75 % 49 % 100 % 74 % 46 %

Soluciones reguladoras II Clase 19 27 de Abril de 2005 Dra. Marisa Repetto Cátedra de Química General e Inorgánica

Ecuación de Henderson-Hasselbach Utilizando el concepto de ácido y base conjugada de Bronsted Acido: sustancia que puede donar un protón Base conjugada: sustancia que puede aceptar un protón HA (ac) A- (ac) + H+ (ac) Ácido de Bronsted Base conjugada protón Par conjugado

CH3-COOH (ac) CH3-COO- (ac) + H+ (ac) Ácido de Bronsted Base conjugada protón NH4 + (ac) NH3 (ac) + H+ (ac) Ácido de Bronsted Base conjugada protón H2O + H2O H3O + + OH - Ácido de Bronsted conjugado de Bronsted Base conjugada Base conjugada

HA (ac) A- (ac) + H+ (ac) Ácido de Bronsted Base conjugada protón Ka = Aplicando logaritmos, separando Ka y multiplicando por –1 - log [H+] = - log Ka – log [HA] [A-] pH = pKa + log [A-] [HA]

pH = pK + log [base conjugada] [Acido de Bronsted] [Ac-] pH = pK + log [AH] Para el HAc/NaAc Para el NH4+/NH3 [NH3] pH = pK + log [NH4+] Para el H2PO4-/ HPO42- [HPO42-] pH = pK + log [H2PO4-]

Curvas de titulación Titulación: determinación de la concentración de una solución utilizando otra solución de concentración conocida. Solución estándar Que sufra una reacción estequiométrica con la solución que se quiere titular

Curvas de titulación Punto de equivalencia: reaccionan cantidades estequiométricamente equivalentes de ácido y de base Indicadores Punto final : cambio de color del indicador

Titulación

2) Ácido débil con una base fuerte Curvas de titulación 1) Ácido fuerte con una base fuerte 2) Ácido débil con una base fuerte 3) Base débil con una ácido fuerte 4) Ácido poliprótico con una base fuerte

Curvas de titulación de ácido fuerte con una base fuerte

Curvas de titulación de Ácido fuerte con una base fuerte

Curvas de titulación de Ácido fuerte con una base fuerte Volumen de NaOH (mL) pH Punto de equivalencia Volumen de NaOH agregado (mL)

pH inicial: dado por la concentración inicial del ácido. pH antes de la neutralización: depende de la concentración de ácido que no fue neutralizado por la base. pH en el punto de equivalencia: depende de solución salina resultante 7.00 pH después del punto de equivalencia: depende de la concentración de la base en exceso en la solución.

Cálculo del pH inicial: pH = - log[HCl] pH = - log[0,1] pH = 1,00

Cálculo del pH antes del punto de equivalencia: 1 L 0,1 moles H+ 0,05 L x = 5 . 10 –3 moles H+ n de moles iniciales ácido: n de moles base agregados: 1 L 0,1 moles OH- 0,01 L x = 1 . 10 –3 moles OH- (5 . 10 –3 moles H+ - 1 . 10 –3 moles OH- = 4 . 10–3 moles H+ Volumen final= 60 mL [H +] = 4 . 10–3 moles H+ / 0,060 L = 0,067 M pH = 1,17

Punto de equivalencia Número de moles de ácido = número de moles de base Fenolftaleína: pH 8,30 a 10,00 Ácido: incoloro Básico: rosa fucsia Indicador seleccionado Rojo de metilo: pH 4,20 a 6,30 Ácido: rojo Básico: amarillo

Curvas de titulación Viraje de indicadores Fenolftaleina Rojo de metilo Volumen de NaOH agregado (mL)

Curvas de titulación de ácido débil con una base fuerte

Curvas de titulación de ácido fuerte con una base fuerte Punto de equivalencia Punto final

Indicadores Hin (ac) + H2O (l) H3O + (ac) + In – (ac) Kin = [H3O+ ] [In – ] [HIn] En el punto final: pH = pKa

Curvas de titulación de ácido débil con una base fuerte

Curvas de titulación de ácido débil con una base fuerte Volumen de NaOH (mL) pH Punto de equivalencia Volumen de NaOH agregado (mL)

pH inicial: Curvas de titulación de ácido débil con una base fuerte HC2H3O2 (ac) + OH- (ac) C2H3O2 – (ac) + H2O (l) 0,20 moles 0,10 moles 0,10 moles dado por la disociación del ácido débil pH inicial: quedan 0,10 moles de ácido sin reaccionar

0,2 mol 0,1 mol 0 mol antes de la neutralización cambio - 0,1 mol HC2H3O2 + OH- C2H3O2 – (ac) + H2O (l) 0,2 mol 0,1 mol 0 mol antes de la neutralización cambio - 0,1 mol - 0,1 mol + 0,1 mol después de la neutralización 0,1 mol 0 mol 0,1 mol

pH antes de la neutralización: depende de la constante de disociación del ácido débil. pH = pKa Buffer con capacidad reguladora máxima

Curvas de titulación de ácido débil con una base fuerte 1) La solución de ácido débil tiene un pH inicial más alto que una solución de ácido fuerte de la misma concentración. 2) El pH aumenta rápidamente en la parte inicial de la curva, pero con más lentitud cerca del punto de equivalencia. 3) Antes del punto de equivalencia, la neutralización produce una mezcla de ácido débil y su sal (buffer).

4) El pH en el punto de equivalencia no es 7,00 4) El pH en el punto de equivalencia no es 7,00. Depende de la solución salina resultante. Sólo contiene sal. 5) Después del punto de equivalencia el pH depende de la concentración de base en exceso. Indicador adecuado: fenolftaleína Cambio de color en el punto de equivalencia

Curvas de titulación de base débil con un ácido fuerte

Curvas de titulación de base débil con un ácido fuerte Volumen de HCl (mL) pH Punto de equivalencia Volumen de HCl agregado (mL)

Curvas de titulación de una base débil con un ácido fuerte

Curvas de titulación de un ácido débil poliprótico con una base fuerte La neutralización se lleva a cabo en dos etapas H2CO3 (ac) HCO3 – (ac) + H+ (ac) HCO3 – (ac) CO3 2– (ac) + H+ (ac) H+ (ac) + OH – (ac) H2O (l) [H2CO3] >> [HCO3 – ] >> [CO3 2– ] Hay dos puntos de equivalencia

Curvas de titulación de un ácido débil poliprótico con una base fuerte Volumen (mL)

BIBLIOGRAFÍA Atkins P.W, Jones L. Química . 3ra edición. Ed Omega. 1999. Chang R. Química. 6ta edición. Ed Mc. Graw Hill. 1999. Whitten K.W.; Davis R.E.; Peck M.L. Química General . 5ta edición. Ed. Mc. Graw Hill. 1998.