ACIDO BASE Lic

EQUILIBRIO ÁCIDO – BASE

Autoionización del H2O

2 H2O

!"="

H3O+ + OH-

[#$ %& ][%# ' ]
[#(

%](

como la [H2O]2 es constante

Kc [H2O]2 = [H3O+] [OH-]

Es constante = Kw constante del agua

Kw = [H3O+] [OH-]

Al igual que Kc, Kw sólo depende de la temperatura.

A 25º C Kw = 1,00 10-14

Por lo tanto a 25º C

1,00 10-14 = [H3O+] [OH-]

147

Se define el operador matemático p:

pX = - log XDebido al signo negativo cuando X aumenta, pX
disminuye:
X

pX

pH = - log [H3O+]

pOH = - log [OH-]

pKw = - log Kw = -log 1,00 10-14 = 14,00
T

25º C

25º C

Kw = [H3O+] [OH-] = 1,00 10-14
T

25º C

p
pKw = pH + pOH = 14,00
T

OjO!!

25º C

ACIDEZ

pKw = 14,00

[H3O+]

148

pH

[H3O+] = [OH-]

Solución neutra:

[H3O+] [OH-] = 1,00 10-14

A 25º C

Sc neutra [H3O+] = [OH-]

[H3O+] [H3O+] = 1,0010-14

[OH-] [OH-] = 1,00 10-14

y

[H3O+]2 = 1,00 10-14

[H3O+] = 1,00 10-7 M

pH = 7,00

[OH-]2 = 1,00 10-14

[OH-] = 1,00 10-7 M

y

y

pOH = 7,00

Solución ácida [H3O+] > [OH-]
A 25º C

[H3O+] > 1,00 10-7 M y

pH< 7,00

y

Solución básica ó alcalina
A 25º C

[H3O+] < 1,00 10-7 M y
149

[OH-] < 1,00 10-7 M

pOH> 7,00

[OH-] > [H3O+]
[OH-] > 1,00 10-7 M

Escala de pH a 25º C sc ácida

0

sc básica7,00

14,00

sc neutra

OjO!! Notar que el pH depende de la concentración
molar de H3O+ y no de la cantidad de solución.

Si tenemos 3 soluciones del mismo ácido DE IGUAL
CONCENTRACIÓN pero distinto volumen, todas
tendrán igual [H3O+]

100 cm3 sc

10 cm3 sc

1 cm3 sc

Entonces TODAS TENDRÁN EL MISMO pH.

150

Cálculo de pH y pOH a partir de [H3O+] a 25º C

1) [H3O+]

+

2) [H3O ]

- log [H3O+][ !

"]

pH

#, $$%#$"#'
=
[!( * ]

pOH =14 - pH

[OH-] - log [OH-]

pOH

pOH

Escriba%aquí%la%ecuación.

[H3O+] = 1,00 10-3 M
1) pH = - log 1,00 10-3 = 3,00
(Notar que cuando el n º que está delante de la
exponencial es 1,00, el pH es el exponente cambiado de
signo).
Siempre en pH trabajaremos con 2 decimales.

pOH = 14,00 – pH = 14,00 – 3,00 = 11,00

2) [H3O+] [OH-] = 1,00 10-14
[ !"] =#,$$%#$&#'
[!(

)]

=

#,$$%#$&#'
#,$$%#$&(

% = % #, $$%#$"##

pOH = - log [OH-] = - log 1,00 10-11 = 11,00

151

[H3O+] = 3,50 10-3 M
pH = - log [H3O+] = - log 3,50 10-3 = 2, _ _

≠ 1 tomo el exponente sin el signo (en
este caso 3), le resto 1 (da 2) y le pongo la coma. En la
calculadora debe dar 2, _ _.

Depende de la calculadora puede ser:

(-)

log

3

.

5

3

.

5

0

Exp

0

Exp

(-)

3

+/-

3log

+/-

Ó

pH = 2,46

Notar que cuanto mayor es la [H3O+] menor es el pH.

152

Cálculo de [H3O+] y [OH-] a partir de pH a 25º C

pH = - log [H3O+]

- pH = log [H3O+]

10-pH = [H3O+]

De la misma forma

10-pOH = [OH-]

10-pKw = Kw

pH = 3,20
1) pH

!

"#$

[H3O+]?
+

[H3O ]

[OH-]?
[%$ " ]

, !!& !"
=
[$( %) ]

'

[OH-]

Escriba&aquí&la&ecuación.

2) pH

pOH =14 - pH

pOH

1) [H3O+] = 10-pH =10-3,20 = 6,31 10-4

153

!"#%$

[OH-]

Dependiendo de la calculadora puede ser:

SHIFT

log

(-)

3

2

3

.

2

0

+/-

SHIFT

1

0

^

(-)

3

.

.

0

ó
log

ó

[%$ " ] =

,!!& !* '
[$( %+ ]

=

,!!& !* '
-,( & !*'

2

0

& = & , /0 !"#!!

2) pOH = 14,00 – pH = 14,00 – 3,20 = 10,80

[OH-] = 10-pOH = 10-10,80 = 1,58 10-11

154

ACIDO: sustancia capaz de ceder H+ al medio

HA
HA
H2O

H 3O +HA + H2O $ A- + H3O+

AGUA

ACIDO FUERTE ACIDO DEBIL

HNoMe: HCl, HBr, H2S, HCN……

HNoMeO: HNO3, HClO2, HBrO, H2SO4 …..

RCOOH: CH3COOH, C6H5COOH, HCOOH…..

Cualquiera con NH+: NH4+, CH3NH3+, (CH3)2NH2+….

155

BASE: sustancia capaz de captar H+ del medio

B
H2 O

OHB + H2O $ BH+ + OH-

BASE FUERTE

BASE DEBIL

Me(OH): NaOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2….
NoMe-: F-, CN-…..
NoMeO-: NO2-, ClO3-, BrO-……
RCOO-:CH3COO-, C6H5COO-, HCOO-….
Toda aquella sustancia que tenga pares de electrones
sin compartir sobre el átomo central, ya que como el H+
no tiene electrones necesita un par de electrones. En
los ejemplos siguientes el N tiene un par de electrones
sin compartir:
NH3, CH3NH2, (CH3)2NH, (CH3)3N….

156

A - + H3 O+

R-NH2 + H3O+

R-NH3+ + H2O

="

[%#]

" = " +,

como [H2O] = cte

Ka = constante de...