EQUILIBRIO ACIDO-BASE

EQUILIBRIO ACIDO-BASE

Ácido: sustancia que, cuando se disuelve en agua, aumenta la concentración de iones H+

Base: sustancia que, cuando se disuelve en agua, aumenta la concentración de iones OH-

Se basa en el hecho de que las reacciones ácido-base implican la transferencia de iones H+ de una sustancia a otra

Ácido: sustancia capaz de donar un protón (H+) a otra sustancia

Base: sustancia capaz de aceptar un protón (H+) de otra sustancia

¿Qué pasa cuando un ácido se disuelve en agua?

El agua actúa como base de Brønsted-Lowry y sustrae el protón (H+) del ácido

HCl(ac) + H2O(l) →Cl- (ac) + H3O+ (ac)

(recuerde que la sumatoria de cargas eléctricas debe ser igual a ambos lados)

ACIDOS Y BASES CONJUGADAS

En toda reacción ácido-base, hay transferencia de protones tanto en la reacción directa como en la inversa.

Un ácido y una base (HX / X-), que difieren sólo en la presencia o ausencia de un protón, constituye un par conjugado ácido-base

HNO2(ac) + H2O(l) ↔ NO2 - (ac) + H3O+ (ac)

Acido          base       base conj.      ácido conj.

FUERZA RELATIVA DE ACIDOS Y BASES

Los ácidos fuertes están completamente ionizados en agua, sus bases conjugadas son muy débiles (se explica en términos de equilibrio)

Ácidos débiles se ionizan sólo parcialmente en agua, sus bases conjugadas también son débiles (se explica en términos de equilibrio)

AUTOIONIZACION DEL AGUA

Como se ha visto, el agua es anfotérica. En agua pura, unas moléculas pueden actuar como ácidos:

H2O(l) + H2O(l) ↔ H3O+ (ac)+ OH- (ac)

PRODUCTO IÓNICO DEL AGUA

La expresión para el equilibrio es: Keq = [H3O+ ] [OH- ]

Esta constante de equilibrio es conocida como constante del producto iónico del agua, Kw 

A 25°C Kw = 1,0x10-14

Disolución neutra: [H3O+ ] = [OH- ]

Disolución ácida: [H3O+ ] > [OH- ]

Disolución básica: [H3O+ ] < [OH- ]

pH

El pH está definido como el negativo del logaritmo en base 10 de la concentración de del ion hidronio

pH = -log [H3O+]

pH = -log [H+]

En agua pura:  Kw = [H3O+] [OH-] = 1,0x10-14 

[H3O+] = [OH-]

[H3O+] = (1,0x10-14) 1/2 = 1,0x107

Por lo tanto, en agua pura:

• pH = -log (1,0x107)
• El pH disminuye conforme aumenta la [H3O+], por lo que para una disolución ácida el pH < 7
• El pH aumenta conforme disminuye la [H3O+],  por lo que una disolución básica el     pH > 7

OTRAS ESCALAS DE “P”

El “p” en pH indica que se debe tomar el logaritmo negativo de una cantidad, en este caso de iones H+.

Ejemplos: pOH = -log [OH- ]                        pKw = -log Kw

Al tener que:

Kw = [H3O+ ] [OH- ] = 1,0x10-14

Sabemos que: -log [H3O+ ] + -log [OH- ] = -log kw = 14,00

También visto de otro modo: pH + pOH = pkw = 14

MEDICION DEL PH

Para mediciones poco exactas, se puede utilizar: Papel tornasol

• Si es rojo: el papel se torna azul arriba de pH ~ 8
• Si es azul: el papel se rojo por debajo de pH ~ 5

Para mediciones más exactas, se utiliza un pH-metro, el cual mide pequeñas diferencias de potencial eléctrico (mV) Cuando se introduce el “electrodo” en la disolución se genera una diferencia de potencial eléctrico, la cual se traduce en traduce o se expresa como una lectura de pH

...