Basicidad de los oxoaniones

Basicidad de los oxoaniones

Introducción

Una base es, en primera aproximación, según Arrhenius, cualquier sustancia que en disolución acuosa aporta iones OH− al medio. La teoría de Brønsted y Lowry de ácidos y bases, formulada en 1923, dice que una base es aquella sustancia capaz de aceptar un protón (H+). Esta teoría también se puede aplicar en disolventes no acuosos. Lewis en 1923 amplióaún más la definición de ácidos y bases, aunque esta teoría no tendría repercusión hasta años más tarde.
Según la teoría de Lewis una base es aquella sustancia que puede donar un par de electrones. El ion OH−, al igual que otros iones o moléculas como el NH3, H2O, etc., tienen un par de electrones no enlazantes, por lo que son bases. Todas las bases según la teoría de Arrhenius o la deBrønsted y Lowry son a su vez bases de Lewis.
Un oxoanión es una especie química cuya fórmula genérica es AxOyz− (donde A representa un elemento químico, generalmente un no-metal, y O representa un átomo de oxígeno). Los oxoaniones se forman con una gran diversidad de elementos químicos. Las fórmulas de los oxoaniones simples se determinan por la regla del octeto. Las estructuras de losoxoaniones condensados se pueden considerar en términos de unidades poliédricas AOn que comparten los vértices o las aristas entre dichos poliedros.
Equilibrio de hidrólisis básica

MOxy- + H2O (MO(x-1) OH)(y-1)- + OH-

Ejemplo:

CO32- + H2O (HCO3)- + OH-

Objetivo

Determinar las variables que influyen en la basicidad de un oxoanión en solución acuosa.Hipótesis

La basicidad de los oxoaniones en solución acuosa variará en función de las propiedades de cada uno de estos, siendo relevante la carga, así como el número de oxígenos y las propiedades del átomo central.

Análisis de resultados

Fórmula general del anión Sales Aniones pH con indicador pH con potenciómetro
EO2 - NaNO2 NO2 - 7 6.6
NaBO2 BO2 - 8 9.9
EO3- NaNO3 NO3 - 6 6.5
NaClO3ClO3 - 6 6
KBrO3 BrO3 - 6 6.5
KIO3 IO3 - 7 7
NaVO3 VO3 - 7 7.3
EO3 2- Na2SO3 SO3 2- 10 9.4
Na2CO3 CO3 2- 9 10.2
Na2SiO3 SiO3 2- 9 11.6
EO4 - KClO4 ClO4 - 6 5.9
KIO4 IO4 - 5 5.6
EO4 2- Na2WO4 WO4 2- 8 8.3
K2SO4 SO4 2- 6 6.7
Na2VO4 VO4 2- 9 11.2
EO4 3- Na3PO4 PO4 3- 9 11.3

Cuestionario

1.- ¿A qué atribuyes el hecho de que el pH de algunas disoluciones sea muy parecido o elmismo que el del agua?
A que no existe una reacción de hidrólisis importante en la disolución, esto se observa en las disoluciones de los aniones EO3- y en los EO4- principalmente.

2.- ¿Cuál es la influencia de la carga del oxoanión en su basicidad? Anota los ejemplos Que tomas en cuenta para comparar. Establece un comportamiento general de acuerdo a lo observado.
Se observa un aumento enel carácter básico conforme la carga se incrementa, esto se ve reflejado en los datos experimentales donde los aniones con carga unitaria tienen un pH de 5.6 a 7.3 con una excepción (NaBO2), los cationes con una carga 2- tienen una carga que va del 8.3 al 11.6 con un par de excepciones, y por ultimo el catión con carga 3- registra un pH de 11.3.

3.- ¿Cuál es el efecto del número de oxígenos deloxoanión en su basicidad? Anota los ejemplos que tomas en cuenta para comparar. Generaliza de acuerdo con lo observado
La basicidad aumenta al incrementarse el número de oxígenos en el anión, esto se puede observar comparando el carácter básico de los aniones con igual carga pero diferente numero de oxígenos: dos aniones EO2 – con pH de 6.6 y 9.9, cinco aniones EO3- entre 6 y 7.3 y tres anionesEO4 – con pH de 8.3 a 11.2.

4.- ¿Cuál es la influencia de la electronegatividad del átomo central E del oxoanión en su basicidad? (Para esto es conveniente que construyas una tabla con la electronegatividad de E y el pH para un mismo tipo de oxoaniones.)

Átomo central Electronegatividad pH de algunos aniones
Cl 3.16 ClO3 – 6 y ClO4 - 5.9

N 3.04 NO2 - 6.6 y NO3 - 6.5

Br 2.96...