07_equilibrio_ionico

EQUILIBRIO INICO

cidos y Bases segn Arrhenius

Un cido es una sustancia que reacciona con agua aumentando la cantidad de protones en solucin

HCl + H2O Cl- + H3O+

CH4 no libera protones al reaccionar con agua no es un cido de Arrhenius

EQUILIBRIO INICO


Una base es una sustancia que reacciona con agua aumentando la cantidad de hidroxilos en solucin

NaOH + H2O Na+(ac) + OH-

NH3 tambin es una base de Arrhenius aunque no contenga hidroxilos en su frmula

NH3 + H2O NH4+(ac) + OH-

EQUILIBRIO INICO


La principal limitacin de la definicin de Arrhenius radica en la necesidad de la reaccin con agua para aumentar las

concentraciones de protones o hidroxilos. Se conocen reacciones cido-base en solventes distintos al agua e incluso en fase

gaseosa.

Existen sustancias que se comportan como cidos y no contienen tomos de hidrgeno en su frmula, ej: BF3.

Existen sustancias que se comportan como bases y no aumentan la cantidad de hidroxilos, ej: piridina.

EQUILIBRIO INICO

cidos y Bases segn Brnsted y Lowry

Un cido es una especie que tiene tendencia a donar un protn y una base es una especie que tiene tendencia a

aceptar un protn .

HCl + H2O Cl- + H3O+cido base

Observando la reaccin del lado de los productos, podemos escribir

HCl + H2O Cl- + H3O+cido base base cido

Par cido-base conjugado

EQUILIBRIO INICO

cidos y Bases segn Brnsted y Lowry

NH3 + H2O NH4+(ac) + OH-base cido cido base

H2O + H2O H3O+ + OH-base cido cido base

Explica el anfoterismo del agua

La principal deficiencia de la definicin de Brnsted y Lowryradica en que no contempla reacciones del tipo NH3 + BF3 en

las cuales no hay cesin de protones

EQUILIBRIO INICO

cidos y Bases segn Lewis

Un cido es una especie que tiene tendencia a aceptar un par de electrones y una base es una especie que tiene

tendencia a donar un par de electrones.

H3N: + BF3 H3N:BF3base cido aducto

EQUILIBRIO INICO

Estructura y acidez

En cidos binarios del tipo HX, la capacidad de ceder elprotn viene dada por la competencia entre la polaridad delenlace y la energa del enlace:

H----XA mayor diferencia de electronegatividad,

mayor polaridad del enlace y mayor facilidad para romperlo y liberar el protn

H----XA mayor diferencia de tamao entre X y H,

menos efectivo ser el enlace y mayor facilidad para romperlo y liberar el protn

EQUILIBRIO INICO

A lo largo de un perodo domina el efecto de la polaridad del enlace

Al descender

en un grupo dominael efecto

de la energa

del enlace

EQUILIBRIO INICO

En el caso de oxocidos de frmula (OH)nXOm, donde X esun no metal, la acidez depende del valor de m y de lanaturaleza de XCuanto mayor es el valor de m, ms fuerte es el cido

m = 0 m = 1 m = 2 m = 3

EQUILIBRIO INICO

Cuando el valor de m es el mismo para una serie de cidos, amayor electronegatividad de X, mayor acidez

EQUILIBRIO INICO

Autoionizacin del aguaH2O + H2O H3O+ + OH-

A 25 C Kc vale 1 10-14 y como se debe cumplir que

[H3O+] = [OH-], obtenemos [H3O+] = [OH-] = 1 10-7 M

Toda solucin acuosa a 25 C debe satisfacer[H3O+] [OH-] = 1 10-14

Kc = [H3O+] [OH-]

Para la autoionizacin del agua Kc se escribe como Kw

EQUILIBRIO INICO

Autoionizacin del agua

soluciones acuosas donde [H3O+] > 1 10-7 ([OH-] < 1 10-7)

soluciones acuosas donde [H3O+] < 1 10-7 ([OH-] > 1 10-7)

soluciones cidas

soluciones bsicas

EQUILIBRIO INICO

Dada una propiedad X, definimos pX segn

pX = - log X

Las escalas p son tiles para manejar nmeros muy pequeos o muy grandes

Definimos pH y pOH segn

pH = - log [H3O+]

pOH = - log [OH-]

EQUILIBRIO INICO


soluciones acuosas donde [H3O+] > 1 10-7 ([OH-] < 1 10-7)

soluciones acuosas donde [H3O+] < 1 10-7 ([OH-] > 1 10-7)

soluciones cidas

soluciones bsicas

pH < 7 (pOH > 7)

pH > 7 (pOH < 7)

EQUILIBRIO INICO


Kw = [H3O+] [OH-]

- log Kw = - log [H3O+] - log [OH-]

pKw = pH + pOH

a 25 C, pKw vale 14, por lo tanto

14 = pH + pOH

EQUILIBRIO INICO

EQUILIBRIO INICO

Un electrolito es una sustancia que se disocia parcial ototalmente en iones cuando participa como soluto en unasolucin. Como consecuencia de la disociacin conduce lacorriente elctrica.

Un no electrolito es una sustancia que no se disocia eniones cuando participa como soluto en una solucin. No sonconductores de la corriente elctrica. Ejemplos: sacarosa,glucosa, urea.

electrolito fuerte se disocia totalmente. Ejemplos: todas lassales, los hidrxidos de los grupos 1 y 2, HCl, HBr, HI,H2SO4, HNO3, HClO3, HClO4.

electrolito dbil se disocia parcialmente. Existe un equilibrioentre los iones y la especie sin disociar. Ejemplos: NH3,HClO, H2CO3, H3PO4, etc.

EQUILIBRIO INICO

cidos y bases fuertes

Son electrolitos fuertes, se encuentran totalmente disociadosen solucin. Son ejemplos los hidrxidos de los grupos 1 y 2,HCl, HBr, HI, HNO3, HClO3, HClO4 y H2SO4 slo para suprimera disociacin.

NaOH(ac) Na+(ac) + OH-(ac)

HNO3(ac) NO3-(ac) + H+(ac)

EQUILIBRIO INICO

Problema 1: Calcular el pH de las soluciones acuosas de lossiguientes cidos y bases, considerando que se disociantotalmente en agua:a) HNO3 0.0146 Mb) Ba(OH)2 0.0092 Mc) 75 mL de HBr 3.5x10-4 M llevados a 500 mL finalesd) 13.6 mg de NaOH disueltos en 350 mL.

Respuestas:a) 1.84b) 12.26c) 4.28d) 10.99

EQUILIBRIO INICO

cidos y bases dbiles

Son electrolitos dbiles, se encuentran parcialmentedisociados en solucin. Se establece un equilibrio entre lasespecies disociadas y la no disociada

HA(ac) A-(ac) + H+(ac)

EQUILIBRIO INICO

cido Ka pKa

HIO3 1.7x10-1 0.77HClO2 1.0x10-2 2.00HNO2 4.3x10-4 3.37HF 3.5x10-4 3.45CH3COOH 1.8x10-5 4.75HCN 4.9x10-10 9.31

acid

ez

crec

ient

e

Los cidos fuertes tienen Ka >> 1 (pKa < 0)

EQUILIBRIO INICO

Problema 2: Comparar el pH de una solucin de HCl deconcentracin 0.1 M con el de una solucin de HF de igualconcentracin molar. (Ka: 3.5 10-4)

Respuestas:Para HCl, pH = 1.0. Para HF, pH = 2.2

EQUILIBRIO INICO

En el caso de cidos poliprticos, tendremos una Ka paracada protn que se pierde

H2SO4(ac) HSO4-(ac) + H+(ac) Ka1 >> 1

HSO4- (ac) SO42-(ac) + H+(ac) Ka2 = 1.2 10-2

H2SO3(ac) HSO3-(ac) + H+(ac) Ka1 = 1.5 10-2

HSO3- (ac) SO32-(ac) + H+(ac) Ka2 = 1.2 10-7

Ka1 > Ka2 > Ka3 ...

EQUILIBRIO INICO

Para los cidos poliprticos que presentan todas susconstantes menores a la unidad, la mayor contribucin a [H+]proviene de la primera disociacin.

EQUILIBRIO INICO

BOH(ac) B+(ac) + OH-(ac)

+

b

B OHK =

BOH

Para las bases dbiles se escriben ecuaciones similares

Las bases fuertes se caracterizan por valores de Kb >> 1

EQUILIBRIO INICO

Cuanto ms fuerte es un cido, ms dbil ser su baseconjugada

Cuanto ms dbil es un cido, ms fuerte ser su baseconjugada

+

a

A HK =

HA

A-(ac) + H2O HA(ac) + OH-(ac) bAH OH

K =A

K a K b= K w K b=K wK a

HA A- + H+(ac)

EQUILIBRIO INICO

BOH(ac) B+(ac) + OH-(ac)+

b

B OHK =

BOH

B+(ac) + H2O BOH(ac) + H3O+(ac) 3+

a +

BOH H OK =

B

b a wK K = K wab

KK =K

Cuanto ms fuerte es una base, ms dbil ser su cidoconjugada

Cuanto ms dbil es una base, ms fuerte ser su cidoconjugada

EQUILIBRIO INICO

Problema 3: Indique cules de las siguientes bases es msfuerte: NO2-, CN-. Ka(HNO2): 4.3 10-4; Ka(HCN): 4.9 10-10

EQUILIBRIO INICO

Grado de disociacin en cidos dbiles

Se define grado de disociacin de un cido dbil como

0

A=

HA

Si Ka / [HA]0 < 0.01 vale la aproximacin [A-]2 Ka [HA]0

[ ]0aK=

HA

EQUILIBRIO INICO

Se cumple que cuanto mayor es la concentracin inicial,menor ser el grado de disociacin

El porcentaje de disociacin es 100 x

EQUILIBRIO INICO

pH e indicadores cido-base

Los indicadores cido-base son cidos dbiles (de origenorgnico) cuyas formas cida y bsica poseen distintoscolores.El cambio de coloracin sufrido por el indicador depende delpH y ocurrir cuando el mismo sea del orden de pKIn . A pHcido, predomina la forma HIn y por lo tanto se observa el color 1.A pH bsico domina la forma In- y se observa el color 2

HIn(ac) In-(ac) + H+(ac)color 1 color 2

In

In HK

HIn

+ =

[ ]logIn

InpH = pK +

HIn

EQUILIBRIO INICO



In

In HK

HIn

+ =

[ ]logIn

InpH = pK +

HIn

Cuando [HIn] = [In-], el pH es igual a pKIn

EQUILIBRIO INICO



In

In HK

HIn

+ =

[ ]logIn

InpH = pK +

HIn

Para que un color prevalezca sobre el otro, la relacin deconcentraciones debe ser 10:1

[ ]1

10HIn

>In [ ]

1

0.1In

pK +

color 1

[ ]1

InHIn

=

[ ]logIn

InpH = pK +

HIn

[ ]0.1

In

HIn

InpH pK=

EQUILIBRIO INICO


Indicador pKInRango de pH en que cambia el

color

Color forma cida

Color forma bsica

azul de timol 1.7 1.2-2.8 rojo amarillo

naranja de metilo 3.4 3.2-4.4 rojo amarillo

azul de bromotimol 7.1 6.0-7.6 amarillo azul

fenolftalena 9.4 8.2-10.0 incoloro rosa

amarillo de alizarina 11.2 10.1-12.0 amarillo rojo

EQUILIBRIO INICO

Problema 4: Indicar el color que se observar al agregargotas de los indicadores de la tabla anterior a soluciones delos siguientes pHs: 1, 3, 5, 8 y 13.

EQUILIBRIO INICO

Titulaciones cido-base

reaccin de neutralizacin entre un cido y una base

Titulante: especie agregada desde una bureta, deconcentracin conocida

Analito: muestra problema, de concentracin desconocida

El punto estequiomtrico o equivalente de una titulacines aquel en que se agreg un nmero de equivalentes detitulante igual al nmero de equivalentes de analito. Dependede la naturaleza del titulante y del analito.

EQUILIBRIO INICO

Titulacin de un cido fuerte con una base fuerte

Solo cido(pH inicial)

[H+] = [OH-](pH punto equiv.)

Solo base

EQUILIBRIO INICO

Titulacin de una base fuerte con un cido fuerte

Solo base(pH inicial)

[H+] = [OH-](pH punto equiv.) Solo cido

EQUILIBRIO INICO

Titulacin base fuerte / cido fuerte

NaCl + H2O Na+(ac) + Cl-(ac)

Na+(ac) + H2O no reacciona

Cl-(ac) + H2O no reacciona

El pH en el punto de equivalencia es = 7

HCl + NaOH NaCl + H2O

EQUILIBRIO INICO

Titulacin cido fuerte / base fuerte

VHCl VNaOH Vtotal Moles H+ Moles OH- Exceso (M) pH

25.00 0.00 25.00 0.0025 0.00 0.1 (H+) 1.025.00 10.00 35.00 0.0025 0.0010 0.043 (H+) 1.425.00 24.99 49.99 0.0025 0.002499 0.00002 (H+) 4.725.00 25.00 50.00 0.0025 0.0025 0 7.025.00 25.01 50.01 0.0025 0.002501 0.00002 (OH-) 9.325.00 26.00 51.00 0.0025 0.0026 0.002 (OH-) 11.325.00 50.00 75.00 0.0025 0.0050 0.033 (OH-) 12.5

Titulacin de 25 mL de HCl 0.1 M con NaOH 0.1 M

EQUILIBRIO INICO

Titulacin de un cido dbil con una base fuerte

Solo cido(pH inicial)

(pH punto equiv.)pH > 7

EQUILIBRIO INICO

NaCH3COO+H2 Na+(ac)+Ac-(ac)Na+(ac)+H2O no reacciona

Ac-(ac)+H2O HAc(ac) + OH-

El pH en el punto de equivalencia es > 7

CH3COOH + NaOH NaCH3COO + H2O

Titulacin de un cido dbil con una base fuerte

EQUILIBRIO INICO

Solo base(pH inicial)

pH < 7(pH punto equiv.)

Titulacin de un base dbil con una cido fuerte

EQUILIBRIO INICO

NH4Cl+H2ONH4+(ac)+Cl-(ac)

NH4+(ac) + H2O NH3 + H3O+


El pH en el punto de equivalencia es < 7

HCl + NH4OH NH4Cl + H2O

Titulacin de un base dbil con una cido fuerte

EQUILIBRIO INICO

Titulacin de un cido dbilcon una base fuerte

Titulacin de un cido fuertecon una base fuerte

pH = 7

EQUILIBRIO INICO

Calculo del pH durante una titulacin de un cido o base dbil con una base o cido fuerte Se titulan 25 mL de HAc 0.1 M con NaOH 0.1 M (Ka=1.8 10-5)

HAc H+(ac) + Ac-(ac)51.8 10

+

a

Ac HK = =

HAc

2.87+ aH = HAc K pH =

INICIAL

EQUILIBRIO INICO


HAc + OH- H2O + Ac-(ac)C0 x 0C0-x 0 x

AL AGREGAR NaOH

logaAc

pH = pK +HAc

Al agregar 10 mL de NaOH:V=25mL+10mL = 35mLx=10mL 0.1mol / 1000mL = 0.001 molC0-x= 25mL 0.1mol / 1000mL 0.001mol = 0.0015 mol

0.0286 , 0.0429 , 4.57Ac M HAc M pH = = =

EQUILIBRIO INICO


Ac- + H2O HAc + OH-(ac)C0 0 0C0-x x x

PUNTO DE EQUIVALENCIA = NEUTRALIZACIN TOTAL

wb

a

HAc OHKK = =K Ac

0 8.72bOH = C K pH =

EQUILIBRIO INICO


Ac- + H2O HAc + OH-(ac)C0 0 excC0-x x exc+x

EXCESO DE NaOH

wb

a

HAc OHKK = =K Ac

Al agregar 30 mL de NaOH:V=25mL+30mL = 55mLC0= 25mL 0.1mol/1000mL = 0.0025exc=30mL 0.1mol / 1000mL 0.0025 = 0.0005 mol

0.0091 11.96HO M pH = =

EQUILIBRIO INICO

VHCl VNaOH

Vtotal Reaccindominante

Ecuacinutilizada

[H+]/M

[OH-]/M

pH

25.00 0.00 25.0025.00 5.00 30.0025.00 10.00 35.00

Problema 5: Construir una tabla para la titulacin de 25 mLde HAc 0.1 M con NaOH 0.1 M, indicando el pHcorrespondiente cada agregado de 5 mL de base.

EQUILIBRIO INICO

Uso de indicadores cido-base para determinar el pH delpunto de equivalencia en una titulacin

Condicin: el rango de pH en que el indicador cambia decolor debe encontrarse en la zona vertical de la curva de pHvs volumen de titulante

Como tenemos un rango de pH en que el indicador cambia decolor, el punto de equivalencia es determinado de formaaproximada. Por tal razn, hablamos de punto final de unatitulacin

EQUILIBRIO INICO

rango de pH en que debe actuar un indicador para poder ser usado en esta titulacin

EQUILIBRIO INICO

Problema 6: Qu indicador de los dados anteriormenteutilizara para una titulacin de 25 mL de HAc 0.1 M conNaOH 0.1 M?

EQUILIBRIO INICO

Problema 7: Si un cido dbil HX tiene una Ka desconocida,Cmo aprovechara una curva de titulacin para determinarla constante?

EQUILIBRIO INICO

Propiedades cido-base de soluciones de sales en agua

Todas las sales se comportan como electrolitos fuertes enagua, se disocian completamente.

El comportamiento cido-base depender de la hidrlisis quepuedan sufrir el catin y el anin de la sal.

Hidrlisisreaccin con el agua que puede sufrir un anin o catinproduciendo protones o hidroxilos.Los cationes y aniones provenientes de bases y cidosfuertes NO sufren hidrlisis. Los cationes y anionesprovenientes de bases y cidos dbiles sufren hidrlisisdando soluciones cidas, neutras o bsicas.

EQUILIBRIO INICO

pH de soluciones acuosas de sales

a) Si la sal es derivada de un cido fuerte y una base fuerte

NaCl + H2O Na+(ac) + Cl-(ac)



El pH del agua pura no cambia

solucin neutra (pH = 7)

EQUILIBRIO INICO


b) Si la sal es derivada de un cido fuerte y una base dbil

NH4Cl + H2O NH4+(ac) + Cl-(ac)

NH4+(ac) + H2O NH3(ac) + H3O+(ac)

La primera reaccin contribuye con protones


solucin cida (pH < 7)

NaNO2 + H2O Na+(ac) + NO2-(ac)


NO2-(ac)+ H2O HNO2(ac)+ OH-(ac)

EQUILIBRIO INICO


c) Si la sal es derivada de un cido dbil y una base fuerte

La segunda reaccin contribuye con hidroxilos

Solucin bsica (pH > 7)

EQUILIBRIO INICO


d) Si la sal es derivada de un cido dbil y una base dbil

pH de la solucin depende de las fuerzas relativasde la base dbil y del cido dbil originales

NH4NO2+H2ONH4+(ac)+NO2-(ac)NO2-(ac)+H2O HNO2(ac)+OH-(ac

La primera reaccin contribuye con protonesLa segunda reaccin contribuye con hidroxilos

NH4+(ac)+H2O NH3(ac)+H3O+(ac

EQUILIBRIO INICO



Sal BA (de BOH y HA) Caso 1: Ka(HA) > Kb(BOH)

A-(ac)+H2O HA(ac)+OH-(ac)

B+(ac)+H2O BOH(ac)+H3O+(ac) Ka(B+) = Kh(B+) = Kw / Kb(BOH)

Kb(A-) = Kh(A-) = Kw / Ka(HA)

Se cumple que Kh(B+) > Kh(A-)la solucin ser cida

EQUILIBRIO INICO



Sal BA (de BOH y HA) Caso 1: Ka(HA) < Kb(BOH)

A-(ac)+H2O HA(ac)+OH-(ac)

B+(ac)+H2O BOH(ac)+H3O+(ac) Ka(B+) = Kh(B+) = Kw / Kb(BOH)

Kb(A-) = Kh(A-) = Kw / Ka(HA)

Se cumple que Kh(B+) < Kh(A-)la solucin ser bsica

EQUILIBRIO INICO

Problema 8: Indique si las soluciones de las siguientes salestendrn pH cido, neutro o bsico:a) KClb) KF,c) (NH4)2SO4,d) (CH3NH3)CN (cianuro de metilamonio).DatosKb(CH3NH2): 3.6x10-4 ; Kb(NH3): 1.8x10-5; Ka(HCN): 4.9x10-10;Ka(HF): 3.5x10-4.Respuestas:a) neutrob) bsicoc) cidod) bsico

EQUILIBRIO INICO

Problema 9: Calcular el pH de las siguientes soluciones:a) NH4Cl, 0.15 Mb) Na(CH3CO2), 0.30 MDatosKb(NH3): 1.8x10-5; Ka(CH3CO2H): 1.8x10-5

Respuestas:a) 5.04b) 9.10

EQUILIBRIO INICO

pH de soluciones de cidos diprticos

Cul ser el pH de una solucin acuosa de la sal Na(HA),donde el anin proviene del cido H2A?

H2A + H2O HA- + H3O+

HA- + H2O A2- + H3O+

Ka1

Ka2

HA- + H2O H2A + OH- Kb1 = Kw / Ka1

Si Ka2 > Kb1, la solucin ser cida

Si Ka2 < Kb1, la solucin ser bsica

HA- + H2O A2- + H3O+ Ka2

EQUILIBRIO INICO

Problema 10: Indique cmo ser el pH (menor, igual o mayora 7) de una solucin de NaHS.DatosKa1: 9.5x10-8; Ka2: 1.0x10-19

Respuesta:pH > 7

EQUILIBRIO INICO

La solucin reguladora resiste el agregado de pequeascantidades de OH- o H+ sin cambios grandes de pH.

Soluciones reguladoras, amortiguadoras o buffers

Est formada por una mezcla de:

Un cido dbil (HA) y una sal de su base conjugada (A-)con el cido conjugado de una base fuerte

Una base dbil (BOH) y una sal de su cido conjugado (B+)con la base conjugada de un cido fuerte

Ejemplos: HAc/Ac-, NH3/NH4+, HNO2/NO2-, HClO2/ClO2-,H2PO4-/HPO42-

oEQUILIBRIO INICO


Frente a un agregado de OH-, el componente cido de lasolucin reacciona para neutralizarlo

OH- + HA(ac) A-(ac) + H2O

H+ + A-(ac) HA(ac) + H2O

Frente a un agregado de H+, el componente bsico de lasolucin reacciona para neutralizarlo



EQUILIBRIO INICO



Solucin reguladoraoriginal

Solucin luego del agregado de OH-

Solucin luego del agregado de H+

HA A-HA A- HAOH- H+

A-

A- + H+ HA + H2OHA + OH- A- + H2O

EQUILIBRIO INICO


pH de una solucin reguladora


Ecuacin de Henderson-Hasselbach

logaA

pH = pK +HA

EQUILIBRIO INICO


pH de una solucin reguladora

BOH(ac) B+(ac) + OH-(ac)

logbB

pOH = pK +BOH

+

La eleccin de una solucin reguladora se hace en base al valor de pKa o pKb

EQUILIBRIO INICO


Capacidad amortiguadora de una solucin reguladora

Mxima cantidad de cido o base que puede agregarse antesde perder la capacidad de resistir los grandes cambios de pH

Una solucin reguladora se considera agotada cuando su componente cido se ha convertido casi totalmente en su

parte bsica o viceversa.

Se considera que una solucin reguladora es efectiva en un rango de pH del orden de pKa 1 o pKb 1.

EQUILIBRIO INICO


Capacidad amortiguadora de una solucin reguladora

Mxima cantidad de cido o base que puede agregarse antesde perder la capacidad de resistir los grandes cambios de pH

Una solucin reguladora con mayores concentraciones de cido (o base) dbil y base (o cido) conjugado tendr mayor

capacidad amortiguadora que una con menores concentraciones.

EQUILIBRIO INICO

Problema 11: Cuales de los siguientes pares utilizara parapreparar soluciones reguladoras con pH = 5 y pH = 10.

HAc/Ac- (pKa: 4.74), NH3/NH4+ (pKa: 9.25),

HNO2/NO2- (pKa: 3.37), HClO2/ClO2- (pKa: 2.00),

H2PO4-/HPO42- (pKa: 7.21)

EQUILIBRIO INICO

Problema 12: Se prepara una solucin reguladora a partir de100 mL de NaAc 0.50 M y 200 mL de HAc 0.25 M.(Ka(HAc): 1.8x10-5)a) Calcular el pH de la solucin.b) Calcular la variacin de pH al agregar:

i) 10 mL de HCl 0.5 Mii) 10 mL de NaOH 0.5 M.

Respuesta:a) 4.74b) i) 4.65ii) 4.83

EQUILIBRIO INICO

Problema 13: Calcular la variacin de pH al agregar: a) 10mL de HCl 0.5 M, b) 10 mL de NaOH 0.5 M a 300 mL deagua pura (pH = 7).

Respuesta:a) 1.79b) 12.21

EQUILIBRIO INICO

Equilibrios de solubilidad

Una solucin saturada de una especie slida en aguacontiene la mxima cantidad de la misma disuelta en unacantidad determinada del solvente a una temperatura dada

Si la especie se agrega en exceso, algo de la mismapermanecer precipitada, de forma que podemos pensar enun equilibrio

CA(s) C+(ac) + A-(ac)

La constante de equilibrio para este proceso se denominaproducto de solubilidad y se escribe Kps

Kps = [C+] [A-]

EQUILIBRIO INICO

La solubilidad molar de una sustancia, S, es la cantidadmxima de la misma, medida en moles, que puede disolverseen un litro de solucin. Sus unidades son mol L-1 o M.

CxAy(ac) x C+(ac) + y A-(ac)S 0 0

0 x S y S

CxAy(s) CxAy(ac)S

Kps = (x S)x (y S)y

Ssolubilidad molar

Kpsproducto de solubilidad


EQUILIBRIO INICO

Problema 14: Si la solubilidad molar del Ag2CrO4 es 6.5x10-5M, calcular el valor de Kps para esa sal.

Respuesta:Kps = 1.1 10-12

EQUILIBRIO INICO


Efecto del ion comnel agregado de unasal o hidrxidoconteniendo un ionen comn con laespecie que forma lasolucin saturada deinters, disminuye lasolubilidad de lamisma.

EQUILIBRIO INICO


CaF2 (ac) Ca2+(ac) + 2 F- (ac)S 0 00 S 2S

Kps = [Ca2+] [F-]2 = S (2S)2

CaF2 (ac) Ca2+(ac) + 2 F- (ac)S 0 0.10 M0 S 2S + 0.10

Kps = [Ca2+] [F-]2 = S (2S + 0.10)2 S (0.10)2

S = 1.7 10-8 M

Kps = 4.0 10-11

Kps = 4.0 10-11

S = 3.5 10-4 M

EQUILIBRIO INICO


Efecto del pHEs un caso particulardel efecto de incomn.

EQUILIBRIO INICO


Mg(OH)2 (s) Mg2+(ac) + 2 OH- (ac) Kps = 1.8x10-11S 0 0 0 S 2S

Kps = [Mg2+] [OH-]2 = S (2S)2 S = 1.7 10-4 M

En presencia de una solucin buffer de pH = 9, [OH-] = 10-5 M

constante Mg(OH)2 (s) Mg2+(ac) + 2 OH- (ac)S 0 10-50 S 2S

Kps = [Mg2+] [OH-]2 = S (10-5)2 S = 0.18 M

EQUILIBRIO INICO


CaF2 (s) Ca2+(ac) + 2 F- (ac)

F- (ac) + H2O HF (ac) + OH- (ac)

CaF2 (s) + 2 H2O Ca2+(ac) + 2 HF (ac) + 2 OH- (ac)

EQUILIBRIO INICO

Problema 15: Indique si la solubilidad de las siguientessustancias se ve influenciada por el pH: a) Ni(OH)2; b)CaCO3; c) BaSO4.

Respuesta:En todos los casos, un aumento de la acidez favorece lasolubilidad

EQUILIBRIO INICO

Precipitacin selectiva

Es posible separar iones presentes en solucin por elagregado de otro ion que forme sales insolubles con ellos. Laclave de la separacin son los distintos valores de los Kps,cuanto ms diferentes sean esos valores ms fcil ser laseparacin.

EQUILIBRIO INICO


Las sales Pb(NO3)2 y Na2SO4 son extremadamente solublesen agua y estn completamente disociadas

Una mezcla de ambas formar tambin PbSO4 y NaNO3NaNO3: muy solublePbSO4 : Kps = 1.6 10-8

Dependiendo de las concentraciones iniciales de Pb(NO3)2 yNa2SO4 puede haber precipitacin de PbSO4 o no. Es decir,de la relacin del Q con el Kps

Q = [Pb2+] [SO42-]

EQUILIBRIO INICO


Q = [Pb2+] [SO42-]

Si Q > Kps: precipitar PbSO4 (hasta que Q = Kps)

Si Q < Kps: no precipita PbSO4 (se puede disolver ms hastaque Q = Kps)

Si Q = Kps: no precipita PbSO4 y no se disolver slidosolucin saturada

PbSO4 : Kps = 1.6 10-8

EQUILIBRIO INICO

Problema 16: Determinar si se formar precipitado al mezclar100 mL de Pb(NO3)2 3.0 10-3 M y 400 mL de Na2SO4 5.0 10-3M. Kps(PbSO4) = 1.6 10-8

Respuesta:Q = [Pb2+] [SO42-] = 2.4 10-6 > KpsSe formar precipitado

EQUILIBRIO INICO

Problema 17: Una solucin contiene los iones Mg2+ (0.050 M)y Cu2+ (0.020 M). Qu ion precipitar primero al agregarOH-? Qu concentracin de OH- es necesaria para iniciarcada precipitacin?Kps(Mg(OH)2) = 1.8 10-11, Kps(Cu(OH)2) = 2.2 10-20

Respuesta:Para el Cu(OH)2 se necesita [HO-]=1.0 10-9 M y para elMg(OH)2, [HO-]=1.9 10-5 M

Nmero de diapositiva 1Nmero de diapositiva 2Nmero de diapositiva 3Nmero de diapositiva 4Nmero de diapositiva 5Nmero de diapositiva 6Nmero de diapositiva 7Nmero de diapositiva 8Nmero de diapositiva 9Nmero de diapositiva 10Nmero de diapositiva 11Nmero de diapositiva 12Nmero de diapositiva 13Nmero de diapositiva 14Nmero de diapositiva 15Nmero de diapositiva 16Nmero de diapositiva 17Nmero de diapositiva 18Nmero de diapositiva 19Nmero de diapositiva 20Nmero de diapositiva 21Nmero de diapositiva 22Nmero de diapositiva 23Nmero de diapositiva 24Nmero de diapositiva 25Nmero de diapositiva 26Nmero de diapositiva 27Nmero de diapositiva 28Nmero de diapositiva 29Nmero de diapositiva 30Nmero de diapositiva 31Nmero de diapositiva 32Nmero de diapositiva 33Nmero de diapositiva 34Nmero de diapositiva 35Nmero de diapositiva 36Nmero de diapositiva 37Nmero de diapositiva 38Nmero de diapositiva 39Nmero de diapositiva 40Nmero de diapositiva 41Nmero de diapositiva 42Nmero de diapositiva 43Nmero de diapositiva 44Nmero de diapositiva 45Nmero de diapositiva 46Nmero de diapositiva 47Nmero de diapositiva 48Nmero de diapositiva 49Nmero de diapositiva 50Nmero de diapositiva 51Nmero de diapositiva 52Nmero de diapositiva 53Nmero de diapositiva 54Nmero de diapositiva 55Nmero de diapositiva 56Nmero de diapositiva 57Nmero de diapositiva 58Nmero de diapositiva 59Nmero de diapositiva 60Nmero de diapositiva 61Nmero de diapositiva 62Nmero de diapositiva 63Nmero de diapositiva 64Nmero de diapositiva 65Nmero de diapositiva 66Nmero de diapositiva 67Nmero de diapositiva 68Nmero de diapositiva 69Nmero de diapositiva 70Nmero de diapositiva 71Nmero de diapositiva 72Nmero de diapositiva 73Nmero de diapositiva 74Nmero de diapositiva 75Nmero de diapositiva 76Nmero de diapositiva 77Nmero de diapositiva 78Nmero de diapositiva 79Nmero de diapositiva 80Nmero de diapositiva 81Nmero de diapositiva 82Nmero de diapositiva 83Nmero de diapositiva 84Nmero de diapositiva 85Nmero de diapositiva 86Nmero de diapositiva 87Nmero de diapositiva 88Nmero de diapositiva 89Nmero de diapositiva 90Nmero de diapositiva 91

07_equilibrio_ionico

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