Ácidos y bases.
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Ácidos y bases Ácidos y bases
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ácidos y bases, dos tipos de compuestos químicos que presentan características opuestas , los ácidos tiene un sabor agrio, las bases tiene sabor amargo.
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Ácidos y basesÁcidos y bases
Ácidos y bases:Ácidos y bases:
ÁcidoÁcido: sabor : sabor agrio, produce agrio, produce cambios de color cambios de color en las prendas.en las prendas.
BaseBase: sabor : sabor amargo, amargo, sensación sensación jabonosa.jabonosa.
Ácido es una sustancia que produce H+ (H3O+) en medio acuoso
Base es una sustancia que produce OH- en medio acuoso
NaOH
KOH
Ca(OH)2
Teoría ácido-base Definición de
Arrhenius
En esta reacción el agua sería al mismo En esta reacción el agua sería al mismo tiempo tiempo ácido/baseácido/base porque dona H porque dona H++ y y OHOH--..
Teoría ácido-base Definición de
Arrhenius
Johannes N. Bronsted Thomas M. Lowry
1879-1947 1874-1936
Teoría ácido-base Definición de Brønsted-
Lowry
Un ácido de Brønsted-Lowry es donador de protonesUna base de Brønsted-Lowry es un aceptor de protones
Teoría ácido-base Definición de Brønsted-
Lowry
base ácido
HClHCl((aq)aq) + H + H22OO((ll)) H H33OO++((aq)aq) + Cl + Cl--
((aq)aq)
HCl HCl dona dona un protón al Hun protón al H22O. Es un O. Es un ácidoácido..
HH22O O aceptaacepta un protón del HCl. Es una un protón del HCl. Es una basebase..
El agua puede comportarse como base o El agua puede comportarse como base o como ácido, es como ácido, es anfotérica.anfotérica.
Teoría ácido-base Definición de Brønsted-
Lowry
Cuando un ácido dona un protón, se Cuando un ácido dona un protón, se transforma en su transforma en su basebase conjugadaconjugada..
Cuando una base acepta un protón, se Cuando una base acepta un protón, se transforma en su transforma en su ácidoácido conjugadoconjugado..
Teoría ácido-base Pares conjugados ácido-
base
Pares ConjugadosPares Conjugados
H2O es una base, gana un protón y se forma su ácido conjugado H3O+. H2O y H3O+ son un par conjugado ácido-base.HCO3- es un ácido, pierde un protón y se forma CO32- que es su base conjugada. HCO3
- y CO32-
son un par conjugado ácido-base.
Ejercicio. En las siguientes reacciones identifica el ácido, la base, el ácido conjugado y la base conjugada.
CH3NH2 + H2SO4 CH3NH3+ + HSO4
-
HCl + H2O H3O+ + Cl-
NH3 + H2O NH4+ + OH-
ácido base ácido conj. base conj.
ácidobase ácido conj. base conj.
ácidobase ácido conj. base conj.
Pares ConjugadosPares Conjugados
HCl + OH- Cl- + H2O HCl + OH- Cl- + H2O
H2O + H2SO4 HSO4- +
H3O+
H2O + H2SO4 HSO4- +
H3O+
ácido base base conj. ácido conj.
ácidobase base conj. ácido conj.
Teoría ácido-base de Lewis
Ácido de Lewis Ácido de Lewis
acepta un par de acepta un par de electroneselectrones
Base de Lewis Base de Lewis dona un par de dona un par de electroneselectrones
N
H HH
F
FF
BF3
NH3
Otro ejemplo en la formación del ión Otro ejemplo en la formación del ión hidroniohidronio (H (H33OO++))
Teoría ácido-base de Lewis
HH
H
BASE
••••••
O—HO—H
H+
ACIDO
+
ÁcidoÁcido BaseBase
ArrheniuArrheniuss
Dona HDona H++ Dona OHDona OH––
BrBrønstedønsted-Lowry-Lowry Dona HDona H++ Acepta Acepta
HH++
LewisLewisAcepta Acepta
electroneelectroness
Dona Dona electroneelectrone
ss
Resumen modelos ácido-base
Un electrolito es un compuesto que se disuelve en agua y forma iones (se ioniza, se disocia).
Un electrolito fuerte se ioniza completamente.
Un electrolito débil se ioniza parcialmente.
15.4
Fuerza relativa de electrolitosFuerza relativa de electrolitos
Fuerza relativa de ácidos y Fuerza relativa de ácidos y basesbases
Los Los ácidosácidos más fuertes más fuertes producen las producen las bases bases conjugadas conjugadas más más débiles.débiles.
Las Las basesbases más fuertes, más fuertes, producen los producen los ácidos ácidos conjugados conjugados más más débiles. débiles.
La fuerza de un ácido se determina por la cantidad de éste que se ioniza.La fuerza de un ácido se determina por la cantidad de éste que se ioniza.
Fuerza relativa de ácidosFuerza relativa de ácidos
Ácido fuerte, cerca del 100% ionizado
Ácido débil,Mucho menos del 100% ionizado
Los Los ácidos fuertes ácidos fuertes tienen altos valores tienen altos valores de Kde Kaa
Los Los ácidos débiles ácidos débiles tienen bajos valores tienen bajos valores de Kde Kaa
[H+] x [A-][HA]
Ka =
Constante de disociación de los Constante de disociación de los ácidosácidos
HA H+ + A-
La fuerza de una base se determina por la cantidad de ésta que se ioniza(se protona).La fuerza de una base se determina por la cantidad de ésta que se ioniza(se protona).
Fuerza relativa de basesFuerza relativa de bases
Base fuerte, cerca del 100% ionizada (protonada)
Base débil,Mucho menos del 100% ionizada (protonada)
Na+
Na+
Na+
NH3
OH-
OH-
OH-
OH-NH3 NH4
+
NH3
NH3
[BH+] x [OH-][B]
Kb =
B + H2O BH+ + OH-
Constante de disociación de las Constante de disociación de las basesbases
Las Las bases fuertes bases fuertes tienen altos valores tienen altos valores de Kde Kbb
Las Las bases débiles bases débiles tienen bajos valores tienen bajos valores de Kde Kbb
Los ácidos más fuertes conocidos son HCl, HBr, HI, Los ácidos más fuertes conocidos son HCl, HBr, HI, HNOHNO33, HClO, HClO33, HClO, HClO4 4 y Hy H22SOSO44..
Ejemplos de ácidos débiles son: HF, HNOEjemplos de ácidos débiles son: HF, HNO22, acético, , acético, benzoico, HClO, HCN.benzoico, HClO, HCN.
Las bases más fuertes que se conocen son NaOH, Las bases más fuertes que se conocen son NaOH, KOH y Ca(OH)KOH y Ca(OH)22..
Ejemplos de bases débiles, NHEjemplos de bases débiles, NH33, piridina, aminas, , piridina, aminas, iones carbonato (COiones carbonato (CO33
2-2-). ).
Ácidos y bases fuertes y débilesÁcidos y bases fuertes y débiles
El agua puede funcionar como ácido o base. El agua puede funcionar como ácido o base.
Continuamente en el agua pura se da el siguContinuamente en el agua pura se da el siguente ente
equilibrio:equilibrio:
Tomando como constante Tomando como constante [H2O]
KKww = [H = [H++] [OH] [OH--] = 1 x 10] = 1 x 10-14-14 a 25 a 25 ooCC
es la constante de disociación del agua.es la constante de disociación del agua.
Ionización del aguaIonización del agua
H2O H+ + OH-
[H+] x [OH-]
[H2O]Kc =
Si tenemos una solución neutra (agua pura)Si tenemos una solución neutra (agua pura)
[H[H++] = [OH] = [OH--]]
Si Si Kw = [H+] [OH-] = 1 x 10Kw = [H+] [OH-] = 1 x 10-14-14 MM [H[H++] = [OH] = [OH--] = 1 x 10] = 1 x 10-7-7 M M
OH-
H3O+
OH-
H3O+
AutoionizationAutoionizationIonización del aguaIonización del agua
Se define como Se define como
pH = -log[HpH = -log[H++] ]
y tambiény también
pOH = -log[OHpOH = -log[OH--]]
En el agua pura a 25 En el agua pura a 25 C,C,
[H[H++] = [OH] = [OH--]]
pH = pOH = 7.00pH = pOH = 7.00
pH + pOH = 14.00pH + pOH = 14.00
Escala de pHEscala de pH(pouvoir hydrogène)
La escala de pH es una La escala de pH es una manera de medir la manera de medir la fuerza de los fuerza de los ácidos ácidos y y bases bases de una manera de una manera más sencillamás sencilla. .
Un pH de 7 es neutroUn pH de 7 es neutro
Menor a 7 es ácidoMenor a 7 es ácido
Mayor de 7 es básicoMayor de 7 es básico
Escala de pHEscala de pH
Para medir el pH se utilizan Para medir el pH se utilizan potenciómetros.potenciómetros.
Existen ciertos colorantes Existen ciertos colorantes conocidos como conocidos como indicadores indicadores que al que al cambiar su pH, cambian su color.cambiar su pH, cambian su color.
http://www.youtube.com/watch?v=tR0j_M1LvtIhttp://www.youtube.com/watch?v=tR0j_M1LvtI
Escala de pHEscala de pH
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Si el pH de la Coca-cola es 2.47Si el pH de la Coca-cola es 2.47
¿Cuál es la concentración de H¿Cuál es la concentración de H++??
pH = - log [HpH = - log [H++] ]
- 2.47 = log [H- 2.47 = log [H++]]
Antilog (-2.47) = [HAntilog (-2.47) = [H++] ]
[H[H++] = 3.38 x 10] = 3.38 x 10-3-3 M M
Problemas, cálculo de pHProblemas, cálculo de pH
1. Si [H1. Si [H++] = 1 X 10] = 1 X 10-10 -10
MM
pH = - log 1 X 10pH = - log 1 X 10-10-10
pH = - (- 10)pH = - (- 10)
pH = 10pH = 10
2. Si [H2. Si [H++] = 1.8 X 10] = 1.8 X 10-5-5
pH = - log 1.8 X pH = - log 1.8 X 1010-5-5
pH = - (- 4.74)pH = - (- 4.74)
pH = 4.74pH = 4.74
Problemas, cálculo de pHProblemas, cálculo de pH3. Encuentra el pH de:3. Encuentra el pH de:
HCl 0.15 M HCl 0.15 M
4. Encuentra el pH de 4. Encuentra el pH de
HNOHNO3 3 3.00 X 103.00 X 10-7-7 M M
pH = - log [HpH = - log [H++]]
pH = - log 0.15pH = - log 0.15
pH = - (- 0.82)pH = - (- 0.82)
pH = 0.82pH = 0.82
pH = - log 3 X 10pH = - log 3 X 10-7-7
pH = - (- 6.52)pH = - (- 6.52)
pH = 6.52pH = 6.52
El HNOEl HNO3 3 0.05M, ¿es ácido o básico?0.05M, ¿es ácido o básico?
pH = -log[H+]
pH = -log[0.050]
pH = 1.3 es
ácido
Problemas, cálculo de pHProblemas, cálculo de pH
¿Cuál es la molaridad de HBr cuyo pOH es 9.6?¿Cuál es la molaridad de HBr cuyo pOH es 9.6?
¿Esta solución es ácida o básica?¿Esta solución es ácida o básica?
pH + pOH = 14
pH + 9.6 = 14
pH = 4.4
ácidaantilog (-pH) = [H+]
Antilog (-4.4) = [H+]
[H+] = 3.98 10-5 M HBr
Si [H+] = 3.4 x 10-5M, calcula el pH, pOH y [OH-]
Si [OH-] = 4.4 x 10-3M, calcula el pH, pOH y [H+]
Si pH= 8.9, calcula el pOH, [H+], [OH-]
Si pOH= 3.2, calculate pH, [H+], [OH-]
Cálculo de pHCálculo de pH
pH = 4.47, pOH = 9.53, [OH-] = 2.95 x 10-10
pOH = 2.36, pH = 11.64, [H+] = 2.27 x 10-12
pOH = 5.1, [H+] = 1.26 x 10-9, [OH-] = 7.94 x 10-6
pH = 10.8, [H+] = 1.58 x 10-11, [OH-] = 6.3 x 10-4
Calcula la concentración de OHCalcula la concentración de OH- - en HCl 3.0en HCl 3.01010-2-2 M.M. [H+][OH-] = 1.0 10-14
[3.0 10-2][OH-] = 1.0 10-14
[OH-] = 3.3 10-13 M
Cálculo de pHCálculo de pH
Calcula la concentración de OHCalcula la concentración de OH-- si [H si [H++] = 1 x ] = 1 x 1010-6-6MM
1 x 101 x 10-14-14 / 1 x 10 / 1 x 10-6-6 = 1 x 10 = 1 x 10-8-8
Calcula la concentración de OHCalcula la concentración de OH-- en HCl en HCl 0.001M0.001M
1 x 101 x 10-14-14 / 1 x 10 / 1 x 10-3-3 = 1 x 10 = 1 x 10-11-11 M M
Si los siguientes valores son de [HSi los siguientes valores son de [H++] calcula [OH] calcula [OH--]]a. 10a. 10-10-10 M Mb. 10b. 10-7-7 M Mc. 10c. 10-3-3 M Md. 10 Md. 10 MPara los siguientes valores de [OHPara los siguientes valores de [OH--] encuentra pH y pOH] encuentra pH y pOHa. 10a. 10-1-1 M Mb. 10b. 10-12-12 M Mc. 10c. 10-5-5 M Md. 10 Md. 10 MPara los siguientes pH encuentra [HPara los siguientes pH encuentra [H++]]a. 2.33a. 2.33b. 1.09b. 1.09c. 7.83c. 7.83d. 12.9d. 12.9Para los sigiuentes pH encuentra [OHPara los sigiuentes pH encuentra [OH--] ] a. 3.65a. 3.65b. 9.16b. 9.16c. 13.65c. 13.65d. 5.38d. 5.38
TareaTarea
ReferenciasReferencias
White, David, P., Química General, Equilibrio Ácido-White, David, P., Química General, Equilibrio Ácido-Base, Base, Universidad de North Carolina, Wilmington. Universidad de North Carolina, Wilmington. Rapp, Neil, Ácidos y Bases, Chemistrygeek.comRapp, Neil, Ácidos y Bases, Chemistrygeek.comKimble, Margaret, Ácidos y Bases, Universidad de Kimble, Margaret, Ácidos y Bases, Universidad de Indiana, Fort Wayne.Indiana, Fort Wayne.Parr, Christopher, Ácidos y Bases, Universidad de Parr, Christopher, Ácidos y Bases, Universidad de Texas.Texas.Zumdahl y Zumdahl, Química, Capítulo 14, Ácidos Zumdahl y Zumdahl, Química, Capítulo 14, Ácidos y Bases, 5ª. Ed., Brooks Cole.y Bases, 5ª. Ed., Brooks Cole.Petrucci, Hill, Química General, 3ª Ed., Prentice Petrucci, Hill, Química General, 3ª Ed., Prentice Hall.Hall.Robertson David, Equilibrio ácido-base, Dpto. Robertson David, Equilibrio ácido-base, Dpto. Química, Universidad de Missouri.Química, Universidad de Missouri.
