Equilibrio Quimico

Facultad de Farmacia. Universidad de Alcalá

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1 3 Equilibrio Ácido–Base
13.1
13.2
13.3
13.4
13.5
13.6
13.7

Ácidos y bases
Autoionización del agua
Cálculos de pH en disoluciones acuosas de ácidos y bases
Hidrólisis de sales
Reacciones de neutralización
Valoraciones ácido–baseDisoluciones reguladoras

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13.1 çcidos y bases
El concepto de ácido y base en sus distintas acepciones se estudia en el Tema 16. Una primera definición de
ácido y base fue introducida por Arrhenius en 1884 y mejorada por Brønsted y Lowry en 1923. Una definición alternativa fue dada por Lewis también en 1923. Demomento usaremos una definición pragmática,
intermedia entre la de Arrhenius y la de Brønsted, y sólo aplicable a ácidos y bases en disolución acuosa:
• ácido es todo aquella sustancia que al disolverse en agua aumenta la concentración de iones hidrógeno.
H+ (aq) + Cl–(aq)
HCl(aq)
• base es todo aquella sustancia que al disolverse en agua aumenta la concentración de iones hidróxido. Unasustancia puede ser básica porque aporte directamente iones OH– al medio (Arrhenius) o porque tome H+
del medio (Brønsted):
Na+ (aq) + OH–(aq)
NH3(aq) + H2O(l)
NH4+ (aq) + OH–(aq)
NaOH(aq)
El ion hidrógeno en agua. La naturaleza del ion hidrógeno en agua es compleja. Debido a su alto
poder de polarización, algunas de las moléculas de agua que le rodean están unidas a él ya no sólo por
fuerzasde Van de Waals sino por un enlace covalente. El ion hidrógeno en agua se suele representar como
H+(aq), obviando la naturaleza real de la especie existente en disolución, o como H 3O+ (aq), representación
que sin ser más exacta que la anterior (el H + se encuentra en realidad unido a más de una molécula de
agua), presenta la ventaja de que resalta la participación del agua en los procesosácido–base:
H+ (aq) + Cl–(aq)
o
HCl(aq) + H2O(l)
H3O+ (aq) + Cl–(aq)
HCl(aq)
Constante de ionización de un ácido o una b a s e . Los equilibrios de disociación de un ácido o una
base quedan caracterizados mediante una constante de equilibrio llamada constante de ionización ácida o
básica (K a o K b):
[A –][H +O]
3
HA(aq)+ H2O(l)
H3O+ (aq) + A–(aq)
Ka =
[HA]
[BH +][OH –]
B(aq)+ H2O(l)BH+ (aq) + OH–(aq)
Kb =
[B]
El grado de disociación (α) de un ácido o una base es el tanto por uno de ácido o base que se encuentra en
forma disociada.
Ácidos y bases fuertes y débiles. Son ácidos y bases fuertes aquellos para los que, en
concentraciones ordinarias, prácticamente todas sus moléculas están disociadas (α 1). Los ácidos y bases
débiles tienen constantes de ionización pequeñas,de forma que cuando se disuelven con concentraciones
ordinarias en agua, gran parte de sus moléculas se mantienen sin disociar (α K a2 > K a3 … (tabla
13,2). De forma análoga se pueden definir las bases polipróticas.

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Química General. Grupo B. Curso 1993/94

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Tabla 13.1. Ácidos yBases usuales en disolución acuosa
Ácidos
K a (en mol l– 1)
Bases
K b (en mol l– 1)
Fuertes
HCl
NaOH
HBr
hidróxidos del grupo 1
HI
Ca(OH)2
H2 SO4
(fuerte en la 1ª disociación)
hidróxidos del grupo 2, salvo Be
HNO3
HClO4
Débiles
HIO3
1,7 10– 1
N(C2 H5 )3
1,0 10– 3
–2
H2 SO3
1,6 10
N(CH3 )3
6,5 10– 5
–2
HClO2
1,0 10
NH3
1,8 10– 5
– 3 (1ª disociación)
H3 PO4
7,1 10Piridina, C5 H5 N
1,8 10– 9
HNO2
4,3 10– 4 (1ª disociación)
Urea, CO(NH2 )2
1,3 10–14
HF
3,5 10– 4
HCOOH
1,8 10– 4
C 6 H5 COOH
6,5 10– 5
CH3 COOH
1,8 10– 5
H2 CO3
4,3 10– 7 (1ª disociación)
HClO
3,0 10– 8
HBrO
2,0 10– 9
B(OH)3
7,2 10–10
HCN
4,9 10–10
HIO
2,3 10–11
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