Acidos Y Bases

Contenido

Introducción 3

HISTORIA 3

PRINCIPIOS TEÓRICOS 3

Definición de Arrhenius 3

Definición de Brönsted & Lowry 3

1.13A Fuerza de los ácidos 4

1.13B Fuerza de las bases 4

Definición de Lewis 4

El Ph 5

PH-Metro. 6

¿Cómo funciona? 6

Calibración 6

Pasos para la calibración 7

Precauciones 7

Materiales y reactivos. 8

Metodología. 8

Resultados. 8

Conclusión. 9

Datos bibliográficos. 10

Introducción

Una de las magnitudes de medición más popularizadas en líquidos es, sin duda, el pH. Tanto a nivel de proceso como en laboratorio esta determinación es fundamental para la caracterización del grado de acidez, neutralidad ó alcalinidad de nuestro producto, sea líquido ó semisólido. Medir pH es una manera indirecta de medir concentración de un ión muy particular, el ión “hidronio” (H+). Ya veremos que, la variabilidad de concentraciones es muy amplia de solución en solución, y para trabajar sobre una escala acotada, deberemos deslinealizar la medida.

HISTORIA

pH es la abreviatura del término latino “pondus hydrogenium“ (pondus=presión, hydrogenium=hidrógeno). Desde hace tiempo atrás, se conocía que algunas soluciones presentaban sabores o sensaciones distintas al gusto, y se definió así un carácter ácido, básico o neutro para la gran variedad de soluciones existentes. Para aquel entonces, científicos como Sorensen, Nernst y Arrhenius ya predecían la existencia de iones y como éstos se disocian de moléculas cuando entran en solución acuosa. El grado de acidez ó alcalinidad queda definido por la concentración molar del ión H+.

Vale mencionar que la medición de pH es un caso especial de medición ISE (ion selective electrode). En este caso, la medición es altamente selectiva al ión H+.

PRINCIPIOS TEÓRICOS

Definición de Arrhenius

Según la definición de Arrhenius, las bases son sustancias que se disocian en solución acuosa para formar iones hidroxilo. Por otra parte se consideró que las bases fuertes, tales como el NaOH, se disociaban más que las débiles o que aquellas que se disuelven moderadamente, como el Mg(OH)2.

La acidez o basicidad de una solución acuosa (agua) de una sustancia se mide por la concentración de H30 + en dicha disolución. Este valor también permite conocer implícitamente la concentración de OH~, ya que estas dos concentraciones están relacionadas entre sí, por la constante de ionización del agua:

Kw = [H30 +][0 H J = 1.00X10 14 (a 24°C)

Definición de Brönsted & Lowry

En 1923, Bronsted y Lowry definieron los ácidos y las bases teniendo en cuenta su capacidad de liberar o captar protones, respectivamente. Un ácido de Bronsted-Lowry es cualquier especie que puede donar un protón, y una base de Bronsted-Lowry es cualquier especie que puede aceptar un protón.

1.13A Fuerza de los ácidos

La fuerza de un ácido de Bronsted-Lowry se expresa de forma similar a la definición de Arrhenius, teniendo en cuenta su grado de ionización en agua. La reacción general de un acido (HA) con agua es la siguiente:

A la Ka se la conoce con el nombre de constante de disociación del ácido y su valor indica la fuerza relativa del ácido. Cuanto más fuerte es el ácido, más se disocia, dando un valor de Ka mayor. Los ácidos fuertes se ionizan casi completamente en agua y sus constantes de disociación son superiores a 1.

1.13B Fuerza de las bases

La fuerza de un ácido es inversa a la fuerza de su base conjugada. Si un ácido (HA) es fuerte, su base conjugada (A-) será débil, al ser estable en su forma anionica; de lo contrario, el ácido HA no perdería fácilmente sus protones. Por lo tanto, la base conjugada de un ácido fuerte será una base débil. Por otra parte, si un ácido es débil, su conjugado es una base fuerte.

La constante de equilibrio Kb para esta reacción se conoce con el nombre de constante de disociación de la base para la base A.

El Pkb se define como el logaritmo (en base 10).

Definición de Lewis

Las bases de Lewis son especies con electrones no enlazantes que pueden ser cedidos para formar nuevos enlaces. Los ácidos de Lewis son especies que pueden aceptar esos pares de electrones para formar nuevos enlaces. Debido a que un ácido de Lewis acepta un par de electrones, se le conoce como electrófilo, palabra derivada del griego, que significa ≪amante de electrones≫. A la base de Lewis se le llama nucleófilo, o ≪amante de los núcleos≫, ya que cede electrones a un núcleo que tenga un orbital vacío (o prácticamente vacío).

El Ph

pH es el logaritmo de la concentración de iones H+, con el signo cambiado:

Análogamente, se define pOH como el logaritmo de la concentración de iones OH-, con el signo cambiado:

Se puede establecer la siguiente relación entre el pH y el pOH. Partiendo de la expresión del producto iónico del agua (Kw):

tomando logaritmos:

y cambiando de signos se obtiene que:

o, lo que es lo mismo,

PH-Metro.

A principios del siglo XX se introdujo el empleo de las células electroquímicas para determinar el pH de las disoluciones. Estas células consisten en dos electrodos que se insertan en una disolución formando un circuito eléctrico cuyo potencial depende principalmente de la concentración a la naturaleza de los iones de la disolución, en el caso de los pH-metros, de los cationes H+.

Los primeros pH-metros eran muy costosos e impresos. Sus electrodos estaban formados por H, por lo que se dificultaba su manejo

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