Química. 4° Medio Ionización del agua. Concepto de pH Prof. María Alicia Bravo. Colegio Senda Nueva - Chile – ( 56-2 ) – /

Ionización del agua El agua es un disolvente único y una de sus principales características es su capacidad para actuar como ácido o como base. Se comporta como una base Cuando reacciona con ácidos como el HCl y CH 3 COOH Se comporta como un ácido Cuando reacciona con bases como el NH 3 El agua presenta una ligera ionización: Debido a que solo una fracción muy pequeña de moléculas de agua está ionizada, la concentración de agua es prácticamente constante. K w = 1,0x10 –14 a 25°C K a x K b = K w

Concepto de pH Para indicar la concentración de iones hidrógeno en una disolución, se emplea la notación denominada pH, cuya definición es: pH = log = –log [H + ] Una disolución neutra, [H + ] = 1x10 –7, tendrá un pH = 7 pH= –log [H + ] = –log 1x10 –7 = –7(–log 10)= 7 Una disolución ácida, [H + ] > 1x10 –7, tendrá un pH < 7 por ejemplo, [H + ] = 1x10 –5 implica que pH= 5 Una disolución básica, [H + ] 7 por ejemplo [H + ] = 1x10 –9 implica que pH= 9 [H + ] x [OH – ] = 1 x 10 –14 pH + pOH = 14 El pH y pOH resultan muy útiles para establecer de manera rápida la acidez y basicidad de una sustancia.

Concepto de pH

Disoluciones reguladoras o amortiguadoras Las disoluciones que están formadas por ácidos débiles y una de sus sales (que provenga de una base fuerte) o bases débiles y una de sus sales (que provenga de un ácido fuerte), se denominan disoluciones reguladoras o amortiguadoras. La disolución tiene la capacidad de resistir los cambios de pH cuando se agregan pequeñas cantidades de ácido o base. La capacidad amortiguadora, es decir, la efectividad de la disolución amortiguadora, depende de la cantidad de ácido y de base conjugada que tenga la disolución. Cuanto mayor sea esa cantidad, mayor será la capacidad amortiguadora. El sistema amortiguador suele representarse como sal/ácido o base conjugada/ácido: CH 3 COONa/CH 3 COOH ; KH 2 PO 4 /H 3 PO 4 ; C 5 H 5 N/C 5 H 5 NHCl

Concepto de pH Indicadores Se llaman indicadores ciertas sustancias generalmente orgánicas de carácter ácido (o básico) débil, que tienen la propiedad de cambiar de color al variar el pH entre valores bien determinados. IndicadorIntervalo de viraje (pH)Cambio de color de ácido a base Naranja de metilo3,1 – 4,6naranja – amarillo Verde de bromocresol3,8 – 5,4amarillo – azul Rojo de metilo4,2 – 6,3rojo – amarillo Azul de bromotimol6,0 – 7,6amarillo – azul Rojo de fenol6,6 – 8,6amarillo – rojo Fenolftaleína8,0 – 9,8incoloro – rojo Timolftaleína9,4 – 10,6incoloro - azul Estos son muy utilizados para las valoraciones ácido-base. El cambio de color de los indicadores es debido a la distinta coloración que ofrecen la forma molecular y la forma iónica del mismo.

Concepto de pH Valoraciones ácido-base o titulación Como se revisó, las reacciones de neutralización tienen lugar entre un ácido y una base, dando como productos el agua y la sal correspondiente. N° de H + del ácido = N° de OH – de la base M a x V a x n = M b x V b x m Donde n: número de H + del ácido. m: número de OH – de la base. Estas reacciones son de utilidad para determinar la concentración de una disolución mediante volumetrías de neutralización, que se dividen en acidimetrías y alcalimetrías, según que la sustancia que se analice sea un ácido o una base. Se debe determinar el punto de equivalencia, situación en la cual el número de protones del ácido coincide con el número de hidroxilos de la base.

Síntesis de la clase ácido base cede OH – capta p + cede H + cede p + neutralización sal agua acepta e – cede e –