL PH DE UNA DISOLUCIÓN

0,01 M DE NIACINA? R: 3,4

• CALCULE LA CONCENTRACIÓN DE OH- EN UNA DISOLUCIÓN 0,15 M DE

NH3 SABIENDO QUE SU KB ES 1,8 X 10-5

R: 1,6 X 10-3 M