TEMA: 5 2.5 Equivalentes de Ácidos y Bases 2.5.1 Valoraciones Acido y Base 2.5.2 Hidrólisis de Cationes y Aniones 2.5.2.1 Tipos de Hidrólisis 2.53 Lluvia.

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1 TEMA: 5 2.5 Equivalentes de Ácidos y Bases 2.5.1 Valoraciones Acido y Base 2.5.2 Hidrólisis de Cationes y Aniones 2.5.2.1 Tipos de Hidrólisis 2.53 Lluvia Acida TEMA: 5 2.5 Equivalentes de Ácidos y Bases 2.5.1 Valoraciones Acido y Base 2.5.2 Hidrólisis de Cationes y Aniones 2.5.2.1 Tipos de Hidrólisis 2.53 Lluvia Acida

2 EQUIVALENTE DE ÁCIDOS Y BASES. NORMALIDAD. Todas las reacciones químicas ocurren equivalente a equivalente En todas las reacciones ácido-base se da la relación 1 eq de ácido : 1 eq de base 1 eq HCl : 1 eq Ca(OH) 2 CaCl 2 + 2 H 2 O Ca(OH) 2 + 2 HCl Un ejemplo: 2 moles HCl 1 mol Ca(OH) 2 2 eq HCl 2 eq Ca(OH) 2 = Una forma de expresar la concentración de una disolución es la Normalidad Valencia (v) para un ácido, el número de H + que cede por molécula Valencia (v) para una base, el número de H + que reacciona con cada molécula número de eq = número de moles.valencia N = M · v

3 VALORACIONES ÁCIDO-BASE La volumetría ácido-base es un procedimiento que permite calcular la concentración de una disolución, conociendo la concentración de otra, en una reacción de neutralización ácido- base. Se basa en el cambio brusco del pH de una disolución (ácida o básica), cuando se completa la reacción de neutralización (OH - + H + = H 2 O) punto de equivalencia Instante definido como punto de equivalencia indicador ácido basecambiando de color Para saber cuándo se ha alcanzado el punto de equivalencia, se utiliza un indicador ácido base, que avisa, cambiando de color, cuando se ha completado la reacción

4 4 HIDRÓLISIS DE CATIONES Y ANIONES. La hidrólisis de un catión es la reacción de éste con el agua Cualquier catión cuya base conjugada sea débil, tendrá carácter ácido suficientemente fuerte como para reaccionar con el agua y se hidroliza soltando protones y dando pH ácido Los cationes que proceden de los hidróxidos que son bases fuertes, que se disocian totalmente resultan ser ácidos muy débiles y no reaccionan con el agua (Na +, Ca 2+, K +, etc.) Otros cationes, unidos a una o más moléculas de agua son capaces de ceder un protón originando disoluciones ácidas Hay cationes que son ácidos de Brönsted, capaces de ceder un protón, como las sales de amonio, donde el catión es el

5 5 Al disolver KCN, se libera el ion CN - ( base conjugada del HCN ácido débil), que será una base fuerte y tendrá cierta tendencia a captar un H + Un anión cuyo ácido conjugado sea débil será una base lo bastante fuerte como para reaccionar con el agua y se hidroliza dando iones OH - generando pH básico La hidrólisis de un anión es la reacción de éste con el agua Reacción desplazada a la izquierda; las moléculas del HCl ceden un H + a los OH - Al disolver KCl en H 2 O se libera el ion Cl - (base conjugada del HCl), que será una base muy débil y no aceptará H + del agua Los aniones de los ácidos fuertes son bases débiles por lo que no reaccionan con agua Cl -, Br -, I -,,

6 TIPOS DE HIDRÓLISIS. Según procedan el catión y el anión de un ácido o una base fuerte o débil, las sales se clasifican en: Sales procedentes de ácido fuerte y base fuerte. – Ejemplo: NaCl Sales procedentes de ácido débil y base fuerte. – Ejemplo: NaCN Sales procedentes de ácido fuerte y base débil. – Ejemplo: NH 4 Cl Sales procedentes de ácido débil y base débil. – Ejemplo: NH 4 CN Sales procedentes de ácido fuerte y base fuerte ejemplo: NaCl Na + Cl –NO SE PRODUCE HIDRÓLISIS ya que tanto el Na + que es un ácido muy débil como el Cl – que es una base muy débil apenas reaccionan con agua. Es decir los equilibrios:

7 7 Sal procedente de ácido débil y base fuerte por ejemplo: CH 3 –COO – Na +Sal procedente de ácido débil y base fuerte por ejemplo: CH 3 –COO – Na + Na + CH 3 –COO –SE PRODUCE HIDRÓLISIS BÁSICA ya que el Na + es un ácido muy débil y apenas reacciona con agua, pero el CH 3 –COO – es una base fuerte y si reacciona con ésta de forma significativa: CH 3 –COO – + H 2 O  CH 3 –COOH + OH – lo que provoca que el pH > 7 (disolución básica). Sal procedente de ácido débil y base fuerte por ejemplo: CH 3 –COO – Na +Sal procedente de ácido débil y base fuerte por ejemplo: CH 3 –COO – Na + Na + CH 3 –COO –SE PRODUCE HIDRÓLISIS BÁSICA ya que el Na + es un ácido muy débil y apenas reacciona con agua, pero el CH 3 –COO – es una base fuerte y si reacciona con ésta de forma significativa: CH 3 –COO – + H 2 O  CH 3 –COOH + OH – lo que provoca que el pH > 7 (disolución básica). Sales procedentes de ácido fuerte y base débil ejemplo: NH 4 ClSales procedentes de ácido fuerte y base débil ejemplo: NH 4 Cl NH 4 Cl –SE PRODUCE HIDRÓLISIS ÁCIDA ya que el NH 4 + es un ácido relativamente fuerte y reacciona con agua mientras que el Cl – es una base débil y no lo hace de forma significativa: NH 4 + + H 2 O  NH 3 + H 3 O + lo que provoca que el pH < 7 (disolución ácida). Sales procedentes de ácido fuerte y base débil ejemplo: NH 4 ClSales procedentes de ácido fuerte y base débil ejemplo: NH 4 Cl NH 4 Cl –SE PRODUCE HIDRÓLISIS ÁCIDA ya que el NH 4 + es un ácido relativamente fuerte y reacciona con agua mientras que el Cl – es una base débil y no lo hace de forma significativa: NH 4 + + H 2 O  NH 3 + H 3 O + lo que provoca que el pH < 7 (disolución ácida).

8 Sales procedentes de ácido débil y base débil por ejemplo: NH 4 CN Sales procedentes de ácido débil y base débil por ejemplo: NH 4 CN NH 4 + CN – En este caso tanto el catión NH 4 + como el anión CN – se hidrolizan y la disolución será ácida o básica según qué ion se hidrolice en mayor grado. Como K b (CN – ) = 2 · 10 –5 M y K a (NH 4 + ) = 5,6 · 10 –10 M, en este caso, la disolución es básica ya que K b (CN – ) es mayor que K a (NH 4 + ) Sales procedentes de ácido débil y base débil por ejemplo: NH 4 CN Sales procedentes de ácido débil y base débil por ejemplo: NH 4 CN NH 4 + CN – En este caso tanto el catión NH 4 + como el anión CN – se hidrolizan y la disolución será ácida o básica según qué ion se hidrolice en mayor grado. Como K b (CN – ) = 2 · 10 –5 M y K a (NH 4 + ) = 5,6 · 10 –10 M, en este caso, la disolución es básica ya que K b (CN – ) es mayor que K a (NH 4 + ) En resumen : la hidrólisis es la reacción de los iones de una sal con el agua Las sales pueden obtenerse por reacción de un ácido con una base. Considerando el tipo de ácido y de base del que proceden, las sales se dividen en  Sales procedentes de un ácido fuerte y una base fuerte como por ejemplo: NaNO 3 o CaCl 2 ni el anión ni el catión experimentan hidrólisis sus disoluciones son neutras (pH = 7)  Sales procedentes de un ácido débil y una base fuerte como por ejemplo: Na 2 CO 3 o KCN sólo se hidroliza el anión, dando iones OH - sus disoluciones son básicas (pH >7)  Sales procedentes de un ácido fuerte y una base débil como por ejemplo: NH 4 NO 3 o FeCl 3 sólo se hidroliza el catión, dando iones H 3 O + sus disoluciones son ácidas (pH > 7)  Sales procedentes de un ácido débil y una base débil como por ejemplo: NH 4 CN o CaCl 2 se hidrolizan tanto el anión como el catión la disolución es ácida o básica según qué ion se hidrolice en mayor grado

9 9 El SO 2 junto con el O 2 del aire y el agua atmosférica se transforma en ácido sulfúrico SO 2 (g) + 1/2 O 2 (g) SO 3 (g) + H 2 O (l) H 2 SO 4 (l) LA LLUVIA ÁCIDA. Se debe principalmente a los ácidos sulfúrico y nítrico que se transforman en la atmósfera a partir de contaminantes del aire El ácido sulfúrico disuelto en el agua de la lluvia ataca a los materiales de construcción como la piedra caliza o el mármol: CaCO 3 (s) + H 2 SO 4 (aq) CaSO 4 (s) + CO 2 (g) + H 2 O (l) El CaSO 4 es una sal soluble que desaparece arrastrada por el agua de lluvia que la disuelve El ácido sulfúrico procede principalmente del azufre del carbón utilizado en las centrales térmicas, donde se transforma en SO 2 : 4 FeS 2 (s) + 11O 2 (g) 2Fe 2 O 3 (s) + 8SO 2 (g) El ácido sulfúrico, es el responsable, también, del deterioro del papel de libros y documentos fabricados con trazas de varios óxidos metálicos que catalizan la conversión del dióxido en trióxido de azufre Los efectos de la lluvia ácida son especialmente dañinos en zonas que son de granito o de otros materiales incapaces de neutralizar los iones H +