Experimento Fortaleza de acidos y bases 1

Universidad de Puerto Rico en Bayamón
Decanato de Asuntos Académicos
Departamento de Química

Laboratorio de Química General II (QUIM 3004)
Fortaleza de Ácidos y Bases
I.

Objetivos
1. Identificar ácidos y bases fuertes y débiles a partir de medidas de pH de soluciones
de concentración conocida.
2. Calcular pH a partir de la concentración de la solución de ácido o base fuerte o
débil. Seutilizará el Ka o Kb en los casos que aplique.
3. Calcular grado de ionización (α) para las soluciones de ácidos fuertes y débiles y
utilizar los valores de α para establecer la fortaleza del ácido en cuestión.
4. Describir como varía el valor de α con la dilución de una solución ácida.
5. Identificar si ácidos o bases desconocidas son fuertes o débiles a partir de
medidas de pH de soluciones deconcentración conocida de los mismos.
6. Clasificar los ingredientes activos de productos caseros como ácidos o bases.

II.

Teoría
La fortaleza de los ácidos y las bases está relacionada con cantidad relativa de iones
de H+ (H3O+) o OH-, respectivamente, que se producen cuando las sustancias se
disuelven en agua.

A. Ácidos y bases fuertes
Los ácidos y las bases fuertes son electrolitos fuertes porque seionizan o disocian
completamente en solución acuosa. En general, un ácido fuerte HX que se disuelve
en agua se ionizará en su totalidad en H+ (H3O+) y X- :
+
−
𝐻𝑋(𝑎𝑐) + 𝐻2 𝑂(𝑙) → 𝐻3 𝑂(𝑎𝑐)
+ 𝑋(𝑎𝑐)

Igual, para una base fuerte, como NaOH, todo lo que se disuelva en agua se disociará
en Na+ y OH-. Si el mol de la base provee dos moles de OH-, como Ba(OH)2 , entonces
la cantidad de OH- será el doble.En general, para una base fuerte 𝑀(𝑂𝐻)𝑛 ,
𝑛+
−
𝑀(𝑂𝐻)𝑛 (𝑎𝑐) + 𝐻2 𝑂(𝑙) → 𝑀(𝑎𝑐)
+ 𝑛 𝑂𝐻(𝑎𝑐)

donde n es el número de OH- en la base fuerte.
Para una solución de un ácido o base fuerte la [H3O+] o [OH-] , respectivamente está
determinada por la estequiometria de la reacción. En general, en una solución de un
ácido fuerte HX la [H3O+] será prácticamente igual a la concentración inicial de ácido
HX(CHX).
[𝐻3 𝑂+ ] = 𝐶𝐻𝑋

Conociendo esto podemos calcular con facilidad el pH de estas soluciones, que es el
opuesto de la función logarítmica de [H3O+]:

𝑝𝐻 = −𝑙𝑜𝑔 [𝐻3 𝑂+ ] = −𝑙𝑜𝑔 𝐶𝐻𝑋
Análogamente, para una base fuerte como Ba(OH)2 la [OH-] será prácticamente igual
al doble de la concentración inicial de la base. A partir de la concentración calculada
de esta manera se puede calcular el pOH.
𝑝𝑂𝐻 = −𝑙𝑜𝑔[𝑂𝐻 − ] = −𝑙𝑜𝑔2 𝐶Ba(OH)2
Aunque aquí no lo haremos, se puede demostrar matemáticamente que en una
solución acuosa pH y pOH están relacionados de la siguiente forma:
𝑝𝐻 + 𝑝𝑂𝐻 = 14.00
Calcule el pH de una solución acuosa de HClO4 0.040 M.
Como HClO4 es un ácido fuerte se ioniza completamente de acuerdo a la
siguiente reacción:
HClO4 (ac) + H2O (l) → H3O+(ac) + ClO4- (ac)
Por lo tanto, la [H3O+] seráigual a la concentración inicial del ácido, es
decir 0.040M.
[𝐻3 𝑂+ ] = 𝐶𝐻𝐶𝑙𝑂4
Así, el pH será:
pH = - log [𝐻3 𝑂+ ] = − log 𝐶𝐻𝐶𝑙𝑂4 = -log (0.040) = 1.40

Calcule el pH de una solución acuosa de Ca(OH)2 0.030 M.
Como Ca(OH)2 es una base fuerte se ioniza completamente de acuerdo a
la siguiente reacción:
Ca(OH)2 (ac) → Ca+2 (ac) + 2 OH- (ac)
La [OH-] será igual al doble de la concentración inicialde base:
[𝑂𝐻 − ] = 2 ∙ 𝐶𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 = 0.060 M.
y el pOH será:
pOH = - log 0.060 =1.20
y el pH será:
pH = 14.00 - pOH = 14.00 - 1.20 = 12.80

B. Ácidos y bases débiles
Los ácidos y bases débiles se ionizan o disocian parcialmente produciendo
relativamente pocos iones H3O+ o OH-, respectivamente, si se compara con la misma
concentración de un ácido o base fuerte. Generalmente menos del 3% de lasmoléculas de estos compuestos se ionizan y entonces se establece un equilibrio entre
la especie sin ionizar y sus iones.
En general, un ácido débil HB se ionizará parcialmente en agua formando el siguiente
equilibrio:
+
−
𝐻𝐵(𝑎𝑐) + 𝐻2 𝑂(𝑙) ⇌ 𝐻3 𝑂(𝑎𝑐)
+ 𝐵(𝑎𝑐)

El equilibrio significa que las moléculas de reactantes estarán pasando a producto con
igual rapidez que otras de productos pasan a reactantes,...