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QUMICA INORGNICA y ANLISIS QUMICOS
Cap. I.1 Equilibrio inico. cidos y bases: Teoras cido base: Arrhenius, Brnsted-Lowry. cidos y bases fuertes y dbiles. Equilibrio de ionizacin de cidos y bases dbiles. Ka y Kb. Producto de ionizacin del agua. Escala de pH.
Mg. Luis R. Angeles Villn
Disociacin acuosa de molculas (covalentes)?
pH?
Las sustancias inicas en solucin acuosa se ..
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Teorias cido/Base
Caractersticas de los cidos (R. Boyle 1680)
1.Disuelven muchas sustancias.
2.Cambian el color de algunos colorantes naturales
(indicadores)
3.Pierden sus propiedades caractersticas cuando se
mezclan con lcalis (bases).
Gay-Lussac en 1814 concluy:
Los cidos neutralizan las bases y ambos tipos de sustancias solamente pueden definirse en trminos de
sus reacciones mutuas
Teorias cido/Base
Teora de Arrhenius (Svante Arrhenius, 1844):
Teora de la disociacin electroltica de las reacciones cido-
bsicas.
Sustancias que en disolucin acuosa generan:
H+ (ac) son CIDAS
OH- (ac) son BSICAS
NEUTRALIZACIN
CIDO + BASE AGUA
H+ (ac) + OH
(ac) H2O (l)
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Teora de Brnsted-Lowry (1932)
Donador de protones (H+): CIDO
Aceptor de protones (H+): BASE
conjugada conjugado
Base cido cido Base
K (ac) OH (ac) NH (l) OH (ac) NH
conjugado conjugada
cido Base Base cido
K (ac) OH (ac) A (ac) OH (ac) HA
2121
b423
2121
a32
Para el cido1 y su base1 conjugada o para la base1 y su cido1 conjugado se cumple:
Ka Kb = Kw a 25 C Kw = 1 1014
Disociacin completa y parcial
*Grfico del libro de Qumica de R. Chang y W. College. 2002
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Electrolitos Fuertes y Dbiles
Electrolito Fuerte Electrolito Dbil No Electrolito
HCl CH3COOH (NH2)2CO (urea)
HNO3 HF CH3OH
HClO4 HNO2 C2H5OH
H2SO4 NH3 C6H12O6 (glucosa)
NaOH H2O C12H22O11 (sacarosa)
Ba(OH)2
Compuestos
Inicos
*Tabla del libro de Qumica de R. Chang y W. College. 2002
Constantes de ionizacin de cidos y Bases Dbiles
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Constantes de ionizacin de cidos y Bases Dbiles
Constantes de ionizacin de cidos y Bases Dbiles
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Ejemplo: Para una solucin acuosa de cido actico (CH3COOH o HAc, Ka : 1,75 10
5), 0,2 M , cules sern las concentraciones de
las especies presentes cuando se alcance el equilibrio?
Balance de moles HAc (ac) + H2O (l) H3O+ (ac) + Ac
(ac)
Para 1 L Inicio: 0,2 - - -
Rx: -x - x x
Eq: (0,2-x) - x x
M 1087,1][Ac ]O[H
M 1981,0 [HAc]
moles 1087,1x ,20
x1075,1
0,2 x) (0,2 aprox. si , )(
)(1075,1
3
1
1087,1-
3
1
)1087,1(2,0
32
5
1
x2,0
2
1x
5
3
3
R
A
N
G
O
pH
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pH ?
pH = log [H3O+]
[H3O+]= [H+]
Concentracin iones hidronio o hidrgeno en mol/L (M)
H2O - Enlaces covalentes - Electrolito muy dbil Autoioniza
(ac) OH (ac) OH (l) OH (l) OH 322
Equilibrio fuertemente desplazado a la izquierda
Cmo se obtiene la escala de pH ?
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Cmo se obtiene la escala de pH ?
Kw = 1.0 x 1014
a 25 C
pH ACIDO : [H3O+] > [OH]
pH BSICO : [H3O+] < [OH]
pH NEUTRO : [H3O+] = [OH]
(ac) OH(ac) OH (l) OH (l) OH 322
]OH[]OH[K 3W
Kw : Constante del producto inico del agua (C)
pH CIDO: [H3O+] > [OH
]
( [H3O+] > [OH] ) [H3O
+]
[H3O+]2 > [H3O
+] . [OH]
Sabemos que: [H3O+] . [OH] =1.0 x 1014
entonces:
[H3O+]2 > 1.0 x 1014 tomando log y 1
tenemos:
-2 log [H3O+] < 14 - log [H3O
+] < 7 pH < 7
Cmo se obtiene la escala de pH ?
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pH BSICO: [H3O+] < [OH]
( [H3O+] < [OH] ) [H3O
+]
[H3O+]2 < [H3O
+] . [OH]
Sabemos que: [H3O+] . [OH] =1.0 x 1014
entonces:
[H3O+]2 < 1.0 x 1014 tomando log y 1
tenemos:
-2 log [H3O+] > 14 - log [H3O
+] > 7 pH > 7
Cmo se obtiene la escala de pH ?
pH NEUTRO: [H3O+] = [OH]
( [H3O+] = [OH] ) [H3O
+]
[H3O+]2 = [H3O
+] . [OH]
Sabemos que: [H3O+] . [OH] =1.0 x 1014
entonces:
[H3O+]2 = 1.0 x 1014 tomando log y 1
tenemos:
-2 log [H3O+] = 14 - log [H3O
+] = 7 pH = 7
Y los extremos de la escala de pH?
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Cul es la importancia del pH ?
Procesos
enzimticos:
Hidrlisis cida de la sacarosa por
catlisis de la
enzima invertasa
produce D(+)
glucosa y D(-)
fructosa.
Muchos Procesos Naturales son altamente dependientes del valor del pH:
Muchos Procesos Naturales son
altamente dependientes del valor del pH:
Colorantes naturales como
Cloruro de cianidina:
pH alto matiz azul de las
amapolas.
pH bajo color rojo de las
rosas.
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Muchos Procesos Naturales son altamente
dependientes del valor del pH:
En la sangre:
Exceso de H+ Acidosis Estado de Coma
Exceso de OH Alcalosis Espasmos y convulsiones
Muchos Procesos Industriales son
altamente dependientes del valor del pH:
La lixiviacin cianurante de oro, cida de cobre, etc.
Algunas plantas necesitan que el suelo tenga un rango definido de pH para un buen crecimiento.
Baos Galvnicos, produccin de derivados lcteos, etc.
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Importancia del pH en el Medio Ambiente:
Lluvia cida y deficiencia de magnesio: Daa Bosques. Desmineralizan los suelos. Requieren fertilizantes los suelos. Los animales contraen ttano antes del ao. Los seres humanos desordenes intestinales.
Cmo se mide el pH ?
1. Indicadores cido- base:
Aplicable a soluciones incoloras y/o suspensiones ligeramente coloreadas.
Color a pH alto Color a pH bajo
Usar cantidades muy pequeas, de manera que este no influya en la [H+] de los constituyentes de la solucin a medir.
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pH-metros
Consideraciones:
Aplicable a todo tipo de soluciones, suspensiones y superficies.
Debe elegirse el electrodo apropiado.
Debe tenerse una nocin de la conductividad de la muestra a medir.
Debe seguirse la especificacin establecida si existe.
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