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Repaso equilibrio ionico, Apuntes de Química

Repaso equilibrio ionico, de la materia quimica general

Tipo: Apuntes

2021/2022

Subido el 17/01/2023

valentina-moras-1
valentina-moras-1 🇦🇷

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bg1
Electrolitos Fuertes: Disociación total
Sales (todas), algunos ácidos (HCl, HNO3, HClO4, HI…), algunas
bases (NaOH, KOH, Ba(OH)2)
HCl H++ Cl-[H+] = [Cl-] = Ca
NaOH Na++ OH-[Na+] = [OH-] = Cb
[H+] > 10-7 [OH-] < 10-7 pH < 7 pOH > 7
[OH-] > 10-7 [H+] < 10-7 pH > 7 pOH < 7
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff
pf12
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pf1b

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¡Descarga Repaso equilibrio ionico y más Apuntes en PDF de Química solo en Docsity!

Electrolitos Fuertes: Disociación total

Sales (todas), algunos ácidos (HCl, HNO

3

, HClO

4

, HI…), algunas

bases (NaOH, KOH, Ba(OH)

2

HCl H

+ Cl

[H

] = [Cl

] = Ca

NaOH Na

+ OH

[Na

] = [OH

] = Cb

[H

] > 10

  • 7

[OH

] < 10

  • 7

pH < 7 pOH > 7

[OH

] > 10

  • 7

[H

] < 10

  • 7

pH > 7 pOH < 7

Electrolitos Débiles: Disociación parcial

La mayoría de los ácidos ácidos (HNO

2

, H

2

CO

3

, HAc, HF…) y

bases (NH

3

, CH

3

NH

2

, (CH

3

2

NH, C

6

H

5

NH

2

HNO

2

H

+ NO

2

Cuadrática (correcta) [H

] 2

  • Ka.[H

]- Ka.Ca = 0 Ka = [NO 2 − ] [H

] / [HNO 2 ]

[H Ka. Ca

] = Simplificada

Grado de disociación (a) a = [H

] / Ca

Electrolito débil a < 1 (< 100%)

Un anión que es base conjugada de un ácido fuerte no afectará el pH de la solución. No hidroliza. Ej: Cl

  • , NO 3 - , ClO 4 - , I - Un anión que es la base conjugada de un ácido débil aumentará el pH. Hidroliza. Ej: NO 2

, CO 3

  • 2 , F

, CH 3 COO

, S

  • 2 Cationes de bases fuertes no afectarán el pH de la solución. No hidroliza. Ej: Na

, K

, Sr

  • 2 , Ba
  • 2 Un catión que es el ácido conjugado de una base débil disminuirá el pH. Hidroliza Ej: NH 4

, CH 3 NH 3

, (CH 3 ) 2 NH 2

Cuando una solución contiene la base conjugada de un ácido débil y el ácido conjugado de una base débil, el efecto sobre el pH dependerá de los valores de Ka y Kb

Hidrólisis de aniones y cationes con el agua

Un anión que es la base conjugada de un ácido débil aumentará el pH. Hidroliza. Ej: NO 2

, CO 3

  • 2 , F - , CH 3 COO - , S - 2 F
  • H 2 O HF + OH

Kh = Kw / Ka pH > 7 Un catión que es el ácido conjugado de una base débil disminuirá el pH. Hidroliza Ej: NH 4

, CH 3 NH 3

, (CH 3 ) 2 NH 2

Hidrólisis de aniones y cationes con el agua

[OH

]

2

+ Kh.[OH

]- Kh.Cs = 0

[OH Kh. Cs

  • ] =

NH

4

+ H

2

O NH

3

+ H

Kh = Kw / Kb

pH < 7

[H

]

2

+ Kh.[H

]- Kh.Cs = 0

[H Kh. Cs

] =

Cálculo del pH de un buffer

Ejemplo: Buffer AcH /AcNa Acido débil Sal (electrolito fuerte)

AcNa Ac

-

+ Na

+ AcH Ac

-

+ H

+ Cs Cs Ca - x Cs + x x

Ka =

H

.[Ac − ] [AcH]

Ka =

𝑥.(𝐶𝑠+𝑥) 𝐶𝑎 −𝑥

[H

]

2

+ (Cs+Ka).[H

]-Ka.Ca = 0

x = [H

]

x << Ca y x << Cs

Ecuación de Henderson - Hasselbalch

[H

] = Ka.

Ca Cs

Cálculo del pH de un buffer

Soluciones reguladoras de HNO

2

/NaNO

Ca (mol/L) Ca (mol/L) [H+]

(cuadrática)

[H+]

(simplificada)

Preparación de una solución reguladora

  1. a) Soluciones de ácido débil y sal (buffer ácido) b) Mezclar soluciones de base débil y sal (buffer básico)
  2. a) Solución de ácido débil + base fuerte (en defecto) b) Solución de base débil + ácido fuerte (en defecto)

Dilución de un buffer

El pH de un buffer depende muy poco de la dilución, ya que esta afecta tanto a Ca como a Cs

 - Ka = 4,5. - - 
  • 0,1 0,1 4,46. Error % pH
      • 4,5. - - - 0,43 3,
  • 0,01 0,1 4,48.
      • 4,5. - - - 0,45 4,
  • 0,01 0,02 2,18.
      • 2,25. - - - 3,1 3,
  • 0,001 0,1 4,48.
      • 4,5. - - - 0,44 5,
  • 0,1 0,0002 6,39.
      • 2,25. - - - 3421 2,
  • 0,002 0,004 1,94.
      • 2,25. - - - 14 3,
  • 0,5 0,002 1,38.
      • 1,12. - - - 711 1,
  • 0,5 0,1 2,19.
      • 2,25. - - - 2,7 2,
  • 0,2 0,0001 9,21.
          •  - 9600 2, 
  • 1 0 , 5 1 2 3 , Ca (mol/L) Cs (mol/L) Dilución ( 1 :x) Ca/Cs [H+] pH - - - 4 ,
  • 0 , 5 0 , 25 2 2 3 , - - - 4 ,
  • 0 , 1 0 , 05 10 2 3 , - - - 4 ,
  • 0 , 04 0 , 02 25 2 3 , - - - 4 ,
  • 0 , 01 0 , 005 100 2 3 , - - - 4 ,
  • 0 , 006 0 , 003 166 2 3 , - - - 4 ,
  • 0 , - - - 500 2 3 , - - - 4 ,
        • 1000 2 3 ,
            • 4 ,
        • 2500 2 2 ,
            • 4 ,
        • 5000 2 2 ,
            • 4 ,
        • 10000 2 6 ,
            • 5 ,

pH inicial del buffer HF/F 0,002 mol/L

HF === H

+ F

i) 0,002 mol/L 0,002 mol/L

e) 0,002- x x 0,002 + x x = [H

] pH = pKa =3, Se agrega 1 ml de solución de NaOH 0,1 mol/L (una pequeña cantidad)

Neutralización NaOH + HF → H

2

O + Na

+ F

i) 1 10

  • 4

moles 2 10

  • 3

moles 2 10

  • 3

moles

f) 0 1,9 10

  • 3

moles (1 10

  • 4
  • 3

) moles

Nuevo equilibrio HF === H

+ F

i) 1,9 10

  • 3

/1,001 mol/L 2,1 /1,001 mol/L

  • 3

mol/L 2,098 10

  • 3

mol/L

e) 1,898 10

  • 3
    • x x 2,098 10
      • 3

+ x

Ka =

0 , 00298 +𝑥 𝑥 ( 0 , 001898 −𝑥)

0 , 00298 𝑥 ( 0 , 001898 ) x = 6,8 10

  • 4 0 , 001898 ( 0 , 00298 )
  • 4 pH = 3,

Indicadores ácido-base

HIn In

+ H

HIn In−^

≥ 10 predomina el color del ácido

HIn In−^

≤ 10 predomina el color de la base conjugada

1L de sol. buffer contiene 0,10 moles de HAc (Ka = 1,8 10

  • 5 ) y 0,15 moles de NaAc. ¿Cuál es su pH? ¿Cuál será el pH después de agregar 0,02 moles de KOH? ¿Cuál será el pH después de agregar 0,02 moles de HNO 3 ?. Ka vale 4,5 10
  • 4 para el HNO 2 y 3,0 10
  • 8 para HClO. Cuál de estos ácidos sería más conveniente para regular el pH alrededor de 7? Dispone de 2 L de sol. 0,2 M de HNO 2 y 1 L de NaNO 2 0,2 M. ¿Cómo procede para obtener 1 L de sol. reguladora con la máxima capacidad amortiguadora? ¿Cuál será el pH inicial de esta solución? Puede llegar a preparar una solución reguladora con las mismas características si en lugar de usar NaNO 2 utiliza NaOH. Explique cómo procedería. ¿Cambía el efecto regulador? .

Titulación ácido-base pHmetro Se usa un pH- metro o un indicador para determinar cuándo la solución ha alcanzado el punto de equivalencia, al cual la cantidad estequiométrica de ácido iguala a la de la base.

Curva de Valoración ácido fuerte – base fuerte Dado que los iones Na+ y Cl- no hidrolizan, el pH de la solución resultante depende únicamente del exceso de ácido (antes del punto de equivalencia) o del exceso de base (luego del punto de equivalencia) En el punto de equivalencia Antes del punto de equivalencia Luego del punto de equivalencia

[H

] = C

HCl

Va.Ma −Vb.Mb Va+Vb

[OH

] = C

HCl

Vb.Mb −Va.Ma Va+Vb H 2 O H

  • OH
  • [H + ] = [OH - En una valoración ácido fuerte - base fuerte en el punto de equivalencia el pH = 7

Curva de Valoración ácido fuerte – base fuerte 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 1 2 3 4 5 6 7 8

10 11 12 13 14 pH Vb (ml) Vb (mL) pH 0 1 5 1, 10 1, 15 1, 20 1, 24 2, 24,5 3, 24,9 3, 25 7 25,1 10, 25,5 11, 26 11, 30 11, 32 12, 34 12,