10.B-soluciones reguladoras (buffer)

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RELACIÓN ENTRE Ka Y Kb EN UN PAR ÁCIDO – BASE CONJUGADO
Lic. Lidia Iñigo

Si planteamos la ecuación que representa la reacción de un ácido débil con el agua y su constante de acidez: HA + H2O A− + H3O+ Ka = [HA] Y hacemos lo mismo para su base conjugada: A− + H2O HA + OH− Kb = [HA] . [OH−] [A−] [A−] . [H3O+]

Si ahora multiplicamos Ka [A−] . [H3O+] Ka . Kb = [HA]

x

Kb, tanto [A−] como[HA] se simplifican y queda: [HA] . [OH−]

.

= [H3O+] . [OH−] = KW [A−]

Por lo tanto, el producto de Ka . Kb en un par ácido – base conjugado es igual a la constante del producto iónico del agua, son inversamente proporcionales. Como KW es una constante, eso indica que cuanto mayor es Ka, menor será Kb. Cuanto más fuerte es el ácido, más débil es su base conjugada y viceversa. Aplicandomenos el logaritmo decimal en ambos términos de la ecuación:

KW

=

Ka

.

Kb

−log KW = −log Ka + (−log Kb) pKW = pKa + pKb

Esta ecuación en su forma original da la relación entre la constante de acidez de un ácido débil y la constante de basicidad de su base conjugada. Utilizándola es muy fácil obtener el valor de una conociendo el de la otra. La ecuación en la forma logarítmica dala relación entre pKa y pKb, a temperatura ambiente su suma es 14. Conociendo uno inmediatamente se puede conocer el otro.

Si pensamos en el caso de un ácido o una base fuertes, que se disocian totalmente, tendrían una constante de acidez o basicidad infinitamente grande. Eso implica que su conjugado no actúa como ácido (o como base) frente al agua, “es tan débil que no es”.

El conjugadode un ácido fuerte o una base fuerte es neutro.
Por ejemplo: HCl + H2O NaOH + H2O Cl− + H3O+ Na+ + OH−

El que sería la base conjugada del ácido clorhídrico, el ión cloruro, en realidad es neutro y no actúa como base frente al agua. De la misma forma el que sería el ácido conjugado de la base hidróxido de sodio, el catión sodio, no actúa como ácido frente al agua.

Reacción ácida o básica ensoluciones de sales.
Las sales son compuestos iónicos que en agua se disocian totalmente en sus respectivos iones. Se forman por la neutralización de un ácido con una base. Dependiendo de si el ácido o la base de la cual provienen son débiles o fuertes el ión reaccionará como ácido o base frente al agua o será neutro. Si la sal viene de un ácido débil y una base fuerte, por ejemplo el acetato desodio, ocurrirán las siguientes reacciones: NaAc Na+ + Ac− Ac− + H2O HAc + OH−

El ión acetato (Ac−) es la base conjugada del ácido acético, que es un ácido débil. Dicho ión actuará frente al agua como una base débil. El ión sodio es el conjugado de la base hidróxido de sodio, que es una base fuerte. El ión sodio no actúa como ácido frente al agua, es neutro y queda en solución sin reaccionar.La solución de una sal proveniente de un ácido débil y una base fuerte será básica.
Se producen iones hidróxido, ya que lo que está reaccionando con el agua es la base conjugada del ácido débil. Es equivalente a tener una solución de la base débil (Ac− en nuestro ejemplo). De manera similar en una solución de una sal que viene de un ácido fuerte y una base débil, por ejemplo cloruro de amonioocurrirán las siguientes reacciones: NH4Cl NH4+ + Cl− NH4+ + H2O NH3 + H3O+

El ión amonio (NH4+), es el ácido conjugado de la base débil amoníaco, y por lo tanto actuará como ácido débil frente al agua. El ión cloruro (Cl−) es el conjugado del ácido clorhídrico, que es un ácido fuerte, y por lo tanto no actúa como base frente al agua, es neutro.

La solución de una sal proveniente de un ácidofuerte y una base débil será ácida.
Se producen iones hidronio, ya que lo que está reaccionando con el agua es el ácido conjugado de la base débil. Es equivalente a tener una solución del ácido débil (NH4+ en nuestro ejemplo).

Si la sal proviene de un ácido y una base fuertes, la solución será neutra.
Los iones son neutros y no reaccionan con el agua. Solo se produce la disociación de la...
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