Reacciones Ácido Base ácido-base... · 2013-07-31 · ... (Buffer) 3. Indicadores 4. ... Soluciones amortiguadoras (tampón) Son soluciones que mantienen un pH ... Cantidad de ácido

Reacciones Ácido Base

Prof. Sergio Casas-Cordero E.

sacce

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 2

Contenido:

1. Hidrólisis

2. Solución Amortiguadora (Buffer)

3. Indicadores

4. Valoración ácido - base

sacce


HIDRÓLISIS: reacción con el agua de un anión o

de un catión proveniente de un ED.

Comportamiento ácido–base de las sales

Neutras

Ácidas

Básicas

¿Cómo determinarlo de forma cualitativa?

1. Disociar la sal en sus iones

2. Identificar su procedencia

3. Determinar cuáles se pueden hidrolizar

4. Plantear y analizar el equilibrio de hidrólisis


Recordar que una sal se forma por un catión y un anión

Una sal se forma como producto de una reacción de neutralización

HA(ac) + MOH(ac) MA(ac) + H2O(l)

ácido base hidrólisis pH

AF BF No Neutro

AF BD Si Ácido

AD BF Si Básico

AD BD Si Depende de Keq


El proceso de Hidrólisis es reversible

Kb

Kw Ka Kh

Kh se obtiene desde el valor de Kw:

Kw = Ka x Kb

Si la Hidrólisis es ácida,

Kh es equivalente a Ka

Si la Hidrólisis es básica,

Kh es equivalente a Kb Ka

Kw Kb Kh

La constante de equilibrio, se conoce como constante de Hidrólisis, Kh.


Sales procedentes de ácido fuerte y base fuerte

[ej.: NaCl, KCl, NaNO3]

Procede de la BF, NaOH

No se hidroliza

Procede del AF, HCl,

No se hidroliza

NaCl(s) Na1+(ac) + Cl1.(ac)

Conclusión: se obtiene una solución neutra


Sales procedentes de ácido fuerte y base débil

[ej.: NH4Cl]

Procede de la BD, NH3.

Se hidroliza

Procede del AF, HCl.

No se hidroliza

NH41+(ac) + H2O(l) NH3 (ac) + H3O

1+(ac)

)()(

3b

w1

4a1

4

1

33h

NHK

KNHK

][NH

]O][H[NHK

NH4Cl(s) NH41+(ac) + Cl1-(ac)

Conclusión: se obtiene una solución ácida


Sales procedentes de ácido débil y base fuerte

[ej.: CH3COONa]

Procede del AD, CH3COOH.

Se hidroliza

Procede de la BF, NaOH.

No se hidroliza

CH3COO1-(ac) + H2O (l) CH3COOH(ac) + OH1-(ac)

CH3COONa(s) CH3COO1-(ac) + Na1+(ac)

)()(

COOHCHK

KCOOCHK

]COO[CH

]COOH][OH[CHK

3a

w1

3b1

3

1

3h

Conclusión: se obtiene una solución básica


Sales procedentes de ácido débil y base débil

[p.ej.: NH4CN]

NH4CN(s) NH41+(ac) + CN1-(ac)

Procede de una base débil (NH3). Se hidroliza

Procede de un ácido débil (HCN). Se hidroliza

Si Kh (catión) > Kh (anión) Disolución ácida

Si Kh (catión) < Kh (anión) Disolución básica

Si Kh (catión) = Kh (anión) Disolución neutra

[Para el NH4CN: disolución básica]


Ejercicio:

¿Cuál es el pH de una solución 0,1 M de Nitrito de Sodio,

NaNO2?

La disociación corresponde a:

4-

-14

5,01x10

1x10 Kh

NaNO2(ac) Na1+(ac) + NO21-(ac)

El anión Nitrito, NO21-, corresponde a la base conjugada

del ácido nitroso, HNO2. El ácido nitroso, HNO2, es un ácido débil cuya

Ka = 5,01x10-4 HNO2 NO21-(ac) + H1+(ac)

Experimenta hidrólisis básica:

NO21-(ac) + H2O(l) HNO2(ac) + OH1-(ac)

Ka

Kw Kb Kh -112x10 Kh


Probando si cumple con

criterio de aproximación: 1000 Kb

Ci 9

11-5,01x10

2x10

0,1

0,1 x2x10 OH x -11-1

pOH = - log [OH1-] = - log [1,41x10-6]

x10411 OH -6-1 ,

pOH = 5,85 pH = 14 - pOH

pH = 14 – 5,85 = 8,15 pH = 8,15 sacce


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Soluciones amortiguadoras (tampón)

Son soluciones que mantienen un pH

aproximadamente constante cuando se

agregan pequeñas cantidades de ácido o

base o cuando se diluyen.

Se pueden componer de Cantidades sustanciales de:

- un ácido débil y de su base conjugada

- una base débil y su ácido conjugado

(p.ej.: CH3COOH/CH3COONa)


HA (ac) H1+(ac) + A1-(ac)

Pero si la cantidad añadida es pequeña comparada con

las cantidades (grandes) que hay de A1- y HA, el cociente

cambiará muy poco y el pH apenas se modificará.

Si al equilibrio le añado, p.ej., un ácido, se desplazará a

la izquierda, disminuirá el cociente [A1-]/[HA] y el pH

bajará.

[HA]

] [A log pK pH ;

] [A

[HA] K ] [H ;

[HA]

] ][H [A K

1

a 1 a

1 1

a

1


Ecuación de

Henderson-Hasselbalch ácido

baselogpKapH

Capacidad amortiguadora: Cantidad de ácido o base

que se puede agregar a un tampón antes de que el

pH comience a cambiar de modo apreciable.

Su máximo se logra cuando el pH se iguala al

valor de pKa, es decir cuando [base] = [ácido]


Karl Albert Hasselbalch

(1874-1962)

Lawrence Joseph Henderson

(1878-1942)


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LOS INDICADORES

Son compuestos orgánicos de tipo ácidos o bases débiles

cuyas formas ácido/base conjugadas presentan colores

diferentes.

HInd (ac) H1+ (ac) + Ind- (ac) Color A Color B

Cuando a una disolución le añadimos un indicador,

estarán presentes las dos especies HInd e Ind-.

[HInd]

]][H[Ind(HInd)K

1

a

sacce


Intervalos de viraje de indicadores


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Es una técnica o método de análisis cuantitativo,

que permite conocer la concentración desconocida

de una disolución de una sustancia que pueda

actuar como ácido o base, neutralizándolo con una

base o ácido de concentración conocida.

valoración ácido-base

Se conoce también como; volumetría ácido-base,

titulación ácido-base o valoración de neutralización.


Materiales utilizados:

Bureta Pinza para Bureta

Soporte Universal

Matraz de Erlenmeyer

Agente valorante (solución de

concentración conocida)

Alícuota de muestra problema

(solución de concentración

desconocida)

Indicador


Curva de valoración: Representación del pH en

función del volumen añadido de valorante

Sirve para detectar el punto de equivalencia El punto de equivalencia o punto estequiométrico,

corresponde al momento exacto en que se ha

añadido el volumen necesario para la total reacción

de los moles de la muestra.

En los procedimientos experimentales, no es

posible observar el punto estequiométrico, sólo

puede observarse el punto final.

El punto final, se logra observar cuando cambia de

color el indicador utilizado,


Punto de

equivalencia



Valoración de disolución de ácido clorhídrico,

empleando hidróxido de sodio como sustancia

valorante, y un pH-metro para detectar el punto

final.

Ejemplo:



¿Cuál es el pH del punto de equivalencia?

Un ácido fuerte con una base fuerte, se tendrá pH = 7

Si se valora:

Una base débil con un ácido fuerte, se tendrá pH < 7

Un ácido débil con una base fuerte, se tendrá pH > 7


Intervalo de viraje de diversos indicadores

valoración de un ácido fuerte con una base fuerte


Curva de valoración de una base fuerte con un ácido fuerte:


Curva de valoración de un ácido débil con una base fuerte:


Curva de valoración de un ácido diprótico con una base fuerte:


¿Cuál será la pureza de una sal de acetato de

sodio, CH3COONa, expresada como % m/m, si al

valorar 0,50 g de muestra con ácido clorhídrico,

HCl, 0,10 M, se logra el punto final con ayuda del

indicador Verde de Bromo Cresol, cuando se han

añadido 12,5 mL de solución valorante?

Ejercicio:


CH3COONa + HCl NaCl + CH3COOH

Ordenando los datos:

V

nCmolarmasa de muestra = 0,50 g

[HCl] = 0,10 M = 0,10 mol/L

VHCl = 12,5 mL = 0,0125 L V x Cmolar n

HCl de mol 1,25x10 L 0,0125 x 0,10 n -3

Lmol

HCl mol 1,25x10

x

HCl 1mol

COONaCH 1mol3

3

COONaCH de mol 1,25x10x 3

3

Calculamos los moles de HCl

Calculamos los

moles de CH3COONa


COONaCH de mol 1,25x10x 3

3

COONaCH de g 0,1025 x mol 1,25x10

x

1mol

g 8233

MM CH3COONa = 82,0 g/mol

% 100

x

muestra de g 0,50

COONaCH de g 0,1025 3

pureza de m/m % 20,5 x

Calculamos la

masa de CH3COONa

Calculamos la pureza

sacce



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