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ACIDOS, BASES Y ELECTROLITOS Semana 12 Licda. Lilian Judith Guzmán Melgar.

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1 ACIDOS, BASES Y ELECTROLITOS Semana 12 Licda. Lilian Judith Guzmán Melgar

2 ACIDOS Y BASES ACIDO Del latín Acidus= agrio Ejemplos Vinagre, jugo de limón. Tiene un sabor a agrio y pueden producir sensación de picazón en la piel. BASE Sustancias como antiácidos, líquidos limpia vidrios y destapa-desagües. Que tiene un sabor amargo y sensación jabonosa en la piel. 2

3 3 TEORIA DE ARRHENIUS ACIDO Es una sustancia que produce iones de hidrogeno (H + ) cuando se disuelve en agua. El ión hidrogeno (H + ) es un protón que en solución acuosa se hidrata y se convierte en ión hidronio (H 3 O + ). H + + H 2 O H 3 O + (El nombre protón también se usa como un sinónimo del ion hidrógeno, H + debido a que la pérdida del electrón de valencia de un átomo de hidrógeno neutro, deja únicamente el núcleo del hidrógeno, un protón.)

4 Ejemplo : HCl, HNO 3 HCl (g) + H 2 O (l) H + (ac) + Cl - (ac) HCl (g) + H 2 O (l) H + (ac) + Cl - (ac) HNO 3 + H 2 O (l) H + (ac) + NO 3 - (ac) HNO 3 + H 2 O (l) H + (ac) + NO 3 - (ac) 4

5 5 BASE Compuestos iónicos que se disocian en un ion metálico y en iones hidróxido (OH - ) cuando se disuelve en agua. Compuestos iónicos que se disocian en un ion metálico y en iones hidróxido (OH - ) cuando se disuelve en agua. Ejemplo : NaOH, KOH, Ba(OH) 2 NaOH + H 2 O Na + + OH - NaOH + H 2 O Na + + OH - KOH + H 2 O K + + OH - KOH + H 2 O K + + OH - Ba(OH) 2 + H 2 O Ba OH - Ba(OH) 2 + H 2 O Ba OH -

6 6 TEORIA DE BRONSTED-LOWRY ACIDO: Sustancia que dona un protón, (ion H + ) a otra sustancia. HCl + H 2 O H 3 O + + Cl - HCl + H 2 O H 3 O + + Cl - ACIDO BASE ACIDO BASE

7 BASE: Sustancia que acepta un protón (H + ) de otra sustancia. H 2 O + NH 3 OH – + NH 4 + ACIDO BASE ACIDO BASE 7

8 Ejemplos 8

9 TEORIA DE LEWIS ACIDO Sustancia que puede aceptar un par de electrones. Para poder aceptar un par de electrones debe tener un orbital vacío de baja energía o un enlace polar con el hidrógeno para poder donar el H + (el cual tiene un orbital 1s vacío). Por tanto, la definición de Lewis de acidez incluye además del H + varios cationes metálicos como el Mg +2. 9

10 Compuestos de elementos del grupo 3A, como el BF 3 y el AlCl 3 son ácidos de Lewis porque tienen orbitales de valencia sin llenar y pueden aceptar un par de electrones de una base de Lewis Compuestos de elementos del grupo 3A, como el BF 3 y el AlCl 3 son ácidos de Lewis porque tienen orbitales de valencia sin llenar y pueden aceptar un par de electrones de una base de Lewis Varios compuestos de metales de transición como TiCl 4, FeCl 3, ZnCl 2 y SnCl 4 son ácidos de Lewis. 10

11 ALGUNOS ACIDOS DE LEWIS 11

12 12 BASE: Sustancia que puede ceder un par de electrones. Una base de Lewis es un compuesto con un par de electrones no enlazado que puede utilizarse para enlazar un ácido de Lewis. Una base de Lewis es un compuesto con un par de electrones no enlazado que puede utilizarse para enlazar un ácido de Lewis. El H 2 O, con sus dos pares de electrones El H 2 O, con sus dos pares de electrones no enlazados en el oxígeno, actúa como una base de Lewis al donar un par de electrones a un H + en la formación del ion hidronio, H 3 O +. no enlazados en el oxígeno, actúa como una base de Lewis al donar un par de electrones a un H + en la formación del ion hidronio, H 3 O +.

13 La mayor parte de los compuestos orgánicos que contienen oxígeno o nitrógeno pueden actuar como bases de Lewis porque tienen pares de electrones no enlazados 13

14 Algunas Bases de Lewis 14

15 15 lewis LEWIS ACIDOS BRONSTED-LOWRY ARRHENIUS ACIDOS

16 COMPARACIÓN CARACTERISTICASACIDOSBASES ARRHENIUSPRODUCE H + PRODUCE OH - BRONSTED & LOWRYDONA H + ACEPTA H + LEWISACEPTA UN PAR DE ELECTRONES DONA UN PAR DE ELECTRONES ELECTROLITOSSI SABORAGRIOAMARGO SENSACIÓNPUEDE PICARJABONOSO, RESBALADIZO TORNASOL (PAPEL PH)ROJOAZUL FENOLFTALEINASIN COLORFUCSIA NEUTRALIZACIÓNNEUTRALIZA BASESNEUTRALIZA ACIDOS 16

17 17 IONIZACION Proceso mediante el cual una sustancia al entrar en contacto con el agua se disocia en sus iones respectivos. Ejemplo : HCl H + + Cl - HCl H + + Cl - KOH K + + OH - KOH K + + OH - CH 3 COOH CH 3 COO - + H + CH 3 COOH CH 3 COO - + H + NH 3 NH OH - NH 3 NH OH -

18 18 ELECTROLITOS Sustancia que en solución acuosa esta disociada en iones y conduce la electricidad. FUERTEDEBIL Se disocian al 100%. Buen conductor de la electricidad La reacción de ionización ocurre en un solo sentido (irreversible). KOH K + + OH - H 2 SO 4 2H + + SO 4 -2 Se disocian en un pequeño %. Conduce poco la electricidad. Su reacción de ionización es reversible H 2 CO 3 2H + + CO 3 - NH 3 + H 2 O NH OH -

19 ELECTROLITOS FUERTESDEBILES 19

20 20 NO ELECTROLITO Sustancias que en estado líquido o solución, NO conducen corrientes eléctricas. Ejemplo Alcohol Alcohol Gasolina Gasolina Azúcar Azúcar azúcar

21 21 IONIZACION DEL AGUA El agua es mala conductora de electricidad, debido a que es muy poco ionizada. H 2 O + H 2 O H 3 O + + OH - Concentración en el agua a 25 °C [H + ] = = 1 x M [OH - ] = = 1 x 10 – 7 M

22 22 Constante de Producto Iónico del agua (Kw) Kw = [H + ] [OH - ] Kw = [1.0 x ] [1x ] Kw = 1.0 x10 -14

23 23 ¿Cómo influye la adición de un ácido y de una base al agua en las concentraciones de iones hidrógeno e hidroxilo ? Si [ H + ] entonces [OH - ] hasta que la [ ] = 1.0x Si [OH - ] entonces [H + ] hasta que la [ ] = 1.0x10 -14

24 24 Acidas En soluciones Acidas: [H + ] es mayor 1.0x10 -7 Alcalinas En soluciones Alcalinas:[H + ] es menor 1.0x10 -7 Neutras: En soluciones Neutras: [H + ] es igual a 1.0x10 -7 Ejemplo : Una muestra de bilis tiene una [OH - ] de 1.0 x10 -5 ¿Cuál es la [H + ] ?

25 25 ACIDOS Y BASES FUERTES ACIDOS FUERTES: Son aquellos que se ionizan totalmente en agua(100%). Tiene una ionización irreversible. Ejemplo : Son aquellos que se ionizan totalmente en agua(100%). Tiene una ionización irreversible. Ejemplo : HCl Ácido Clorhídrico HBr Ácido Bromhídrico HI Ácido Yodhídrico H 2 SO 4 Ácido sulfúrico HNO 3 Ácido Nítrico HClO 4 Ácido Perclórico

26 26 ACIDOS DEBILES Se ionizan en pequeñas proporciones. Se ionizan en pequeñas proporciones. Tienen una ionización reversible Tienen una ionización reversible Poseen una constante de ionización (Ka) Poseen una constante de ionización (Ka) HC 2 H 3 O 2 H + + C 2 H 3 O 2 - Ka= [H + ] [C 2 H 3 O 2 - ] [HC 2 H 3 O 2 ] [HC 2 H 3 O 2 ] H 3 PO 4 Ácido FosfóricoC 3 H 5 (COOH) 3 Ácido Cítrico H 2 CO 3 Ácido carbónicoH 3 BO 3 Ácido Bórico HF Acido Fluorhídrico H2SH2S Acido sulfhídrico

27 27 BASE FUERTE Se ionizan totalmente en agua, (100%) Se ionizan totalmente en agua, (100%) Tiene una ionización irreversible Tiene una ionización irreversible NaOHHidróxido de Sodio KOHHidróxido de Potasio LiOHHidróxido de Litio

28 28 BASE DEBIL Se ionizan parcialmente en agua Se ionizan parcialmente en agua Tienen una ionización reversible Tienen una ionización reversible Poseen una constante de ionización (Kb). Poseen una constante de ionización (Kb). NH 4 OH NH OH - NH 4 OH NH OH - Kb = [ NH 4 + ] [OH - ] [NH 4 OH] [NH 4 OH] Mg(OH) 2 Hidróxido de Magnesio NH 3 Amoniaco

29 29 pH El pH de una solución es la medida de la concentración de iones hidrogeno en una solución, [H + ] pH = - log [H + ]

30 NEUTRO MAS BASICO MAS ACIDO El agua tiene una [ ] de iones hidrógeno de 1x10 -7 moles/litro y un pH 7. Toda solución neutra tiene un pH 7 Toda solución neutra tiene un pH 7 Toda solución ácida tiene un pH menor 7 Toda solución ácida tiene un pH menor 7 Toda solución básica tiene un pH mayor 7 Toda solución básica tiene un pH mayor 7

31 Algunos pH 31

32 32 pOH Se define como la medición de la concentración de iones hidroxilo en una solución, [OH - ] Cuando menor el pOH mayor alcalinidad pOH = - log [OH - ]

33 Relación pH y pOH Uso de la calculadora (Casio) para calculo de pH 33 pH + pOH = 14 Para calcular el pH de una solución que tiene una concentración de iones hidrogeno de [H + ] = 2.5x 10 -5, entonces : OPRIMIR : Respuesta : 4.60 Respuesta : log2. 5 EXP -5=

34 Calcular la [H + ] de una solución con un pH = 3.6 un pH = 3.6 OPRIMIR : RESPUESTA: 2.51 X SHIFT log - 3. =6

35 35 Ejercicios Calcular el pH de cada una de las siguientes soluciones: 1)[H+] = 3.5 x ) pOH = 4.2 2)NaOH M 5) HCl M 3)[OH - ] = 2.0 x ) NaOH M Calcule la [H + ] en las soluciones con : 7) pH= 5.5 8) pOH = 4 9) pH= 1.8

36 36 % de Ionización Ácidos : Bases: % de ionización = [ácido ionizado] x 100 [ácido inicial] % de Ionización = [base ionizado] x 100 [base inicial]

37 37 EJERCICIOS 1)Para una solución de ácido acético (HC 2 H 3 O 2 ) 0.10 M calcular : El % de ionización del ácido acético si la constante de ionización (Ka) del ácido es 1.8x HC 2 H 3 O 2 H + + C 2 H 3 O 2 - 2) Calcule el pH y % de ionización de una solución de anilina 0.05 M, Kb = 4.5x C 6 H 5 NH 2 C 6 H 5 NH OH -

38 3) ¿Cuál es la Ka y el pH de una solución de Acido fluorhídrico (HF) 0.3 M ionizada un 3.2%? HF H + + F - 38

39 39 Fin


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