ÁCIDO-BASE

1 Unidad 4: cido-Base Clara Campoamor (Getafe). CIDO-BASE. CONTENIDOS: Caractet sticas de cidos y bases. Evoluci n hist rica del concepto de cido y base. Teor a de Arrhenius. Limitaciones. Teor a de Br nsted-Lowry. Teor a de Lewis ( ). Equilibrio de ionizaci n del agua. Concepto de pH. Fuerza de cidos y bases. cidos y bases conjugadas. Relaci n entre Ka y Kb. C lculos de concentraciones en equilibrio, pH, constantes, grado de ionizaci n. Reacciones de hidr lisis de sales (estudio cualitativo). Sales procedentes de cido fuerte y base d bil. Sales procedentes de cido d bil y base fuerte. Sales procedentes de cido d bil y base d bil.

2 Sales procedentes de cido fuerte y base fuerte. Calculo de concentraciones y pH. ( ). Disoluciones amortiguadoras. ( ). Indicadores de cido-base. ( ). Valoraciones de cido-base (volumetr as). Neutralizaci n (pr ctica de laboratorio). CARACTER STICAS DE CIDOS Y BASES. cidos: Tienen sabor agrio. Son corrosivos para la piel. Enrojecen ciertos colorantes vegetales. Disuelven sustancias Atacan a los metales desprendiendo H2. Pierden sus propiedades al reaccionar con bases. Bases: Tiene sabor amargo. Suaves al tacto pero corrosivos con la piel. Dan color azul a ciertos colorantes vegetales. Precipitan sustancias disueltas por cidos.

3 Disuelven grasas. Pierden sus propiedades al reaccionar con cidos. DEFINICI N DE ARRHENIUS. Publica en 1887 su teor a de disociaci n i nica , en la que afirma que hay sus- tancias (electrolitos), que en disoluci n, se disocian en cationes y aniones. F. Javier Guti rrez Rodr guez P gina 1 de 16. Unidad 4: cido-Base Clara Campoamor (Getafe). CIDO: Sustancia que en disoluci n acuosa disocia cationes H+ . AH (en disoluci n acuosa) A + H+. Ejemplos: - HCl (en disoluci n acuosa) Cl + H. +. - H2SO4 (en disoluci n acuosa) SO4. 2 . + 2 H+. BASE: Sustancia que en disoluci n acuosa disocia aniones OH . BOH (en disoluci n acuosa) B+ + OH.

4 Ejemplo: - NaOH (en disoluci n acuosa) Na + OH. + . Neutralizaci n Se produce al reaccionar un cido con una base por formaci n de agua: H+ + OH H2O. El ani n que se disoci del cido y el cati n que se disoci de la base quedan en di- soluci n inalterados (sal disociada): NaOH + HCl H2O + NaCl (Na+ + Cl ). TEOR A DE BR NSTED-LOWRY. CIDO: Sustancia que en disoluci n cede H+ . BASE: Sustancia que en disoluci n acepta H+ . Par cido/base conjugado Siempre que una sustancia se comporta como cido (cede H+) hay otra que se com- porta como base (captura dichos H+). Cuando un cido pierde H+ se convierte en su base conjugada y cuando una base captura H+ se convierte en su cido conjugado.

5 H+. CIDO (HA) BASE CONJ. (A ). + H+. + H+. BASE (B) C. CONJ. (HB+). H+. F. Javier Guti rrez Rodr guez P gina 2 de 16. Unidad 4: cido-Base Clara Campoamor (Getafe). Ejemplo de disociaci n de un cido: HCl (g) + H2O (l) H3O+(ac) + Cl (ac). En este caso el H2O act a como base y el HCl como cido, que al perder el H+ se transforma en Cl (base conjugada). Ejemplo de disociaci n de una base: NH3 (g) + H2O (l) NH4+ + OH . En este caso el H2O act a como cido pues cede H+ a la base NH3 que se transfor- ma en NH4+ ( cido conjugado). TEOR A DE LEWIS ( ). CIDO: Sustancia que contiene al menos un tomo capaz de aceptar un par de electrones y formar un enlace covalente coordinado.

6 BASE: Sustancia que contiene al menos un tomo capaz de aportar un par de electrones para formar un enlace covalente coordinado . Ejemplos: HCl (g) + H2O (l) H3O+(ac) + Cl (ac). En este caso el HCl es un cido porque contiene un tomo (de H) que al disociarse y quedar como H+ va a aceptar un par de electrones del H2O formando un enlace covalente coordinado (H3O+). NH3 (g) + H2O (l) NH4+(ac) + OH (ac). En este caso el NH3 es una base porque contiene un tomo (de N) capaz de aportar un par de electrones en la formaci n del enlace covalente coordinado (NH4+). De esta manera, sustancias que no tienen tomos de hidr geno, como el AlCl3 pue- den actuar como cidos: AlCl3 + :NH3 Cl3Al:NH3.

7 Cl H Cl H. I I I I. Cl Al + : N H Cl Al N H. I I I I. Cl H Cl H. EQUILIBRIO DE IONIZACI N DEL AGUA. CONCEPTO DE pH. La experiencia demuestra que el agua tiene una peque a conductividad el ctrica lo que indica que est parcialmente disociado en iones: F. Javier Guti rrez Rodr guez P gina 3 de 16. Unidad 4: cido-Base Clara Campoamor (Getafe). 2 H2O (l) H3O+(ac) + OH (ac). [H3O + ] [OH ]. KC =. [H2O ]2. Como [H2O] es constante por tratarse de un l qui- do, llamaremos: Kw = KC x [H2O]2 Peach metro Kw = [H3 O + ] [OH - ]. conocido como producto i nico del agua . El valor de dicho producto i nico del agua es: KW (25 C) = 10 14 el caso del agua pura: [H3O+] = [OH ] = (10 14 M2) = 10 7 M.

8 Se denomina pH: pH = log[ H3O + ]. Y para el caso de agua pura, como [H3O+]=10 7 M, pH = log 10 7 = 7. Tipos de disoluciones cidas: [H3O+] > 10 7 M pH < 7. B sicas: [H3O+] < 10 7 M pH > 7. Neutras: [H3O+] = 10 7 M pH = 7. En todos los casos: Kw = [H3O+] x [OH ]. Luego si [H3O+] aumenta (disociaci n de un cido), entonces [OH ] debe disminuir y as el producto de ambas concentraciones contin a valiendo 10 14 M2. CIDO B SICO. Zumo de Cerveza LecheSangre Agua mar Amoniaco lim n Agua destilada Gr fica de pH en sustancias comunes Concepto de pOH. A veces se usa este otro concepto, casi id ntico al de pH: F.

9 Javier Guti rrez Rodr guez P gina 4 de 16. Unidad 4: cido-Base Clara Campoamor (Getafe). pOH = log[OH ]. Como Kw = [H3O+] x [OH ] = 10-14 M2. Aplicando logaritmos y cambiando el signo tendr amos: pH + pOH = 14, para una temperatura de 25 C. Ejemplo: El pH de una disoluci n acuosa es 12,6. Cual ser la [H3O+] y el pOH a la temperatura de 25 C? pH = log [H3O+] = 12,6, de donde se deduce que: [H3O+] = 10-pH = 10-12,6 M. = 2,5x10-13 M. Como Kw = [H3O+] x [OH ] = 10 14 M2, entonces: KW 10-14 M 2. [OH ] =. - = = 0,04. [H3O + ] 5 10-13 M. pOH = log [OH ] = log 0,04 M = 1,4. Comprobamos como pH + pOH = 12,6 + 1,4 = 14.

10 Ejercicio A (Selectividad. Madrid Previo 1997): Una disoluci n de cido sulf rico tiene una densidad de 1,2 g/ml y una riqueza del 20 %. en peso. a) Calcule su concentraci n expresada en moles/litro y en gramos/litro. b) Calcule el pH de una disoluci n preparada diluyendo mil veces la anterior.. ELECTROLITOS FUERTES Y D BILES. Electrolitos fuertes: Est n totalmente disociados. ( ). Ejemplos: HCl (ac) Cl + H+. NaOH (ac) Na+ + OH . Electrolitos d biles: Est n disociados parcialmente ( ). Ejemplos: CH3 COOH (ac) CH3 COO + H+. NH3 (ac)+ H2O NH4+ + OH . F. Javier Guti rrez Rodr guez P gina 5 de 16. Unidad 4: cido-Base Clara Campoamor (Getafe).