Hidrolisis

Índice

1. Fenómenos de hidrolisis y neutralización

2. Conducción metálica y electrolítica

3. La electrolisis y las leyes de Faraday

4. Fuerza electromotriz

5. La corrosión y métodos para evitarla

Fenómeno de hidrólisis:

Hidrólisis es una reacción química entre una molécula de agua y otra molécula, en la cual la molécula de agua se divide y sus átomos pasan a formar parte de otra especie química.

Esta reacción es importante por el gran número de contextos en los que el agua actúa como disolvente.

En la hidrólisis ácido-base el agua se divide en el ion hidroxilo OH- y un ion H+ (el cual es inmediatamente hidratado para formar el ion hidronio H3O+).

Esta reacción sucede espontáneamente en agua pura, y en el equilibrio la concentración de iones hidronio en agua es [H3O+] = 1 × 10–7 M.

Esta es también la concentración de iones hidroxilo puesto que cada molécula de agua que se divide genera un hidroxilo y un hidronio.

Dicho equilibrio se denomina auto protolisis:

La adición de algunas sustancias al agua, por ejemplo una sal, modifica el equilibrio.

Al ser disueltos en agua, los iones constituyentes de una sal se combinan con los iones hidronio, hidroxilo, o ambos, procedentes de la disociación del agua.

Al consumirse estos iones se modifica su concentración y, como consecuencia, se modifica el valor del pH.

Los iones A-, BH+ procedentes de ácidos débiles AH, bases débiles B o sales AB se hidrolizan por acción del agua, dependiendo el grado de la reacción de la debilidad del ácido o de la base, y la solubilidad de la sal; los iones procedentes de ácidos o bases fuertes no se hidrolizan apreciablemente.

Tanto la reacción como su constante de equilibrio se pueden obtener por combinación de la reacción ácido-base con la reacción de auto protolisis del agua.

Así, las sales obtenidas a partir de ácidos y bases fuertes no se hidrolizan, las obtenidas a partir de ácidos y bases débiles se hidrolizan de forma que el pH depende de las dos constantes, y en las obtenidas a partir de una combinación de ácido y base en las que sólo uno es fuerte, será el fuerte el que determine el pH.

1) Catión de base fuerte y anión de ácido fuerte:

El NaCl, por ejemplo, se disocia en solución en forma prácticamente completa:

NaCl * Na+ + Cl-

Estos iones formarían en presencia de agua: NaOH y HCl, pero éstos están disociados totalmente, es decir, que no se produce hidrólisis, en consecuencia la solución es NEUTRA.

2) Catión de base fuerte y anión de ácido débil:

Ejemplos: Acetato de sodio, cianuro de potasio.El primero de ellos, se encuentra disociado según:

NaAc * Na+ + Ac-

Como ya hemos dicho, el Na+ no se hidrolizará, en cambio el Ac- se unirá al protón para formar ácido acético, parcialmente disociado:

Ac- + H2O <=========> HAc + OH-

Ecuación que evidencia un aumento de la concentración de OH- . Se puede concluir que la hidrólisis de este tipo de sal originará una solución de reacción ALCALINA.

3) Catión de base débil y anión de ácido fuerte:

Ejemplos: NH4Cl, Fe3Cl

En el caso del FeCl3 la disociación puede representarse:

FeCl3*3 Cl- + Fe+3

Los iones Cl- no se hidrolizan, pero los Fe+3 lo hacen según:

Fe+3 + 3 H2O <=========> Fe(OH)3 + 3 H+

Lo que demuestra un aumento de la concentración de protones, y que la solución tenga reacción ACIDA.

4) Catión y anión provenientes de base y ácido débil:

Ejemplos: NH4Ac, AlAc3

La solución de este tipo de sales puede ser neutra, ácida o básica, dependiendo de la fuerza del ácido y de la base:

NH4Ac *Ac- + NH4-

Ac- + H2O <=========> HAc + OH-

NH4- + H2O <========> NH4OH + H+

En estos casos de doble hidrólisis, prevalecerá la reacción correspondiente al ion que forme el compuesto más débil.

En el caso especial del ejemplo anterior, el grado de desplazamiento de ambos equilibrios es el mismo (ya que la Ka del HAc es igual a la Kb del NH4OH) , por lo que la solución resultante es neutra. El ácido y la base formados poseen la misma fuerza ya que ambos poseen el mismo valor de constante de disociación:

Ka = Kb = 1,8.10-5

Si Ka es mayor que Kb, el medio será ácido , ya que se hidrolizará más el catión .Este es el caso del NH4NO2. Si Ka es menor que Kb, el medio será básico ya que se hidrolizará más el anión.

Fenómeno de Neutralización:

Una reacción de neutralización es una reacción entre un ácido y una base, generalmente en las reacciones acuosas ácido-base se forma agua y una sal, un ejemplo es el producto de la reacción

ácido-base del HCl con NaOH

HCl(ac) + NaOH (ac) NaCl(ac) + H2O(liq)

Las soluciones acuosas son buenas conductoras debido a la presencia de iones positivos y negativos

a estos compuestos se les llama electrolitos. Los compuestos iónicos que se disocian completamente se conocen como electrolitos fuertes, un ejemplo de ellos es el NaCl.

Las constantes de equilibrio para la disociación de electrolitos son llamadas constantes de disociación, un ejemplo de disociación es la del agua:

2H2O H3O + OH

Los subíndices se utilizan por comodidad, para las diferentes constantes:

Ka = constante de disociación de ácido

Kb = constante de disociación de base

Kw = constante de disociación del agua o de auto protolisis = 1*10-14 o producto iónico del agua.

Este producto indica que en agua pura o en cualquier solución acuosa deben estar presentes iones de hidrógeno y oxhidrilo, el producto de sus concentraciones debe ser una constante igual a Kw = 1*10-14

H2O H+ + OH-

En el agua se ha establecido una escala de pH el cual esta definido como el log [H+] donde:

Medio acido Medio básico

0 7 14

• Ácido: sustancia que al disolverse en agua H2O genera iones H+

. Los ácidos se clasifican en fuertes, fuerza media y débiles.

Los ácidos fuertes se disocian completamente, cuando se disuelven en agua. Ejemplos: H2SO4, HCl, HNO3, HClO4. Ka = ∞

pH = -log

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