EQUILIBRIO EN FASE ACUOSA (EQUILIBRIO IONICO)

                EQUILIBRIO EN FASE ACUOSA (EQUILIBRIO IONICO)

Se refiere al equilibrio de iones disociados en una solución acuosa. Propiamente acidos y bases.

Para estudiar este tipo de equilibrio, tenemos que hablar de de las teorías  de acidos y bases.

Teorias de Bronsted – Lowry, Arrhenius y Lewis.

TEORIA DE ARRHENIUS: Un acido es toda sustancia que en en solución produce iones hidronios (H3O+), esto es:

                        AH +  H2O                       A-    +      H3O+ [pic 1]

Una base es la sustancia que en solucion produce iones hidroxilos (OH- ), esto es

                    BOH + H2O                      B+      +      OH-[pic 2]

TEORIA BRONSTED – LOWRY: Todo acido en solución se convierte en un donador de protones.

Ejemplo: CH3 COOH       +  H2O                               CH3COO-       +    H3O+   (1)[pic 3]

Toda base es un aceptador de protones.

Ejemplo: NH3    +    H2O                       NH4+        +      OH-        (2)[pic 4][pic 5]

Observemos que en la primera ecuación,  el agua actua como una  base  ya ue acepta el proton del acido y se convierte en H3O+.

En el segundo  el agua dona el proton a la   base y se convierte en NH4+     y  produce iones OH- . Aqui el agua actua como un acido.

 Por esta rason se dice que el agua es ANFOTERA ya que se comporta como acido y como base.

                  FUERZA CON QUE SE DISOCIAN LOS ACIDOS Y BASES

 -ACIDOS Y BASES FUERTES. 

Estos disocian  100%, quiere decir  que todo el reactivo se convierte en iones productos.Son fuertes conductores de la corriente eléctrica.

Para acidos monoproticos y bases monohidroxiladas hay una constante que expresa la fuerza con que se disocian, kd  llamada cocnstante de disociacion. Tal Como se vio en equilibrio en fase gaseosa, en este caso se cuantifican los iones disociados en equilibrio.

-Para el acido clorhídrico (disoci 100%)

HCl  +  H2O                   Cl -    +    H3O+   [pic 6]

La  expresión de la constante Kd , es:

Kd HCl = [pic 7]

-Para el hidróxido de sodio (disoci 100% )

NaOH    +    H2O                     Na+   +  OH- [pic 8]

La expresión de la constante Kd , es:

Kd NaOH = [pic 9]

Estos acidos y bases  presentan una constante alta, indicando que todo lo que entra en los reactivos se convierte en productos, en este caso no hay equilibrio.

-ACIDOS Y BASES DEBILES:

Disocian  menos del 100%, por lo tanto conducen muy poco o no conducen la corriente eléctrica en solución. Los iones disociados se presentan en equilibrio. Ejemplo de acidos, tales como el pícrico, acetico, acetil salisilico, benzoico, entre otros.

Ejemplo de bases, tales como propanolamina, anilina, piridina, etc.

Se hace el mismo planteamiento de la expresión, pero se toman las concentraciones de las especies quimicas en el estado de equilibrio.

                       PORCENTJE DE DISOCIACION (%dis)

Es definido de la misma manera como equilibrio en la fase gaseosa: Es la relación entre la cantidad que disocia y la cantidad  que entra inicialmente, multiplicado poe 100.

%dis = [pic 10]

   CALCULO DE CONCENTRACION DE IONES EN EQUILIBRIO

Se plantean  los tres estados hasta llegar  a las concentarciones en equilibrio.                        

PROBLEMA 1: Una solución de acido cianhídrico tiene una concenmtracion de 0.04M (Kd =4x10-10 . Calcular las concentraciones en equilibrio y el % disociacion?

• Planteamos ecuación de disociación del acido cianhídrico:

                       HCN       +    H2O                             CN-      +   H3O+ [pic 11][pic 12]

tO-(inicial)-----------         0.04                                                       --              --

delt Rxn   -            -X                                                          X                  X

Equilibri-   -------  0.04 -  X                                                 X                  X

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