Tema 6:
Ácidos y bases
Ácidos
y
bases
Bibliografía:
Bibliografía:
Química General (8ª edición),
capítulos 17 y 18
capítulos
17
y
18
Petrucci, Harwood y Herring
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Asignatura: Equilibri Químic, Profesor: Jordi Garcia Antón, Carrera: Geologia, Universidad: UAB
Tipo: Apuntes
Antes del 2010
1 / 29
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Tema 6:
Ácidos y basesÁcidos y bases
Bibliografía:Bibliografía: Química General (8ª edición),capítulos 17 y 18capítulos 17 y 18Petrucci, Harwood y Herring
Teoría de ArrheniusTeoría
de Arrhenius
HCl(g)
→
H
+(aq) + Cl
- (aq)
H
O 2
NaOH(s)
→
Na
+(aq) + OH
- (aq)
H
O 2
Na
- (aq) + OH
- (aq) + H
- (aq) + Cl
- (aq)
→
H
O(l) + Na 2
+(aq) + Cl
- (aq)
H
- (aq) + OH
- (aq)
→
H
O(l) 2
La teoría de Arrhenius no incluye las basesque no contienen OH
-^ como el amoniaco.
q
Pares ácido-base conjugados
Una reacción ácido-base es el intercambio de 1 protónentre dos pares ácido-base conjugados
Ácidos y bases débiles
entre dos pares ácido-base conjugados
b^
1
á id 2
Ácidos
y bases débiles
NH
- H 3
O 2
NH
- 4
- OH
base
ácido
base
ácido
K
b
NH
- 4
- H
O 2
NH
- H 3
O 3
base
ácido
base1 ácido
K
a
Pares ácido-base conjugados
Ácidos y bases fuertes
ion espectador
HCl + H
O 2
→
H
O 3
+(aq) + Cl
- (aq)
base
ácido
base 2
ácido
p
2
3
( q)
( q)
Las base conjugada de un ácido fuerte no tiene características de base(es decir en un equilibrio ácido-base actuará como un ión espectador)
NaOH + H O
→
OH
- (aq) + Na
+ (aq)
(es decir, en un equilibrio ácido-base actuará como un ión espectador)
NaOH + H
O 2
→
OH (aq) + Na
+ (aq)
base1 ácido
base
acido 2i^
t d
ion espectador
El ácido conjugado de una base fuerte no tiene características de baseEl ácido conjugado de una base fuerte no tiene características de base(es decir, en un equilibrio ácido-base actuará como un ión espectador)
Constante de ionización de la base
base
ácido
ácido
basej^
d
NH
3
+ H
O 2
NH
- 4
OH
base
ácido
conjugado conjugada
K
=c
[NH
][H 3
O] 2
[NH
- 4
][OH
-^ ]
[NH
][H 3
O] 2
K
K
[H O]
[NH
- 4
][OH
-^ ]^
(^5)
K
=b
K
[Hc
O] = 2
[NH
] 3
4
cuanto mayor es la K
b^ mayor es la fuerza de la base
(la concentración de OH
-^ que genera es mayor)
(la concentración de OH que genera es mayor)
Constante de ionización de
ácidos/bases fuertesácidos/bases fuertes
base
ácido
ion espectador
ácido
HCl + H
O 2
→
H
O 3
+(aq) + Cl
- (aq)
K
[CH
CO 3
- 2
][H
O 3
+^ ]
K
= c
[CH
CO 3
H][H 2
O] 2
K
=a
K
[Hc
O] = 2
[HCl] [Cl
-^ ][H
O 3
+^ ]
Producto iónico del agua
g
base
ácido
ácido conjugado
base conjugada
H
O + H 2
O 2
H
O 3
+^
+^
OH
K
=c
[H
O][H 2
O] 2
[H
O 3
+][OH
- ]
[H
O][H 2
O] 2
a 25
ºC:
K
W =^
K
[Hc
O][H 2
O] = 2
= 1,0·
[H
O 3
+][OH
- ]
a^
25 C:
p
H y pOH
p
y p
•^
El potencial del ion hidrógeno (pH) se define
•^
El potencial del ion hidrógeno (pH) se definecomo^ el
logaritmo de
[H
+^ ]
cambiado de signo
el
logaritmo
de
[H
+]
cambiado de signo
pH =
log[H O
+^ ]
pOH =
log[OH
-^ ]
pH = -log[H
O ] 3
pOH = -log[OH ]
14
a 25ºC:
-log
K
W
= -log[H
O 3
+^ ]-log[OH
-^ ]= -log(1,0·
K
W
= [H
O 3
+^ ][OH
-^ ]= 1,0·
g
W
g[
3
]^
g[
]^
g(
p K
W
= pH + pOH= -(-14)
p K
W
= pH + pOH = 14
Ácidos fuertes y bases fuertes
y Ácidos fuertes HA
→
H
- (aq) + A
- (aq)
H
O 2
Ácidos
fuertes
HA
→
H (aq)
A (aq)
Bases fuertes NaOH(s)
→
Na
+(aq) + OH
- (aq)
H
O 2
B +
H
O 2
→
HB
+(aq) + OH
- (aq)
Ácidos y Bases débiles
y b
á id
ácido conjugado
base conjugada
CH
CO 3
H + H 2
O 2
CH
CO 3
- 2
+ H
O 3
base
ácido
conjugado
conjugada
K
[CH
CO 3
- 2
][H
O 3
+^ ]
p K
= -log(1,8·10a
K
a^
[CH
CO 3
H] 2
p^
a^
g( ,
)^
ácido
base
NH
+ H 3
O 2
NH
- 4
OH
base
ácido
ácido conjugado
base conjugada
K
[NH
- 4
][OH
-^ ]
p K
log(1 8 10
K
=b
[NH
] 3
(^5)
p K
= -log(1,8·10b
Ejemplo
j^
p
Determinación del valor de K
A^
a partir del pH de una
disolución de un ácido débil. El ácido butírico, HC
H 4
O 7
2 (o CH
CH 3
CH 2
CO 2
H), se 2
utiliza en la obtención de compuestos que se empleanutiliza en la obtención de compuestos que se empleanen jarabes y sabores artificiales. Se encuentra que unadisolución acuosa de HC
H 4
O 7
2 0,250 M tiene un pH de
2,72. Determine
K
A^
para el ácido butírico.
HC
H 4
O 7
2
+ H
O 2
C
H 4
77
O
2
+ H
O 3
+^
K
a^
Solución: P
l HC
H
O
K
b bl
t^
h
P
ara el HC
H 4
O 7
K
A^
es probablemente mucho mayor que
K
W
. Por tanto, podemos suponer que la autoionización del agua es despreciableagua es despreciable.
Ejemplo
j^
p
HC
H 4
O 7
2
- H
O 2
C
H 4
O 7
2
- H
O 3
C
I i i l
0 250 M
0
0
Conc. Inicial:
0,250 M
0
0
Cambios:
-x
M
+x
M
- x
M
Conc. equil.:
(0,250-
x ) M
x^
M
x^
M
Porcentaje de ionización
j
HA
H O
H O
+^
A
HA + H
O 2
H
O 3
+^
+ A
Grado de ionización =
[H
O 3
+^ ] a partir de HA
Molaridad inicial de [HA]
[^
]
Porcentaje de ionización =
[H
O 3
+^ ] a partir de HA
Molaridad inicial de [HA]
·^ 100%
[^
]
Ácidos polipróticos
p
p
Ácido fosfórico:
Un ácido triprótico.Un
ácido triprótico.
H
PO 3
4
+ H
O 2
H
O 3
+^
+ H
PO 2
- 4
K
a^
H
PO 2
- 4
+ H
O 2
H
O 3
+^
+ HPO
2- 4
K
a^
HPO
2- 4
+ H
O 2
H
O 3
+^
+ PO
3- 4
K
a^