Ácidos bases
Páginas: 9 (2118 palabras)
Publicado: 24 de octubre de 2010
UNIDAD 1
Ácidos, Bases y Sales: el equilibrio ácido-base
La mayoría de las soluciones acuosas son ácidas o básicas. Cada experiencia con sustancias comunes indica variaciones en el carácter ácido o básico. El ácido clorhídrico, por ejemplo, es altamente corrosivo mientras que el vinagre (ácido acético) no lo es. El zumo de limón (ácido cítrico) presenta un sabor más ácido que una tableta deaspirina disuelta (ácido acetilsalicílico). Ciertas bases, o incluso sales, contrarrestan la acidez del estómago más efectivamente que otras. Es muy importante resaltar que la acidez y la basicidad son cualidades relativas, y si algo se comporta como un ácido o una base depende del disolvente. El agua es un importante + disolvente que se disocia, en una pequeña extensión en iones H y OH , unapropiedad que es importante en reacciones ácido-base. En esta unidad se explorará en alguna profundidad la naturaleza y propiedades de los ácidos y las bases y se investigarán las características del equilibrio de los sistemas ácido-base acuosos.
Objetivos
Después de realizar esta práctica se podrá: § § § § § Determinar el pH de una serie de ácidos y bases y ordenarlos de acuerdo a su fuerza ácida obásica. Determinar el pH de soluciones acuosas de sales, y postular como sus cationes reaccionarán con el agua. Determinar como un sistema ácido-base en equilibrio responde a cambios extremos tales como adición de agua, adición de sal o alteración en la temperatura. Determinar si una sal es ácida, básica o neutra basándose en el conocimiento de la fuerza del ácido y de la base de los cuales estáformado. Diferenciar entre sistemas tamponados y no tamponados.
Para llevar a cabo esta investigación se necesita entender el término equilibrio químico y la descripción cuantitativa de él (cálculo del equilibrio). Se necesitará estar familiarizado con el comportamiento y definición de ácidos, bases y fuerza ácido-base. Además, como la acidez depende de la concentración del ion hidrógeno, seránecesario ser capaz de resolver problemas en los que está involucrado el pH, el sistema logarítmico usado para describir las + concentraciones de H en solución acuosa.
Soluciones reguladoras y pH
Una solución reguladora (tampón) de pH es aquella cuyo pH no varía significativamente con la dilución, ni cuando se añaden cantidades moderadas de un ácido o una base fuerte. En muchas reacciones esimportante mantener el valor del pH entre unos límites definidos. Por ejemplo, el flujo de sangre humana debe mantenerse a un pH de 7,4 ± 0,2. Un pH fuera de este intervalo puede ser fatal.
En la tabla 2.1 se relacionan algunas soluciones reguladoras que contienen un ácido débil y su base conjugada en forma de una sal, NaA. Si se añade una pequeña cantidad de un ácido fuerte a la soluciónreguladora, los aniones A reaccionarán con el exceso del ion hidrógeno añadido formando el ácido débil. Por el contrario, si lo que se añade es una cantidad de base fuerte, el ácido débil sin disociar, HA, reaccionará con los iones OH para formar mas base conjugada. Si se añade un exceso de ácido o base, se romperá el control de pH. A ésto se denomina ”exceder la capacidad tamponadora de la solución”.El pH inicial de la mezcla tampón puede derivarse de la expresión de la constante de equilibrio
Ka =
[H + ][A - ] [HA] [A - ] [HA]
log10 Ka = log10 [H+] + log10
pH = pKa + log10
[A - ] [HA]
El pH de la solución reguladora vendrá determinado por el valor del pKa del ácido débil y la relación de concentraciones de la base conjugada (A ) al ácido (AH). El pH de la solución reguladorapuede cambiarse alterando la relación [A ] / [AH]
Tabla 2.1 Ejemplos de soluciones reguladoras 1. 2. 3. 4. Ácido carbónico (H2CO3) y bicarbonato sódico (HCO3-) Dihidrógeno fosfato sódico (NaH2PO4) y hidrogeno fosfato disódico (NaHPO 4) Ácido fórmico (HCHO2) y formiato sódico (NaCHO2) Cloruro amónico (NH4Cl) e hidróxido amónico (NH4OH)
El pH-metro
Los iones hidrógeno en solución, como otras...
Ácidos, Bases y Sales: el equilibrio ácido-base
La mayoría de las soluciones acuosas son ácidas o básicas. Cada experiencia con sustancias comunes indica variaciones en el carácter ácido o básico. El ácido clorhídrico, por ejemplo, es altamente corrosivo mientras que el vinagre (ácido acético) no lo es. El zumo de limón (ácido cítrico) presenta un sabor más ácido que una tableta deaspirina disuelta (ácido acetilsalicílico). Ciertas bases, o incluso sales, contrarrestan la acidez del estómago más efectivamente que otras. Es muy importante resaltar que la acidez y la basicidad son cualidades relativas, y si algo se comporta como un ácido o una base depende del disolvente. El agua es un importante + disolvente que se disocia, en una pequeña extensión en iones H y OH , unapropiedad que es importante en reacciones ácido-base. En esta unidad se explorará en alguna profundidad la naturaleza y propiedades de los ácidos y las bases y se investigarán las características del equilibrio de los sistemas ácido-base acuosos.
Objetivos
Después de realizar esta práctica se podrá: § § § § § Determinar el pH de una serie de ácidos y bases y ordenarlos de acuerdo a su fuerza ácida obásica. Determinar el pH de soluciones acuosas de sales, y postular como sus cationes reaccionarán con el agua. Determinar como un sistema ácido-base en equilibrio responde a cambios extremos tales como adición de agua, adición de sal o alteración en la temperatura. Determinar si una sal es ácida, básica o neutra basándose en el conocimiento de la fuerza del ácido y de la base de los cuales estáformado. Diferenciar entre sistemas tamponados y no tamponados.
Para llevar a cabo esta investigación se necesita entender el término equilibrio químico y la descripción cuantitativa de él (cálculo del equilibrio). Se necesitará estar familiarizado con el comportamiento y definición de ácidos, bases y fuerza ácido-base. Además, como la acidez depende de la concentración del ion hidrógeno, seránecesario ser capaz de resolver problemas en los que está involucrado el pH, el sistema logarítmico usado para describir las + concentraciones de H en solución acuosa.
Soluciones reguladoras y pH
Una solución reguladora (tampón) de pH es aquella cuyo pH no varía significativamente con la dilución, ni cuando se añaden cantidades moderadas de un ácido o una base fuerte. En muchas reacciones esimportante mantener el valor del pH entre unos límites definidos. Por ejemplo, el flujo de sangre humana debe mantenerse a un pH de 7,4 ± 0,2. Un pH fuera de este intervalo puede ser fatal.
En la tabla 2.1 se relacionan algunas soluciones reguladoras que contienen un ácido débil y su base conjugada en forma de una sal, NaA. Si se añade una pequeña cantidad de un ácido fuerte a la soluciónreguladora, los aniones A reaccionarán con el exceso del ion hidrógeno añadido formando el ácido débil. Por el contrario, si lo que se añade es una cantidad de base fuerte, el ácido débil sin disociar, HA, reaccionará con los iones OH para formar mas base conjugada. Si se añade un exceso de ácido o base, se romperá el control de pH. A ésto se denomina ”exceder la capacidad tamponadora de la solución”.El pH inicial de la mezcla tampón puede derivarse de la expresión de la constante de equilibrio
Ka =
[H + ][A - ] [HA] [A - ] [HA]
log10 Ka = log10 [H+] + log10
pH = pKa + log10
[A - ] [HA]
El pH de la solución reguladora vendrá determinado por el valor del pKa del ácido débil y la relación de concentraciones de la base conjugada (A ) al ácido (AH). El pH de la solución reguladorapuede cambiarse alterando la relación [A ] / [AH]
Tabla 2.1 Ejemplos de soluciones reguladoras 1. 2. 3. 4. Ácido carbónico (H2CO3) y bicarbonato sódico (HCO3-) Dihidrógeno fosfato sódico (NaH2PO4) y hidrogeno fosfato disódico (NaHPO 4) Ácido fórmico (HCHO2) y formiato sódico (NaCHO2) Cloruro amónico (NH4Cl) e hidróxido amónico (NH4OH)
El pH-metro
Los iones hidrógeno en solución, como otras...
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