GUÍA DE QUÍMICA Fuerza de ácidos y bases” · 4. Un estudiante preparó una solución 0,11 M de ácido fluorhídrico, y con un peachímetro (instrumento para medir pH) encontró

QUIMICA ELECTIVO- 4° MEDIO 2020 COMUNIDAD DE CIENCIAS- QUÍMICA

PROFESORA ODETT LIVERT

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GUÍA DE QUÍMICA “Fuerza de ácidos y bases”

Nombre: ______________________________________________________ Curso: ____________

FUERZAS DE ÁCIDOS Y BASES

La fuerza de un ácido o una base se determina por su capacidad para disociarse y formar iones,

(comportamiento de electrolito). De este modo, si un ácido tiene mayor tendencia a donar protones (iones H+)

que otro, se dice que es más fuerte. Lo anterior será valido cuando en solución acuosa pueda disociarse en

mayor magnitud. Además, si una base presenta mayor tendencia a aceptar protones (iones H+) que otra, se

dice que es una base más fuerte. Recordar también que existen electrolitos débiles y electrolitos fuertes. Los

electrolitos fuertes son aquellos que están completamente o casi completamente disociados; en cambio los

electrolitos débiles son aquellos que están disociados solo parcialmente.

Una forma de identificar es la siguiente :

En las disoluciones de los ácidos y bases se establece un equilibrio químico, donde el valor de sus constantes de equilibrio Ka y Kb (constantes de disociación para un ácido y una base, respectivamente) representan una medida cuantitativa de su fuerza.

CH3COOH+ H2O CH3COO− + H3O

+

Instrucciones: Estimad@ estudiante, como integrante de la comunidad de Ciencias espero que te encuentres muy bien junto a tu familia y seres queridos. Entendiendo que estamos viviendo una etapa difícil como país, nuestra comunidad de Ciencias ha acordado revisar una carpeta con las guías desarrolladas de cada módulo a vuelta de clases (la primera clase de la asignatura), la cual se convertirá en una nota del trabajo realizado. Además, se evaluará puntualidad en entrega, orden y limpieza en dicho trabajo. Para cualquier consulta escríbeme al mail institucional Profesora Odett Livert: [email protected]

mailto:[email protected]



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La ley de acción de masas permite calcular la constante de este equilibrio:

Kc = [CH3COO

−][H3O+]

[CH3COOH][H2O]

Como la concentración de H2O es siempre la misma, se desprecia la concentración y se obtiene la constante de acidez, Ka.

Ka = [CH3COO

−][H3O+]

[CH3COOH]

Para el amoniaco, base de Brönsted, se puede hacer el mismo análisis, hasta obtener la constante de basicidad,

Kb.

+

3 2 4

+

4

b

3

NH + H O NH + OH

y se obtiene:

NH OHK =

NH

Teóricamente, se consideran ácidos y bases fuertes aquellos que están totalmente disociados en disoluciones

diluidas.

Ácidos y bases débiles son los que están disociados parcialmente, coexistiendo en el equilibrio las formas

iónicas y moleculares.

• Mientras más fuerte es el ácido, tanto más débil es su base conjugada;

• Cuanto más fuerte es la base, tanto más débil es su ácido conjugado.



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Apliquemos!

1. Determine el pH de una disolución de ácido clorhídrico (HCl) 0,001 M.

HCl (ac) → H+ (ac) + Cl–

(ac)

Corresponde a un ácido fuerte, por lo que la disociación es total.

+

(ac) (ac) (ac)HCl H + Cl

0,001 M 0,001 M 0,001 M

pH = – log [H+] = – log [0,001] → pH = 3

Una disolución de HCl 0,001 M tiene un pH = 3

2. Determine el pH de una disolución de hidróxido de sodio (NaOH) 0,001 M.

NaOH (ac) → OH– (ac) + Na+

(ac)

Corresponde a una base fuerte, por lo que la disociación es total.

(ac) (ac) (ac)NaOH OH + Na

0,001 M 0,001 M 0,001 M

pOH = – log [OH–] = – log [0,001] → pOH = 3

Recordar que pH + pOH = 14

Una disolución de NaOH 0,001 M tiene un pH = 11

Cálculo de pH en ácidos y bases débiles

En estas especies, la disociación no es completa, por lo que la concentración de H+ y de OH– no será

igual a la concentración inicial de la especie. Ejemplo:

El ácido acético (CH3COOH) es un compuesto químico ampliamente utilizado en distintos procesos

industriales. Uno de los más comunes es la fabricación del vinagre. Si una disolución tiene una

concentración de 0,015 M, ¿cuál será su pH si la constante de acidez (Ka) es igual a 1,8 · 10–5 M?

Paso 1. Datos: ácido acético de concentración 0,015 M.

Ka (a cido acé tico) = 1,8 · 10-5 M nos indica que se trata de un ácido débil.



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En donde x representa la pequeña porción de la concentración de ácido que se convertirá en producto (lo que se

consume), pero su valor es desconocido. Para conocerlo, podemos acudir a la expresión de la constante de acidez.

Al remplazar los valores en la expresión de equilibrio, se obtendrá:

Al despejar x se tendrá:

Si observas atentamente lo obtenido, podrás distinguir la expresión de una ecuación de segundo grado



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El pH del ácido acético (CH3COOH) es igual a 3,29. La [H+] es menor que la concentración inicial del

CH3COOH, lo que señala que el ácido es un ácido débil, pues no se disocia completamente (100 %).

Una segunda opción de aproximación, también válida para las especies débiles, es suponer que el valor de x en

los reactivos es considerado insignificante (próximo a cero), puesto que es tan pequeña la porción del ácido que

se disocia, que en la sustracción prácticamente no afecta al valor de la concentración inicial del ácido. Así, la

expresión queda como:

Donde x representa la [H+] y 0,015 M corresponde a la concentración inicial del ácido (Co). Entonces,

concentración de [H+] se puede obtener por la expresión general:



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Reacción de neutralización Al reaccionar un acido y una base se produce una neutralización , en la que se forma sal y agua

Son reacciones exotérmicas donde se libera calor y aumenta la temperatura del sistema.

+

2H + OH H O

Ejemplos:

Ejemplo!!

Que volumen de solución acuosa 4M Mg(OH)2 habrá que agregar a 500 mL de una solución de HNO3 2M para

neutralizarla completamente?

La ecuación para neutralización es parecida a aquella utilizada en dilución, solo que ahora deben considerarse el

número de iones H+ y OH- entregados por las especies.

La reacción global entre un ácido y una base es:

Al obtenerse una sal , el pH de los productos es cercano a 7.

(ac) (ac) (ac) 2 (l)

2 4(ac) (ac) 2 4(ac) 2 (l)

HF + KOH KF + H O

H SO + 2NaOH Na SO + 2H O



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Ejercicios

1.

2.

3. Un estudiante preparó una solución 0,10 M de ácido fórmico, HCOOH. Calcúlese la concentración de

todas las especies, el porcentaje de disociación y el pH de la disolución en el equilibrio si la constante

de acidez es igual a 1,77 ·10 -4

4. Un estudiante preparó una solución 0,11 M de ácido fluorhídrico, y con un peachímetro (instrumento

para medir pH) encontró que el pH a 25 °C es de 2,08. Calcular la Ka del ácido fluorhídrico a esta

temperatura y el porcentaje del ácido que esta disociado en esta solución.

5. ¿Cuál es el pH de una solución 0,012 M de NaOH?

6. Determinar el pH de una solución del NaOH de concentración 1,0 · 10 -7

7. Un estudiante preparó una solución 0,10 M en amoniaco, NH3. Calcúlese la concentración de todas las

especies, el porcentaje de disociación y el pH de la disolución en el equilibrio si la constante de

basicidad es igual a 1,78 ·10 -5

8. Un estudiante preparó una solución 0,18 M de la base metilamina, y con un peachímetro (instrumento

para medir pH) encontró que el pH a 25 °C es de 11,94. Calcular la Kb de la base metilamina a esta

temperatura.

9. La cerveza suele tener un pH de 4,7 ¿Cual es la concentración de iones hidrógeno que presenta esta solución?



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10. Se dispone de 250 mL de ácido perclórico (HClO4), es un ácido fuerte y tiene una concentración de 0,02 M. El pH de la disolución será:

A. 2,30 B. 4,22 C. 1,37 D. 1,70 E. ninguna de las anteriores

11. Calcular el pH de los siguientes soluciones de ácidos débiles:

a) ácido propanoico 0,025 M, CH3CH2COOH. (Ka = 1,30 ·10 -5) b) ácido fluorhídrico 0,120 M, HF (Ka = 6,75 ·10 -4)

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