Equilibrio acido base

Equilibrio iónico en solución acuosa. Ácidos y bases
Capítulo 15 (Chang)

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Un ácido Arrhenius es una sustancia que produce H+ (H3O+) en agua

Una base Arrhenius es una sustancia que produce OH- en agua

4.3

Un ácido Brønsted es un donador de protón Una base Brønsted es un aceptador de protónbase1

ácido2

ácido1 ácido conjugado

base2 base conjugada

base

ácido

Tarea:

CN - + H2O
HCl + H2O




HCN + OHH3O+ + Cl-

Propiedades ácido-base del agua
Es un disolvente único. Actúa como ácido con bases como NH3 y como base con ácidos como HCl y CH3COOH. Es un electrolito muy débil, y por lo tanto un mal conductor de la electricidad. Experimenta la ionización:H2O (l)

H+ (ac) + OH- (ac)

autoionización del agua
H O H + H O H base H2O + H2O ácido

[H

O H

H

]

+

+ H

O

-

ácido conjugado H3O+ + OHbase conjugada

El producto iónico del agua
H2O (l) H+ (ac) + OH- (ac) [H+][OH-] Kc = [H2O]
La constante de equilibrio de autoionización del agua

[H2O] =constante Kc[H2O] = Kw = [H+][OH-]

La constante del producto iónico(Kw) es el producto de las concentraciones molares de los iones H+ y OH- a una temperatura particular. La disolución es [H+] = [OH-] neutra [H+] > [OH-] ácida [H+] < [OH-] básica
15.2

At 250C Kw = [H+][OH-] = 1.0 x 10-14

¿Cuál es la concentración de los iones OH- en una disolución HCl cuya concentración de ion hidrógeno es 1.3 mol/L? Kw = [H+][OH-] = 1.0 x 10-14
[H+] = 1.3 mol/L

Kw 1x 10-14 = = 7.7 x 10-15 mol/L [OH-] = [H+] 1.3

15.2

El pH: una medida de la acidez
Debido a que las concentraciones de los iones H+ y OH- en soluciones acuosas son números muy pequeños, se propone una medida denominada pH. El pH de una solución se define como el logaritmo negativo de la concentración del ión hidrogeno (H+):

pH = -log [H+]

La disolución es neutra [H+] = [OH-]
ácidabásica [H+] > [OH-] [H+] < [OH-]

A 250C [H+] = 1 x 10-7
[H+] > 1 x 10-7 [H+] < 1 x 10-7

pH = 7 pH < 7 pH > 7

pH

[H+]

A medida que el pH de una solución aumenta, su concentración en H+ disminuye

pOH = -log [OH-]

Considerando: [H+][OH-] = Kw = 1.0 x 10-14

Al tomar el logaritmo a ambos lados, se obtiene:

-(log [H+] +log [OH-]) = -log(1.0 x10-14) -log [H+] -log [OH-] = 14 pH+ pOH = 14.00

El pH del agua de lluvia recolectada en una cierta región del norte de Antofagasta en un día particular fue 4.82. ¿Cuál es la concentración del ion H+ del agua de lluvia?
pH = -log [H+] [H+] = 10-pH = 10-4.82 = 1.5 x 10-5 M La concentración de iones OH- de una muestra de sangre es 2.5 x 10-7 M. ¿Cuál es el pH de la sangre?

pH + pOH = 14.00
pOH = -log [OH-] = -log (2.5 x10-7) = 6.60

pH = 14.00 – pOH = 14.00 – 6.60 = 7.40; ligeramente básico
15.3

Electrólito fuerte: 100% disociación en solución acuosa NaCl (s)
H 2O

Na+ (ac) + Cl- (ac)

Electrólito débil: disociación parcial en solución acuosa CH3COOH CH3COO- (ac) + H+ (ac)
se ionizan

Ácidos fuertes son electrólitos fuertes: completamente en agua HCl (ac) + H2O (l) H3O+ (ac) + Cl- (ac) HNO3 (ac) +H2O (l) HClO4 (ac) + H2O (l) H2SO4 (ac) + H2O (l) H3O+ (ac) + NO3- (ac) H3O+ (ac) + ClO4- (ac) H3O+ (ac) + HSO4- (ac)

15.4

Ácidos débiles son electrólitos débiles
HF (ac) + H2O (l) HNO2 (ac) + H2O (l) HSO4- (ac) + H2O (l) H2O (l) + H2O (l) H3O+ (ac) + F- (ac) H3O+ (ac) + NO2- (ac) H3O+ (ac) + SO42- (ac) H3O+ (ac) + OH- (ac)

Bases fuertes son electrólitos fuertes

NaOH (s)
KOH (s)

H2O H2O

Na+ (ac) + OH- (ac)

K+ (ac) + OH- (ac)

Ba(OH)2 (s)

H 2O

Ba2+ (ac) + 2OH- (ac)
15.4

Bases débiles son electrólitos débiles
F- (ac) + H2O (l) NO2- (ac) + H2O (l) OH- (ac) + HF (ac) OH- (ac) + HNO2 (ac)

Fuerzas relativas de pares conjugados ácido-base: • • • La base conjugada (Cl-) de un ácido fuerte (HCl) no tiene la fuerza medible. Cl- es una base extremadamente...