acido-base, Apuntes de Química Analítica

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Equilibrios ácido-base

en

medio acuoso

2 a 2

• 2-

• • 2- a 2

[H ][HA ]

H A H + HA K

[H A]

[H ][A ]

HA H + A K

[HA ]

Constantes ácidas

Sistema diprótico

---

w w 

b1 (^) 2- 2- a 2

2 2 w w b2 (^) - - a

[HA ] [OH ] [HA ] K K

K

[A ] [A ] [H ] K

[H A] [OH ] [H A] K K

K

[HA ] [HA ] [H ] K

Re lación entre constantes

• 2- a

Especies que pueden comportarse como ácidos o como bases

NaHA Na + HA

HA H + A

[H ][ K

Cálculo del pH de especies anfóteras o anfolitos

2-

w 2 b a

2 2

2

2 - 2

1

w

HA + H O H A + OH

H O H OH

Balance de masas protónico:

A ]

[HA ]

K [H A][OH ] K K [HA ]

K

[H ] [A ] [

[H ][OH

OH ] A]

]

[H

w a a

2 a2 w a

a1 a2 a1 w

a

2 HA^2

2 (^2) HA

[HA ] K [HA ][H ]

[H ] K +

[H ] [H ] K

[HA ]

[H ] (1 ) K [HA ] K

K

K K [HA ] K K

[H ]

K [HA ]

C [HA ] [A ] [H A]

Si :[A ] + [H A] [HA ] [HA ] C

a1 a2 (^) HA a1 w

a1 (^) HA

K K C K K

[H ]

K C

4

4

3 NH +

4

4 3

2

2

4

Ac

NH Ac NH + Ac

NH NH + H

Ac + H

[NH ][H ] K [NH ]

[HAc][OH ] K [Ac ]

O HAc + OH

H O H OH

Cálculo del pH de sal de ácido débil y base débil

w

3

[H ] [NH ] [OH

K [H

]

][OH ]

[HAc]

4 - + 4 + 4

3

4 w

NH Ac -

Ac w

4 w

NH HAc

2 +

NH^4 w HAc

[H ] [NH ] [OH ] [HAc]

[NH ] K [Ac ]

[H ] K + K

[H ] [H ] [OH ]

[Ac ][H ]

[H ] idem K

K

[NH ] K [Ac ][H ]

[H ] K +

[H ] [H ] K

[Ac ]

[H ] (1 ) K [NH ] K

K

• 4 + 4 + 4 HAc (^) NH sal HAc w

HAc sal

NH sal^ w^ sal^ HAc

HAc (^) NH

5 10 7

K K C K K

[H ]

K C

Si K C K y C K

[H ] K K

[H ] 1, 75 10 5,70 10 1, 0 10 M

pH 7, 00

Ejemplos de sistemas dipróticos

7 a 11 a

• 7 2 2 3 a

3 3

• 2

Calcular el pH de una disolución 0,10 M de bicarbonato

sódico. Constantes del ácido carbónico: K 4, 2x10 ;

K 4, 7x.

CO (ac) + H O H + HCO K 4, 2x

HCO H + CO

11 a

K 4, 7x

3

3

3

3

a1 a2 (^) HCO a1 w

a1 (^) HCO

11 - a2 (^) HCO w

7 HCO a

7 11 9 a1 a

K K C K K

[H ]

K C

Si : K C K ; 4, 7x10 x 0,1 1x

y

8

C K ; 0,1 4, 2x

[H ] K K 4, 2x10 x 4, 7x10 4, 44x10 M

pH ,

7 a 11 a

3 2 3

14 w - b1 (^11) a

2- - -

Calcular el pH de una disolución 0,10 M de carbonato

sódico. Constantes del carbónico: K 4, 2x10 ;

K 4, 7x.

CO + H O HCO + OH

K (^) 1, 0 x 10 K 2,13 x 10 K 4, 7 x 10

La con

2- 3

-4 - b1 (^) CO

stante del siguiente equilibrio será mucho menor:

despreciaremos los OH procedentes de ella.

[OH ] K C 2,13 x 10 x 0,10 4, 62 x 10 M

pOH = 2,34 ; pH = 11,

2 4

a2,H SO

4 4

• 2- - 4 4 a

Calcular el pH en una disolución 0,01 M de sulfato ácido de sodio.

K 1, 0 x 10.

NaHSO Na + HSO

HSO H + SO ; K 1, 0 x 10

Se trata de una disolución de ácido déb

• 2
• 2 + a2 (^) + a a

2

• a^ a^ a

-2 -2 2 -

• 3

il (no de anfótero).

[H ] K ; [H ] + K [H ] - K C = 0 C -[H ]

-K + K 4K C [H ]

2

1, 0 x 10 (1, 0 x 10 ) 4x1, 0 x 10 x0, 01 [H ]

2

[H ] 6,18x10 M; p H = 2 ,