Principio de Balance de Material (BM)

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1 Principio de Balance de Material (BM)
«En reacciones químicas ordinarias, involucrando sólo isótopos estables, el número de átomos de cada elemento permanece constante» -Ley de Conservación de la Masa-

2 - Disolución acuosa de NaCl
NaCl Na+ + Cl- C = Concentración analítica (inicial) [A] = Concentración molar en el equilibrio Balance de material: Como la disolución es total C= [Na+] C= [Cl- ]

3 - Disolución acuosa de HCl
HCl(g) + H2O H3O+ + Cl- El gas se ioniza totalmente por reacción con el agua Keq extremadamente alta (reacción completa) 2 H2O H3O+ + OH- Y simultáneamente ocurre la autoprotólisis del agua C= [Cl- ] [H3O+ ] = [H3O+ ] HCl + [H3O+]H2O [H3O+ ] = [Cl- ] HCl + [OH-]H2O [H3O+ ] = C + [OH-]H2O

4 No se puede distinguir entre los H3O+ que provienen de la reacción del HCl con el H2O de aquellos que provienen de la autoprotólisis del agua. Pero en presencia del ácido fuerte la autoprotólisis del agua estará fuertemente reprimida y, al menos que la solución de HCl sea muy diluída, el aporte del H3O+ del agua podrá despreciarse en comparación con el aporte del HCl.

5 [H3O+ ] = [H3O+ ] HCl + [H3O+]H2O [H3O+ ] = [Cl- ] = C
Por ejemplo: para una solución C= 10-2 M en HCl la concentración de oxidrilos será [OH-] = M. Por lo tanto [H3O+ ] = [Cl- ] + [OH-] [H3O+ ] = 10-2 M M ≈ 10-2 M

6 - Disolución de un ácido débil HA
HA + H2O H3O+ + A- 2 H2O H3O+ + OH- Parte del ácido estará ionizado como A- y parte permanecerá en el estado molecular (asociado) C = [HA] + [A-] [H3O+ ] = [H3O+ ] HA + [H3O+]H2O [H3O+ ] = [A- ] HA + [OH-]H2O

7 Disolución de Na2SO3 Na2SO3 2 Na+ + SO3-2
Sal que proviene de una base fuerte y de un ácido débil Na2SO Na+ + SO3-2 Plantear equilibrios y BM

8 Principio de Electroneutralidad (EN)
Toda solución acuosa es eléctricamente neutra ∑ cargas + = ∑ cargas – Solución acuosa de NaCl Cationes : Na+ y H3O+ Aniones : Cl- y OH- EN: [ Na+ ] + [ H3O+] = [ Cl- ] + [ OH-]

9 - Solución de un ácido débil (HA)
Cationes : H3O+ que provienen de la disociación del ácido y del agua Aniones : A- y OH- EN : [H3O+ ] = [A- ] + [ OH-]

10 - Solución de una base débil (NH3)
NH3 +H2O ↔ NH4+ + OH- Cationes : H3O+ y NH4+ Aniones : OH- EN : [ OH-] = [NH4+ ] + [H3O+ ]

11 - Solución de Na2SO3 Plantear

12 ACIDOS Y BASES FUERTES Acidos : HCl, HBr, HI, HClO4, HNO3, HSCN, H2SO4 (el primer protón), HIO3 Bases: Hidróxidos de metales alcalinos (li, Na, K, Rb, Cs), Ba(OH)2, Sr(OH)2

13 HCl + H2O → H3O+ + Cl- 2 H2O ↔ H3O+ + OH-
Cálculo del pH de una solución de ácido fuerte HCl + H2O → H3O+ + Cl- 2 H2O ↔ H3O+ + OH- Eq Kw = [H+] [OH-] = 10-14 Eq BM Ca = [Cl-] Eq EN [H3O+] = [OH-] + [Cl-] [H3O+] = [OH-] + [Cl-] Reemplazar

14 Acidos Fuertes Si Ca ≥ 10-5 M [H+] ≈ Ca Entonces pH =-log [H+] Si Ca < 10-5 M Entonces calculamos con la ecuación cuadrática.

15 NaOH → Na+ + OH- 2 H2O ↔ H3O+ + OH-
Cálculo del pH de una solución de base fuerte NaOH → Na+ + OH- 2 H2O ↔ H3O+ + OH- Eq Kw = [H+] [OH-] = 10-14 Eq BM Cb = [ Na+] Eq EN [OH-] = [H3O+] + [Na+] [OH-] = [H3O+] + Cb Reemplazar

16 Base Fuertes Si Cb ≥ 10-5 M [OH-] ≈ Cb Entonces pOH =-log [OH-] Si Cb < 10-5 M Entonces calculamos con la ecuación cuadrática.

17 Acidos Monopróticos Débiles
Pizarrón Apunte en fotocopiadora