RELACIÓN ENTRE LAS CONSTANTES DE IONIZACIÓN DE LOS ÁCIDOS Y SUS BASES CONJUGADAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO-PUNO

FACULTAD DE SISTEMAS, ELECTRÓNICA

Y MECÁNICA ELÉCTRICA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

MONOGRAFÍA:

ÁCIDOS Y BASES

PRESENTADO POR:

• Pumahuanca Mamani Cesar Wagner

• Cristian Mamani Quispe

• Sergio Jordan Neira Mamani

• Hidalgo Inofuente Calcina

• Eddy

• Benyi

• Dj

PROFESOR:

MARLENI YOVANNA VALENCIA PACHO

Puno, Diciembre de 2017

DEDICATORIA

El presente trabajo es dedicado a nuestros queridos padres quienes son los pilares fundamentales nuestras vidas

También a la docente, a quien agradecemos de su tiempo, por su apoyo, así como los conocimientos que nos transmiten en nuestro desarrollo de nuestra formación profesional.

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN 4

OBJETIVOS 5

OBJETIVOS GENERALES 5

OBJETIVOS ESPECÍFICOS 5

MARCO TEÓRICO 6

RELACIÓN ENTRE LAS CONSTANTES DE IONIZACIÓN DE LOS ÁCIDOS Y SUS BASES CONJUGADAS 6

TEORIAS DEL EQUILIBRIO ACIDO BASE 7

TEORIA DE ARRHENIUS 7

TEORIA DE BRÖNSTED-LOWRY 10

TEORIA DE LEWIS 10

ACIDO DIPROTICO 11

ACIDO POLIPROTICO 12

ESTRUCTURA MOLECULAR Y FUERZA DE LOS ÁCIDOS: 13

ÁCIDOS HALOGENHÍDRICOS 13

OXIÁCIDOS 13

PROPIEDAD ACIDOS-BASE DE LAS SALES 13

SALES QUE PRODUCEN DISOLUCIONES NEUTRAS 13

SALES QUE PRODUCEN DISOLUCIONES BASICAS 14

PROPIEDADES ÁCIDO-BASE DE LOS ÓXIDOS Y LOS HIDRÓXIDOS: 14

HIDRÓXIDOS BÁSICOS Y ANFÓTEROS 14

ÁCIDOS Y BASES DE LEWIS 15

CONCLUSIONES: 16

REFERENCIAS: 17

WEBGRAFIA: 17

INTRODUCCIÓN

La acidez y la basicidad constituyen el conjunto de propiedades características de dos importantes grupos de sustancias químicas: los ácidos y las bases. Las ideas actuales sobre tales conceptos químicos consideran los ácidos como dadores de protones y las bases como aceptaras. Los procesos en los que interviene un ácido intervienen también su base conjugada, que es la sustancia que recibe el protón cedido por el ácido. Tales procesos se denominan reacciones ácido-base. Antes de que se conociera el comportamiento a nivel molecular de este tipo de sustancias, se reconocían por sus propiedades características.

La disociación es el proceso por el cual un compuesto iónico se separa en sus iones en disolución, por ejemplo NaCl

La ionización es el proceso por el cual un compuesto molecular se separa formando iones en disolución, por ejemplo HCl

En 1680 Robert Boyle notó que los ácidos disolvían muchas sustancias, cambiaban el color de algunos tintes naturales y perdían sus propiedades características cuando se mezclaban con álcalis. En 1814 J. Gay-Lussac concluyó que los ácidos neutralizaban a las bases y que los dos tipos de sustancias deberían definirse en términos de sus reacciones entre sí.

En 1884 Svante Arrhenius presentó su teoría de disociación electrolítica, y enunció la teoría de las reacciones ácido base, considerando ácido a las sustancias que contiene hidrógeno y en disolución acuosa producen iones H+ ; y base a las sustancias que contienen el grupo hidroxilo y producen iones HO- en disolución acuosa.

Aunque Arrhenius describió a los iones H+ en agua como iones aislados (protones), sabemos que en solución existen en forma de H(H2O)n + donde n es un número entero y pequeño (entre 1 y 6). Esto es debido a la atracción de los iones H+ sobre el oxígeno de las moléculas de agua. En este texto usaremos la expresión H+ por simplicidad, pero tendremos presente que se halla hidratado.

En 1923 J. N. Brønsted y T. M. Lowry presentaron independientemente sus teorías ácido base, pero como resultaron muy parecidas, la unificaron como la teoría de Brønsted y Lowry.

En ese mismo año G. N. Lewis presentó una teoría ácido base más completa. Un ácido es cualquier especie que puede aceptar compartir un par de electrones. Una base es cualquier especie que puede donar un par de electrones. Dado que muchas reacciones químicas importantes ocurren en disolución acuosa, o en contacto con el agua, usaremos la teoría de Brønsted y Lowry debido a que resulta especialmente útil.

OBJETIVOS:

OBJETIVOS GENERALES

• Conocer las características experimentales de ácidos y bases.

• Estudiar las teorías que permiten explicar el comportamiento de los ácidos y de las bases.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Conocer las diferentes descripciones de ácidos y bases y proveer ejemplos de las mismas (Arrhenius, Bronsted-Lowry, Lewis).

• Derivar una relación importante entre las constantes de ionización de ácidos y bases de un par conjugado.

• Estudiar los ácidos dipróticos y polipróticos.

• Explorar la relación entre la fuerza del ácido y su estructura molecular.

• Estudiar las reacciones entre sales y agua, y las pondremos en términos de ionizaciones de ácidos y bases de los cationes y aniones individuales que constituyen la sal.

• Clasificar los óxidos y los hidróxidos en ácidos, básicos y anfóteros.

MARCO TEÓRICO

Para poder entender mejor el tema se definirá el concepto de ácidos y bases:

ÁCIDOS: Son sustancias con sabor agrio(como el vinagre) que tiñen de color rojo al papel tornasol azul y también al anaranjado de metilo corroen a los metales desprendiendo hidrógeno y generan sustancias cristalizables conocidas como sales; además en solución acuosa conducen la electricidad.

por su liberación protónica se dice que los ácidos pueden ser monopróticos, dipróticos, tripróticos, o polipróticos. Si durante su ionización liberan 1,2,3,4, etc., iones hidronio (H+ o H3O+) respectivamente. o tambien se puede decir si tienen 1,2,3,4, etc. hidrógenos sustituyentes.(Jara y Cueva, 2001,p.569)

BASES: conocidas también como álcalis. Estas sustancias de sabor amargo son resbalosas al tacto(jabonosas); pintan de color azul al papel tornasol rojo y con una coloración grosella a la fenolftaleina; reaccionan con los ácidos formando sales y agua y se comportan como electrolitos cuando están en solución acuosa.

Las principales teorías que tratan de explicar de acidos y bases son las siguientes:

1. teoria de arrhenius

2. teoría de brönsted-lowry

3. teoria de lewis

Pero es necesario resaltar que NO todos los ácidos son CÁUSTICOS y CORROSIVOS, acidez no es sinónimo de corrosividad algunos compuestos como H2SO4 además de sus propiedades ácidas son muy corrosivos por lo que, erróneamente se cree que el grado de acidez esta en funcion de la corrosividad.(Jara y Cueva, 2001,p.570).

¿QUE ES LA CONSTANTE DE IONIZACIÓN DE ÁCIDOS?: Ka, la constante de ionización de un ácido , es la constante de equilibrio para la ionización de un ácido.(Chang,2002,p.680)

¿QUE ES LA CONSTANTE DE IONIZACIÓN DE BASES?: La Constante de Basicidad Kb:

La constante de disociación* de una base, Kb, (constante de basicidad, o constante de ionización básica) es una medida de la fuerza de una base débil.

RELACIÓN ENTRE LAS CONSTANTES DE IONIZACIÓN DE LOS ÁCIDOS Y SUS BASES CONJUGADAS

Se puede encontrar una relación importante entre la constante de ionización de un ácido y la constante de ionización de su base conjugada, con el ácido acético como ejemplo:

La base conjugada, CH3COO2, suministrada por una disolución de acetato de sodio (CH3COONa), reacciona con el agua de acuerdo con la ecuación

y la constante de ionización de la base la escribimos como

El producto de estas dos constantes de ionización está dado por:

Tal vez este resultado parezca extraño a primera vista, pero al adicionar las dos ecuaciones observamos que la suma corresponde a la autoionización del agua.

Este ejemplo ilustra una de las reglas de los equilibrios químicos: cuando dos reacciones se suman para originar una tercera reacción, la constante de equilibrio de la tercera reacción es el producto de las constantes de equilibrio de las dos reacciones que se han adicionado (vea la sección 14.2). Así, para cualquier par conjugado ácido-base siempre se cumple que:

Al expresar la ecuacion anterior en :

llegamos a una conclusión importante: cuanto más fuerte es un ácido (mayor Ka), su base conjugada será más débil (menor Kb), y viceversa (vea las tablas 15.3 y 15.4). Podemos utilizar la ecuación (15.12) para calcular la Kb de la base conjugada (CH3COO2) del CH3COOH como sigue. Tomamos el valor de Ka del CH3COOH de la tabla 15.3 y escribimos

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