Introducción al equilibrio ácido - base

GUÍA DE ESTUDIO
Introducción al equilibrio Ácido-Base


EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE
1.- Introducción
Los solutos que son solubles en agua pueden clasificarse como electrolitos y no electrolitos.
Electrolito: son aquellas especies que en disolución acuosa conducen la corriente eléctrica.
Los electrolitos fuertes son sustancias que conducen bien la electricidad en disoluciones acuosasdiluidas. Los electrolitos débiles conducen la electricidad muy poco en disoluciones acuosas. La corriente eléctrica se conduce a través de la disolución acuosa por movimiento de iones.
No electrolito: son aquellas especies que en disolución acuosa no conducen la corriente eléctrica.
La disociación es el proceso por el cual un compuesto iónico se separa en sus iones en disolución, por ejemplo NaCl.
Laionización es el proceso por el cual un compuesto molecular se separa formando
iones en disolución, por ejemplo HCl.
En 1884 Svante Arrhenius presentó su teoría de disociación electrolítica, y enunció la teoría de las reacciones ácido base, considerando ácido a las sustancias que contiene hidrógeno y en disolución acuosa producen iones H+; y base a las sustancias que contienen el grupohidroxilo y producen iones OH- en disolución acuosa.
Aunque Arrhenius describió a los iones H++ en agua como iones aislados (protones), sabemos que en solución existen en forma de H(H2O)n+ donde n es un número entero y pequeño (entre 1 y 6). Esto es debido a la atracción de los iones H+ sobre el oxígeno de las moléculas de agua. En este texto usaremos la expresión H+ por simplicidad, pero tendremospresente que se halla hidratado.
En 1923 J. N. Brønsted y T. M. Lowry presentaron independientemente sus teorías ácido base, pero como resultaron muy parecidas, la unificaron como la teoría de Brønsted y Lowry.
En ese mismo año G. N. Lewis presentó una teoría ácido base más completa. Un ácido es cualquier especie que puede aceptar compartir un par de electrones. Una base es cualquier especie quepuede donar un par de electrones.
Dado que muchas reacciones químicas importantes ocurren en disolución acuosa, o en contacto con el agua, usaremos la teoría de Brønsted y Lowry debido a que resulta especialmente útil.
2.- La ionización del agua
El agua es un electrolito extremadamente débil y está muy poco disociado en sus iones.
La autoionización del agua se puede representar mediante lasiguiente reacción:

H2O H+ + OH-

2 H2O H3O+ + OH -

La expresión de la constante de equilibrio para esta reacción se la puede expresar como:


En el agua pura a 25 º C, las concentraciones molares de [H+] y [OH-] son iguales y se sabe por experimentos que su valor es de 10-7 M, de esta forma
Kw = [H+] [OH-] = 10-14 (t = 25 º C)

3.- Acidos ybases
De acuerdo con la teoría clásica de la ionización electrolítica desarrollada por Arrenhius, los electrolitos disueltos en agua, se disocian directamente en partículas cargadas (positivas y negativas) llamadas iones.
Para Química Analítica, son de gran interés aquellos electrolitos cuyos iones provocan que la disolución sea ácida ó básica. De acuerdo con la misma teoría, los iones que danorigen al comportamiento ácido son los protones y los iones hidróxido provocan el comportamiento alcalino.
Por lo tanto, ácidos son los electrolitos que en disolución acuosa liberan iones hidrógeno, y bases son los que liberan iones hidróxido.
El equilibrio ácido - base se puede representar por medio de las ecuaciones siguientes:

ácido H3O+ + anion

Base+ OH-

Esta teoría clásica explica satisfactoriamente muchos de los hechos observados para los equilibrios ácido - base en disolución acuosa. Sin embargo, en disolución no acuosa, se observaron algunos fenómenos no explicados por esta teoría.
Un tratamiento correcto de los equilibrios ácido - base en solución acuosa y no acuosa fue dado por Brönsted e independientemente por Lowry en...