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1 IONES EN FASE ACUOSA Basado en el trabajo del Prof. Víctor Batista Universidad de Yale.

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1 1 IONES EN FASE ACUOSA Basado en el trabajo del Prof. Víctor Batista Universidad de Yale

2 2 COMPUETOS IÓNICOS Muchas reacciones involucran sustancias iónicas, especialmente las que ocurren en agua o en solución acuosa. KMnO 4 en agua K + (ac) + MnO 4 - (ac)

3 3 Un compuesto iónico: CuCl 2, en agua.

4 4 ¿Cómo sabemos que hay iones presentes en las soluciones acuosas? ¡Porque conducen la electricidad ! Los compuestos que se disocian se denominan ELECTROLITOS HCl, MgCl 2, Y NaCl son electrolitos fuertes Ellos se disocian completamente* en iones. Soluciones acuosas * La disociación es en realidad, prácticamente completa.

5 5 HCl, MgCl 2, y NaCl son electrolitos fuertes porque se disocian completamente en iones Soluciones acuosas

6 6 El ácido acético sólo se disocia en una proporción pequeña, por eso es un electrolito débil. CH 3 CO 2 H(ac) --- > CH 3 CO 2 - (ac) + H + (ac) CH 3 CO 2 H(ac) --- > CH 3 CO 2 - (ac) + H + (ac)

7 7 Soluciones acuosas El ácido acético sólo se disocia en una proporción pequeña, por eso es un electrolito débil. CH 3 CO 2 H(aq) --- > CH 3 CO 2 - (aq) + H + (aq) CH 3 CO 2 H(aq) --- > CH 3 CO 2 - (aq) + H + (aq)

8 8 Soluciones acuosas Algunos compuestos se disuelven en agua pero la solución resultante no conduce la electricidad. Se los conoce como: no electrolitos. Algunos ejemplos: azúcaretanol etilen glicol Algunos ejemplos: azúcaretanol etilen glicol

9 9 Solubilidad en agua de compuestos iónicos Los minerales comunes suelen estar formados por aniones muy poco solubles: sulfuro, fluoruro, carbonato, óxido. Azurita, un carbonato de cobre Pirita, un sulfuro de hierro Orpimente, un sulfuro de arsénico

10 10 ÁCIDO --- > H + en agua* ÁCIDOSÁCIDOS Algunos ácidos fuertes : HClclorhídrico H 2 SO 4 sulfúrico HClO 4 perclórico HNO 3 nítrico HNO 3

11 11 ÁCIDOSÁCIDOS HCl(aq) --- > H + (aq) + Cl - (aq) ÁCIDO --- > H + en agua*

12 12 La naturaleza de los ácidos HCl H 2 O Cl - H 3 O + catión hidronio

13 13 Ácidos débiles Los ácidos débiles son electrólitos débiles CH 3 CO 2 H ácido acético H 2 CO 3 ácido carbónico H 3 PO 4 ácido fosfórico HF ácido fluorhídrico Ácido acético

14 14 ÁCIDOSÁCIDOS Los óxidos no metálicos pueden generar ácidos: CO 2 (g) + H 2 O(l) --- > H 2 CO 3 (ac) SO 3 (g) + H 2 O(l) --- > H 2 SO 4 (ac) El CO 2 (g) y el SO 3 (g) son productos de la combustión del petróleo y del carbón.

15 15 Base --- > OH - en agua BASESBASES NaOH(aq) --- > Na + (aq) + OH - (aq) El NaOH es una base fuerte

16 16 Amoníaco, NH 3 Amoníaco, NH 3 Una base importante

17 17 BASESBASES Los óxidos metálicos pueden generar bases: CaO(s) + H 2 O(l) -- > Ca(OH) 2 (ac) CaO en agua: el indicador detecta un medio básico

18 18 Ecuaciones iónicas Mg(s) + 2 HCl(aq) --> H 2 (g) + MgCl 2 (aq) En realidad deberíamos escribir: Mg(s) + 2 H + (aq) + 2 Cl - (aq) ---> H 2 (g) + Mg 2+ (aq) + 2 Cl - (aq) Los dos aniones Cl - son IONES ESPECTADORES. Éstos no participan en la reacción. Ecuación fórmula: Ecuación iónica:

19 19 Ecuación iónica neta Si dejamos fuera a los iones espectadores: Mg(s) + 2 H + (aq) --- > H 2 (g) + Mg 2+ (aq) ECUACIÓN IÓNICA NETA Obtenemos la ECUACIÓN IÓNICA NETA Mg(s) + 2 HCl(aq) --> H 2 (g) + MgCl 2 (aq) Mg(s) + 2 H + (aq) + 2 Cl - (aq) --- > H 2 (g) + Mg 2+ (aq) + 2 Cl - (aq)

20 20 Reacciones químicas en fase acuosa I) Reacciones de intercambio: Pb(NO 3 ) 2 (ac) + 2 KI (ac) --- > PbI 2 (s) + 2 KNO 3 (ac) Los aniones intercambian cationes y viceversa

21 21 La fuerza impulsora es la formación de un compuesto insoluble: un precipitado. Pb(NO 3 ) 2 (aq) + 2 KI(aq) --- > 2 KNO 3 (aq) + PbI 2 (s) Ecuación iónica neta Pb 2+ (aq) + 2 I - (aq) --- > PbI 2 (s) II) Reacciones de precipitación:

22 22 La fuerza impulsora es la formación de agua.La fuerza impulsora es la formación de agua. NaOH(ac) + HCl(ac) --- > NaCl(ac) + H 2 O(l) Ecuación iónica neta:Ecuación iónica neta: OH - (aq) + H + (aq) ---> H 2 O(liq) Vale para toda neutralizaciónentre ácidos y bases fuertes.Vale para toda neutralizaciónentre ácidos y bases fuertes. III) Reacciones ácido-base:

23 23 A menudo son llamadas NEUTRALIZACIONES porque la solución final puede no tener carácter ácido ni básico (depende de la estequiometría de la reacción)A menudo son llamadas NEUTRALIZACIONES porque la solución final puede no tener carácter ácido ni básico (depende de la estequiometría de la reacción) Además de agua se produce una SAL (MX).Además de agua se produce una SAL (MX). HX + MOH --- > MX + H 2 O HX + MOH --- > MX + H 2 O M n+ proviene de la base y X n- proviene del ácido M n+ proviene de la base y X n- proviene del ácido ¡Esta es una forma de producir compuestos iónicos! ¡Esta es una forma de producir compuestos iónicos! REACCIONES ÁCIDO-BASE

24 24 Reacciones que producen gases Así se producen carbonatos metálicos: CO 2 (g) + H 2 O (l) --- > H 2 CO 3 (ac) H 2 CO 3 (ac) + Ca +2 (ac) --- > 2 H + (ac) + CaCO 3 (s) El agregado de un ácido revierte esta reacción: MCO 3 + ácido --- > CO 2 + sal

25 25 Reacciones que producen gases CaCO 3 (s) + H 2 SO 4 (ac) --- > 2 CaSO 4 (s) + H 2 CO 3 (ac) El ácido carbónico es inestable y se descompone en CO 2 y H 2 O H 2 CO 3 (ac) --- > CO 2 (g) + H 2 O (l) *(Las tabletas antiácidas contienen una mezca de ácido cítrico y NaHCO 3 )

26 26 TRADUCCIÓN Y ADECUACIÓN


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