Acido Base

FUNDAMENTOS DE QUÍMICA-PRÁCTICA 7

PRÁCTICA 7: EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE

FUNDAMENTOS
Concepto de ácido y base Los ácidos y las bases constituyen una clase de compuestos químicos de gran interés. El concepto de ácido y base ha evolucionado a lo largo del desarrollo de la química. Una primera definición de estos compuestos fue dada por Arrhenius: Ácido: Toda sustancia que al disolverse en aguacede iones H+. Base: Toda sustancia que al disolverse en agua cede iones OH-. El criterio limitaba las reacciones ácido-base a sistemas en los que el agua fuese el disolvente; además no explicaba el carácter ácido o básico de muchas sustancias que no son compuestos hidrogenados o hidroxilados. Una nueva definición de estos términos, más general y que permitía establecer una comparación entre lasfuerzas de los mismos fue dada por Brönsted y Lowry independientemente en 1923. Ácido: Sustancia capaz de ceder protones Base: Sustancia capaz de aceptar protones Esto se representa por la siguiente ecuación: Ácido 1 → Base 1 + H+ Los protones no pueden existir libres en disolución. La reacción sólo tiene lugar si hay otra sustancia capaz de aceptarlos: Base 2 + H+ → Ácido 2 La ecuaciónestequiométrica del proceso ácido-base real se obtiene combinando las dos ecuaciones anteriores. Ácido 1 + Base 2 → Base 1 + Ácido 2 A los sistemas Ácido1/Base1 y Ácido2/Base2 se les denomina pares ácido-base conjugados. Una reacción ácido-base es un proceso de transferencia de protones entre dos pares conjugados. Según el sistema de Brönsted-Lowry, la fortaleza de un ácido se

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mide por sus tendencias a donar un protón, mientras que la de una base se mide por su tendencia a aceptar un protón. Una definición más amplia fue dada por Lewis, también en 1923. Según este científico, ácido es una especie con un orbital vacante, capaz de aceptar un par de electrones, y base es una especie que puede donar un par electrónico para formar un enlace covalente coordinado.Esta definición es más general y permite clasificar como ácidos o bases muchas sustancias que no quedan incluidas en las anteriores definiciones. No obstante, para sistemas acuosos se emplea normalmente la definición de Brönsted-Lowry y ésta es la que se considerará en este trabajo práctico. Concepto de pH Una de las propiedades más importantes de una disolución acuosa es su concentración en ionhidrógeno, que se representa por H+ o H3O+ . Este ion ejerce un gran efecto sobre la solubilidad de muchas especies inorgánicas y orgánicas, sobre la naturaleza de especies y complejos catiónicos presentes en una disolución, y sobre la velocidad de muchas reacciones químicas llevadas a cabo en este medio. La concentración de ion H+ se expresa mediante el pH de la disolución, que se define por lasiguiente expresión aproximada (una definición rigurosa del pH debería hacerse en términos de actividades): pH = -log [H+] , donde [H+] es la concentración del ion

En disoluciones acuosas se cumple siempre la siguiente relación para el producto iónico del agua KW: [H+] [OH-] = KW = 1.0 10-14 a 25 oC

En disoluciones neutras [H+] = [OH-] y, por tanto, según la ecuación anterior, su pH será igual a7. Las disoluciones en las que [H+] > [OH-] se llaman disoluciones ácidas y tendrán pH < 7; aquellas en las que [H+] < [OH-] se llaman disoluciones básicas y tendrán un pH > 7. Medida del pH a) Mediante indicadores. Un indicador ácido-base es, en general, un ácido débil o una base débil que presenta colores diferentes en su forma disociada y sin disociar. Este cambio de color va asociado a uncambio de estructura. Imaginemos un indicador que sea un ácido débil, al que genéricamente representamos por HIn, y que en esta forma presenta un color al que denominamos A, mientras que en forma ionizada In- presenta un color B. El color de la disolución que contiene al indicador dependerá de la concentración relativa entre las formas disociada y sin disociar. Para el proceso: HIn + H2O ↔ In- +...