Equilibrio Químico Ácido-Base

UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLAS DE HIDALGO
FACULTAD DE QUIMICO FARMACOBIOLOGIA


ANALISIS I “CUALITATIVO”



EL EQUILIBRIO QUÍMICO ÁCIDO-BASE




7a/3er SEMESTRE



INTRODUCCION

Las sustancias pueden actuar como ácidos o como bases, dependiendo de la sustancia a la que se les enfrente. Brönsted llamó a los ácidos y a las bases PROTOLITOS, y al sistemaácido−base, SISTEMA
PROTOLÍTICO.
Tanto los ácidos como las bases pueden estar cargados positivamente o negativamente.

Las sustancias que pueden actuar tanto como ácido como base, se llaman ANFOLITOS, ANFÓTEROS o ANFIPRÓTICOS.

No todas las reacciónes ácido−base implicaban transferencia de protones, y sin embargo, si se formaba siempre un enlace covalente dativo.
Ácido: Sustancia que puede aceptarun par de electrones de otros grupos de átomos, para formar un enlace covalente dativo.
Base: Sustancia que tiene pares de electrones libres, capaces de ser compartidos para formar enlaces covalentes dativos.

EL EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE DEL AGUA
La cesión de protones por un ácido y la aceptación de protones por una base son procesos reversibles.
Dado que este tipo de procesos desembocan alcabo de un cierto tiempo en una situación de equilibrio, su estudio puede efectuarse aplicando los conceptos fundamentales del equilibrio químico.

Los indicadores de pH son sustancias colorantes cuyo color varía con el grado de acidez de la disolución. Dicha variación de color es la consecuencia visible de una reacción química que modifica la estructura de la molécula del indicador.
El equilibrioácido-base más sencillo y fundamental a la vez es el que corresponde a la disociación del agua:
H2O  +  H2O   < >  H3O+  +  OH-
base 1    ácido 2       ácido 1     base 2
Esta reacción pone de manifiesto que el agua puede actuar como una base (base 1) ganando protones para convertirse en H3O+ (ácido 1) y puede actuar como un ácido (ácido 2) perdiendo protones para convertirse en OH-(base 2). Se dice por ello que es una sustancia anfolita.
Como pone de manifiesto la escasa conductividad del agua pura, el equilibrio iónico del agua está considerablemente desplazado hacia la izquierda, lo que significa que, de acuerdo con la ley de acción de masas, su constante de equilibrio K es muy pequeña:

Determinaciones experimentales de dicha constante a 25 Cº han arrojado un valor para Kigual a 3,2 · 10-18, lo que indica la existencia de una disociación exigua. La concentración de H2O es, por tanto, prácticamente igual a 1 000 g/litro, o en términos de molaridad:

Escribiendo la anterior expresión en la forma:
K [H2O]2 = [H3O+] [OH-]
Y operando, resulta:
3,2 · 10-18 · (55,5)2 = [H3O+] [OH-]C
10-14 = [H3O+] [OH-]
Que se representa por Kw y se denomina producto iónico delagua.
El grado de acidez de una disolución. Concepto de pH
Con el agua pura la presencia de iones H3O+ y OH- procede únicamente de su disociación iónica, por lo que sus concentraciones respectivas son iguales.
Es decir:

La presencia de un ácido en disolución dará lugar a un aumento de la concentración de iones H3O+, o lo que es lo mismo, el exponente disminuirá en valor absoluto por debajo desiete, alcanzando, por ejemplo, el valor:

En disoluciones diluidas el producto iónico del agua Kw es constante, por lo que un aumento de [H3O+] supondrá una disminución de [OH-] y viceversa.
Por tanto, la adición de una base aumentará la concentración de iones OH- y disminuirá la de iones H3O+, de modo que el exponente de la potencia decimal que lo representa aumentará el valor absoluto porencima de siete, por ejemplo:

Parece entonces razonable considerar el exponente de la concentración de iones H3O+ de una disolución como una medida de su grado de acidez.
Se denomina pH de una disolución al valor absoluto del exponente de la concentración de iones H3O+ expresada en la forma de potencia decimal; es decir:
[H3O+] = 10-pH
Si se recurre a la noción de logaritmo resulta:
pH...