reacciones Ácido base prof. sergio casas-cordero e

Reacciones Ácido Base

Prof. Sergio Casas-Cordero E.

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 2

Contenido:

1. Hidrólisis

2. Solución Amortiguadora (Buffer)

3. Indicadores

4. Valoración ácido - base

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 3

HIDRÓLISIS: reacción con el agua de un anión o de un catión proveniente de un ED.

Comportamiento ácido–base de las sales

Neutras

Ácidas

Básicas

¿Cómo determinarlo de forma cualitativa?

1. Disociar la sal en sus iones2. Identificar su procedencia3. Determinar cuáles se pueden hidrolizar4. Plantear y analizar el equilibrio de hidrólisis

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 4

Recordar que una sal se forma por un catión y un anión

Una sal se forma como producto de una reacción de neutralización

HA(ac) + MOH(ac) MA(ac) + H2O(l)

ácido base hidrólisis pH

AF BF No Neutro

AF BD Si Ácido

AD BF Si Básico

AD BD Si Depende de Keq

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 5

El proceso de Hidrólisis es reversible

Kb

Kw Ka Kh

Kh se obtiene desde el valor de Kw:

Kw = Ka x Kb

Si la Hidrólisis es ácida, Kh es equivalente a Ka

Si la Hidrólisis es básica, Kh es equivalente a Kb Ka

Kw Kb Kh

La constante de equilibrio, se conoce como constante de Hidrólisis, Kh.

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 6

Sales procedentes de ácido fuerte y base fuerte

[ej.: NaCl, KCl, NaNO3]

Procede de la BF, NaOHNo se hidroliza

Procede del AF, HCl, No se hidroliza

NaCl(s) Na1+(ac) + Cl1.(ac)

Conclusión: se obtiene una solución neutra

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 7

Sales procedentes de ácido fuerte y base débil

[ej.: NH4Cl]

Procede de la BD, NH3.Se hidroliza

Procede del AF, HCl.No se hidroliza

NH41+(ac) + H2O(l) NH3 (ac) + H3O1+(ac)

)()(

3b

w14a1

4

133

h NHK

KNHK

][NH

]O][H[NHK

NH4Cl(s) NH41+(ac) + Cl1-(ac)

Conclusión: se obtiene una solución ácida

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 8

Sales procedentes de ácido débil y base fuerte

[ej.: CH3COONa]

Procede del AD, CH3COOH.Se hidroliza

Procede de la BF, NaOH.No se hidroliza

CH3COO1-(ac) + H2O (l) CH3COOH(ac) + OH1-(ac)

CH3COONa(s) CH3COO1-(ac) + Na1+(ac)

)()(

COOHCHK

KCOOCHK

]COO[CH

]COOH][OH[CHK

3a

w13b1

3

13

h

Conclusión: se obtiene una solución básica

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 9

Sales procedentes de ácido débil y base débil

[p.ej.: NH4CN]

NH4CN(s) NH41+(ac) + CN1-(ac)

Procede de una base débil (NH3). Se hidroliza

Procede de un ácido débil (HCN). Se hidroliza

Si Kh (catión) > Kh (anión) Disolución ácidaSi Kh (catión) < Kh (anión) Disolución básicaSi Kh (catión) = Kh (anión) Disolución neutra

[Para el NH4CN: disolución básica]

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 10

Ejercicio:¿Cuál es el pH de una solución 0,1 M de Nitrito de Sodio, NaNO2?

La disociación corresponde a:

4-

-14

5,01x10

1x10 Kh

NaNO2(ac) Na1+(ac) + NO21-(ac)

El anión Nitrito, NO21-, corresponde a la base conjugada

del ácido nitroso, HNO2.El ácido nitroso, HNO2, es un ácido débil cuya

Ka = 5,01x10-4 HNO2 NO21-(ac) + H1+(ac)

Experimenta hidrólisis básica:

NO21-(ac) + H2O(l) HNO2(ac) + OH1-(ac)

Ka

Kw Kb Kh -112x10 Kh

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 11

Probando si cumple con criterio de aproximación: 1000

Kb

Ci 9

11-5,01x10

2x10

0,1

0,1 x2x10 OH x -11-1

pOH = - log [OH1-] = - log [1,41x10-6]

x10411 OH -6-1 ,

pOH = 5,85 pH = 14 - pOH

pH = 14 – 5,85 = 8,15 pH = 8,15

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 12

Volver al Índice

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 13

Soluciones amortiguadoras (tampón)

Son soluciones que mantienen un pH aproximadamente constante cuando se agregan pequeñas cantidades de ácido o base o cuando se diluyen.

Se pueden componer de Cantidades sustanciales de:- un ácido débil y de su base conjugada- una base débil y su ácido conjugado

(p.ej.: CH3COOH/CH3COONa)

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 14

HA (ac) H1+(ac) + A1-(ac)

Pero si la cantidad añadida es pequeña comparada con las cantidades (grandes) que hay de A1- y HA, el cociente cambiará muy poco y el pH apenas se modificará.

Si al equilibrio le añado, p.ej., un ácido, se desplazará a la izquierda, disminuirá el cociente [A1-]/[HA] y el pH bajará.

[HA]][A

logpKpH;][A

[HA]K][H;

[HA]]][H[A

K1

a1a1

1

a

-

-+

+1-

+===

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 15

Ecuación de Henderson-Hasselbalch

ácidobaselogpKapH

Capacidad amortiguadora: Cantidad de ácido o base que se puede agregar a un tampón antes de que el pH comience a cambiar de modo apreciable.

Su máximo se logra cuando el pH se iguala al valor de pKa, es decir cuando [base] = [ácido]

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 16

Karl Albert Hasselbalch(1874-1962)

Lawrence Joseph Henderson(1878-1942)

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 17

Volver al Índice

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 18

LOS INDICADORES

Son compuestos orgánicos de tipo ácidos o bases débiles cuyas formas ácido/base conjugadas presentan colores diferentes.

HInd (ac) H1+ (ac) + Ind- (ac)Color A Color B

Cuando a una disolución le añadimos un indicador,estarán presentes las dos especies HInd e Ind-.

[HInd]

]][H[Ind(HInd)K

1

a

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 19

Intervalos de viraje de indicadores

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 20

Volver al Índice

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 21

Es una técnica o método de análisis cuantitativo, que permite conocer la concentración desconocida de una disolución de una sustancia que pueda actuar como ácido o base, neutralizándolo con una base o ácido de concentración conocida.

valoración ácido-base

Se conoce también como; volumetría ácido-base, titulación ácido-base o valoración de neutralización.

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 22

Materiales utilizados:

BuretaPinza para Bureta

Soporte Universal

Matraz de Erlenmeyer

Agente valorante (solución de concentración conocida)

Alícuota de muestra problema (solución de concentración desconocida)Indicador

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 23

Curva de valoración: Representación del pH en función del volumen añadido de valorante

Sirve para detectar el punto de equivalenciaEl punto de equivalencia o punto estequiométrico, corresponde al momento exacto en que se ha añadido el volumen necesario para la total reacción de los moles de la muestra.En los procedimientos experimentales, no es posible observar el punto estequiométrico, sólo puede observarse el punto final.

El punto final, se logra observar cuando cambia de color el indicador utilizado,

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 24

Punto deequivalencia

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 25

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 26

Valoración de disolución de ácido clorhídrico, empleando hidróxido de sodio como sustancia valorante, y un pH-metro para detectar el punto final.

Ejemplo:

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 27

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 28

¿Cuál es el pH del punto de equivalencia?

Un ácido fuerte con una base fuerte, se tendrá pH = 7

Si se valora:

Una base débil con un ácido fuerte, se tendrá pH < 7

Un ácido débil con una base fuerte, se tendrá pH > 7

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 29

Intervalo de viraje de diversos indicadoresvaloración de un ácido fuerte con una base fuerte

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 30

Curva de valoración de una base fuerte con un ácido fuerte:

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 31

Curva de valoración de un ácido débil con una base fuerte:

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 32

Curva de valoración de un ácido diprótico con una base fuerte:

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 33

¿Cuál será la pureza de una sal de acetato de sodio, CH3COONa, expresada como % m/m, si al valorar 0,50 g de muestra con ácido clorhídrico, HCl, 0,10 M, se logra el punto final con ayuda del indicador Verde de Bromo Cresol, cuando se han añadido 12,5 mL de solución valorante?

Ejercicio:

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 34

CH3COONa + HCl NaCl + CH3COOH

Ordenando los datos:

V

nCmolar masa de muestra = 0,50 g

[HCl] = 0,10 M = 0,10 mol/L

VHCl = 12,5 mL = 0,0125 L V x Cmolar n

HCl de mol 1,25x10 L 0,0125 x 0,10 n -3L

mol

HCl mol 1,25x10

x

HCl 1mol

COONaCH 1mol3

3

COONaCH de mol 1,25x10x 33

Calculamos los moles de HCl

Calculamos los

moles de CH3COONa

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 35

COONaCH de mol 1,25x10x 33

COONaCH de g 0,1025 x mol 1,25x10

x

1mol

g 8233

MM CH3COONa = 82,0 g/mol

% 100

x

muestra de g 0,50

COONaCH de g 0,1025 3

pureza de m/m % 20,5 x

Calculamos la masa de CH3COONa

Calculamos la pureza

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 36

Prof. Sergio Casas-Cordero E. 37