el agua electrolito debil
Páginas: 12 (2858 palabras)
Publicado: 25 de agosto de 2014
El agua como electrolito
El agua es un electrolito débil debido a que se halla muy poco disociado. A 20°C, la relación entre las moléculas disociadas y sin disociar es de 1 a 55 .107 de modo que no conduce la corriente eléctrica. El agua se disocia:
H2O H + + OH-
La [H2O] permanece prácticamente constante y su valor es de 55 moles/l. Este valor surge debido a que un litrotiene una masa de 1000 gramos y por lo tanto:
1000 g/18 g.mol = 55 mol
reemplazando este valor en la Kd:
de ahí 1,8.10-16 . 55 = [H +] . [OH -]
Kw = 10-14 = [H +] . [OH -]
o sea que el producto de las concentraciones de los iones del agua es una constante, llamada producto iónico del agua: KW. El agua pura representa, por convención, el medio de reacción neutro; por lotanto la neutralidad puede caracterizarse en términos de los valores de las concentraciones de H+ y de OH- Es indistinto elegir la concentración de uno u otro ion, ya que están ligados por la constante del producto iónico del agua. El valor de las concentraciones en el agua pura puede calcularse sencillamente, como [H +] = [OH-], puede escribirse:
de donde
(medio neutro)
En unasolución en que [H + ] > [OH -] se dice que se trata de una solución ácida, mientras que si la [OH-] > [H+ ] la solución es básica o alcalina.
En resumen:
[H +] > 10 -7 o [OH -] < 10-7 solución ácida
[H +] = [OH -] = 10 -7 solución neutra
[H + ] < 10 -7 o [OH -] > 10 -7 solución alcalina
EJERCICIO RESUELTO
Calcular la [H+ ] y [OH-] de una solución0,1 M de HCl .
Debido a que el HCl es un ácido fuerte , se encontrará totalmente disociado en solución, de modo que [ H+]=0,1 M = 10 -1.
Para calcular la [OH -] se reemplaza la concentración calculada anteriormente en Kw :
Kw=10 -14 =[H + ].[OH-]=10 -1 .[OH-]
de donde [OH-]=10 -14 /10 -1 =10-13 M
Escala de pH
Una forma práctica de expresar la acidez de unmedio, que evita el número exponencial, es el concepto de pH, que se define como:
pH = - log [H+ ]
de donde [H+ ] = 10 -pH
Por ejemplo, una solución cuya [H +] = 10 -6 tendrá un pH:
pH = - log 10-6 = - (-6) . log 10 = 6 . 1 = 6
O, conociendo el pH, se puede calcular la [H +]. Supongamos una solución de pH= 4,7. La [H+ ] será :
[H+ ] = 10 -4,7 = 2,0 . 10 -5M
De manera similar se define pOH como:
pOH = - log [OH -] de donde [OH- ] = 10-pOH
Aplicando log a la expresión del producto iónico del agua:
log Kw = log ([H+ ] . [OH -]) = log [H +] + log [OH- ]
multiplicando por -1:
-log Kw = -log 10 -14 = 14 = -log [H+ ] -log [OH -] = pH + pOH
En toda solución acuosa la suma del pH más el pOH es igual a 14, por lo tanto, enbase a lo visto anteriormente:
pH = pOH = 7 solución neutra
pH < 7 o pOH > 7 solución ácida
pH > 7 o pOH < 7 solución alcalina
EJERCICIOS RESUELTOS
1 Calcular el pH de una solución 0,004M de Ca (OH)2 .
Por tratarse de un hidróxido fuerte se encuentra totalmente disociado :
Ca(OH)2 ® Ca+2 + 2 OH-
1 mol Ca(OH)2 _____________2 moles OH-
0,004 moles Ca (OH)2 ________ x = 0,008 moles OH-
pOH = -log [OH-] = - log 0,008 = 2,1
14= pH + pOH = pH + 2,1 pH= 14 - 2,1 = 11,9
2.Calcular el pH de una solución 0,05 M de ácido acético (HAc) . Ka = 1.8.10 -5
en este caso no podemos hacer una relación directa entre la [HAc] y la [H +] queproporciona a la solución pues se trata de un electrolito débil. Debemos plantear el siguiente equilibrio :
Inicialmente las concentraciones serán :
[HAc] = 0,05 M [H+]=[Ac-] = 0
Suponiendo que en el equilibrio se encuentran x moles/l de H+, por la estequiometría de la reacción, se encontrarán x moles/l de...
El agua es un electrolito débil debido a que se halla muy poco disociado. A 20°C, la relación entre las moléculas disociadas y sin disociar es de 1 a 55 .107 de modo que no conduce la corriente eléctrica. El agua se disocia:
H2O H + + OH-
La [H2O] permanece prácticamente constante y su valor es de 55 moles/l. Este valor surge debido a que un litrotiene una masa de 1000 gramos y por lo tanto:
1000 g/18 g.mol = 55 mol
reemplazando este valor en la Kd:
de ahí 1,8.10-16 . 55 = [H +] . [OH -]
Kw = 10-14 = [H +] . [OH -]
o sea que el producto de las concentraciones de los iones del agua es una constante, llamada producto iónico del agua: KW. El agua pura representa, por convención, el medio de reacción neutro; por lotanto la neutralidad puede caracterizarse en términos de los valores de las concentraciones de H+ y de OH- Es indistinto elegir la concentración de uno u otro ion, ya que están ligados por la constante del producto iónico del agua. El valor de las concentraciones en el agua pura puede calcularse sencillamente, como [H +] = [OH-], puede escribirse:
de donde
(medio neutro)
En unasolución en que [H + ] > [OH -] se dice que se trata de una solución ácida, mientras que si la [OH-] > [H+ ] la solución es básica o alcalina.
En resumen:
[H +] > 10 -7 o [OH -] < 10-7 solución ácida
[H +] = [OH -] = 10 -7 solución neutra
[H + ] < 10 -7 o [OH -] > 10 -7 solución alcalina
EJERCICIO RESUELTO
Calcular la [H+ ] y [OH-] de una solución0,1 M de HCl .
Debido a que el HCl es un ácido fuerte , se encontrará totalmente disociado en solución, de modo que [ H+]=0,1 M = 10 -1.
Para calcular la [OH -] se reemplaza la concentración calculada anteriormente en Kw :
Kw=10 -14 =[H + ].[OH-]=10 -1 .[OH-]
de donde [OH-]=10 -14 /10 -1 =10-13 M
Escala de pH
Una forma práctica de expresar la acidez de unmedio, que evita el número exponencial, es el concepto de pH, que se define como:
pH = - log [H+ ]
de donde [H+ ] = 10 -pH
Por ejemplo, una solución cuya [H +] = 10 -6 tendrá un pH:
pH = - log 10-6 = - (-6) . log 10 = 6 . 1 = 6
O, conociendo el pH, se puede calcular la [H +]. Supongamos una solución de pH= 4,7. La [H+ ] será :
[H+ ] = 10 -4,7 = 2,0 . 10 -5M
De manera similar se define pOH como:
pOH = - log [OH -] de donde [OH- ] = 10-pOH
Aplicando log a la expresión del producto iónico del agua:
log Kw = log ([H+ ] . [OH -]) = log [H +] + log [OH- ]
multiplicando por -1:
-log Kw = -log 10 -14 = 14 = -log [H+ ] -log [OH -] = pH + pOH
En toda solución acuosa la suma del pH más el pOH es igual a 14, por lo tanto, enbase a lo visto anteriormente:
pH = pOH = 7 solución neutra
pH < 7 o pOH > 7 solución ácida
pH > 7 o pOH < 7 solución alcalina
EJERCICIOS RESUELTOS
1 Calcular el pH de una solución 0,004M de Ca (OH)2 .
Por tratarse de un hidróxido fuerte se encuentra totalmente disociado :
Ca(OH)2 ® Ca+2 + 2 OH-
1 mol Ca(OH)2 _____________2 moles OH-
0,004 moles Ca (OH)2 ________ x = 0,008 moles OH-
pOH = -log [OH-] = - log 0,008 = 2,1
14= pH + pOH = pH + 2,1 pH= 14 - 2,1 = 11,9
2.Calcular el pH de una solución 0,05 M de ácido acético (HAc) . Ka = 1.8.10 -5
en este caso no podemos hacer una relación directa entre la [HAc] y la [H +] queproporciona a la solución pues se trata de un electrolito débil. Debemos plantear el siguiente equilibrio :
Inicialmente las concentraciones serán :
[HAc] = 0,05 M [H+]=[Ac-] = 0
Suponiendo que en el equilibrio se encuentran x moles/l de H+, por la estequiometría de la reacción, se encontrarán x moles/l de...
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