Unidad 11: Equilibrio/ácidos y bases

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1 Unidad 11: Equilibrio/ácidos y bases
reacción reversible: R P y P R La disociación ácida es una reacción reversible. H2TAN4           2 H1+  + TAN42

2 equilibrio: tarifa en la cual R P P R = -- parece nada está sucediendo, al menos… el sistema es dinámico, no estático -- el equilibrio no significa la “mitad esta y la mitad eso”

3 Principio de Le Chatelier: Cuando es un sistema en el equilibrio
disturbado, cambia de puesto a un nuevo equili- brium que contraría el disturbio. N2(G) + 3 H2(G) 2 NH3(G) Cambio del equilibrio del disturbio Agregar más N Agregar más H Agregar más NH Quitar el NH Agregar un catalizador ningún cambio Aumentar la presión

4 Lentes de Luz-Oscurecimiento
AgCl + energía AGo  + Clo (claro) (obscuridad) Va el exterior… Luz del sol más intensa que luz del interior; “energía” cambiar de puesto a un nuevo equilibrio: VIDRIOS OBSCURECER Entonces va el interior… “energía” cambiar de puesto a un nuevo equilibrio: VIDRIOS ALIGERAR

5 En verano, [CO2 ] en un pollo sangre debido al jadeo.
CaO + CO2              CaCO3 (cáscaras de huevo) En verano, [CO2 ] en un pollo sangre debido al jadeo. -- cambio; las cáscaras de huevo son más finas ¿Cómo podríamos aumentar grueso de la cáscara de huevo en verano? -- dar a pollos el agua carbónica [CO2 ], cambiar de puesto -- poner los añadidos del CaO en la alimentación de pollo [CaO], cambio

6 no reaccionar w/metals
Ácidos y bases papel de tornasol pH < 7 pH > 7 ____ del gusto agriar probar el ____ amargo reaccionar con el ____ bases reaccionar con el ____ ácidos protón (H1+) donante protón (H1+) aceptador dar vuelta al tornasol rojo dar vuelta al tornasol azul porciones de H1+/H3O1+ porciones de OH1 reaccionar w/metals no reaccionar w/metals Ambos son electrólitos. (conducen electricidad en el soln)

7 ÁCIDO BASE escala del pH: mide acidez/basicidad
      ÁCIDO BASE  NEUTRAL Cada paso en escala del pH representa un factor de _. 10 pH 5 contra pH 6 (___X más ácido) 10 PH3 contra pH 5 (_______X diferente) 100 pH 8 contra pH 13 (_______X diferente)

8 Ácidos comunes Ácidos fuertes (disociar el ~100%) ácido hidroclórico: Ácido clorhídrico H1+  + Cl1 -- ácido de estómago; conserva en vinagre: metales de la limpieza w/conc. Ácido clorhídrico ácido sulfúrico: H2TAN4        2 H1+  + TAN42 -- producto químico #1; ácido de batería (del automóvil) ácido nítrico: HNO3    H1+  + NO31 -- explosivos; fertilizante

9 Ácidos comunes (cont.) Ácidos débiles (disociar muy poco) ácido acético: CH3COOH H1+  + CH3COO1 -- vinagre; hecho naturalmente por las manzanas ácido hidrofluórico: HF H1+  + F1 -- utilizado para grabar al agua fuerte el vidrio ácido cítrico, H3C6H5O7 -- limones o cales; caramelo amargo ácido ascórbico, H2C6H6O6 -- vitamina C ácido láctico, CH3CHOHCOOH -- residuo del esfuerzo muscular

10 ácido carbónico, H2CO3 -- bebidas carbónicas -- CO2 + H2O H2CO3
H2CO3: carbonatación de la bebida ácido carbónico, H2CO3 -- bebidas carbónicas -- CO2  + H2O H2CO3 disuelve piedra caliza (CaCO3) en aire agua de lluvia H2CO3: acidez natural de los lagos H2CO3: formación de la cueva

11 Disociación y concentración del ion
Los ácidos o las bases fuertes disocian el ~100%. Para los “strongs,” nosotros utilizar a menudo dos flechas de la longitud de diferenciación O apenas una sola flecha. HNO3           H1+  + NO31 HNO3           H1+  + NO31 H1+ NO31  + 1 1 + 1 2 2 + 2 100 100 + 100 1000/L 1000/L + 1000/L M M + M

12 monoprotic ácido Ácido clorhídrico H1+ + Cl1 4.0 M 4.0 M + 4.0 M
H2TAN4 2 H1+  + TAN42 diprotic ácido H1+ TAN42 H1+ + TAN42 H1+ 2.3 M 4.6 M + 2.3 M Ca (OH)2 Ca2+ +         2 OH1 0.025 M 0.025 M + 0.050 M

13 Recordar que el ion del hydronium (H3O1+) es la especie
cálculos del pH Recordar que el ion del hydronium (H3O1+) es la especie formado cuando ion hidrogenado (H1+) agregados a regar (H2O). OH1 es el ion de hidróxido. El número de las ruedas delanteras son iguales que el número de trikes… H1+ H3O1+ … tan si estamos contando las ruedas delanteras (es decir, H1+) o trikes (es decir, H3O1+) no hace mucha materia. Para esta clase, en cualquie solenoide acuoso' n,       [H3O1+ ] [OH1 ] = 1 x (o [H1+ ] [OH1 ] = 1 x    )

14 10x yx Si concentración del ion del hydronium = 4.5 x 10- 9 M,
concentración del ion de hidróxido del hallazgo. [H3O1+ ] [OH1 ] = 1 x - . 1 EE - 1 4 4 . 5 EE - 9 = 10x = 2.2 x 10- 6 M 2.2- 6 M yx = M

15 Encontrar el pH de cada solenoide' n arriba.
Dado: Hallazgo: A. [OH1 ] = 5.25 x 10- 6 M [H1+ ] = 1.90 x 10- 9 M B. [OH1 ] = 3.8 x  M [H3O1+ ] = 2.6 x 10- 4 M C. [H3O1+ ] = 1.8 x 10- 3 M [OH1 ] = 5.6 x  M D. [H1+ ] = 7.3 x  M [H3O1+ ] = 7.3 x  M Encontrar el pH de cada solenoide' n arriba. pH = - registro [H3O1+ ] (o pH = - registro [H1+ ]) A. pH = - registro [H3O1+ ] = - registro [1.90 x 10- 9 M] - registro 1 . 9 EE - 9 = 8.72 B. 3.59 C. 2.74 D. 11.13

16 Algunas ecuaciones pasadas… (o [H1+ ] = 10- pH )
        [H3O1+ ] = 10- pH (o [H1+ ] = 10- pH    ) pOH = - registro [OH1 ]  pH + pOH = 14 [OH1 ] = 10- pOH      pH  [H3O1+ ] [H3O1+ ] = 10- pH pH = - registro [H3O1+ ] pH + pOH = 14 [H3O1+ ] [OH1 ] = 1 x     pOH   [OH1 ] [OH1 - ] = 10- pOH pOH = - registro [OH1 ]

17 En una calculadora de representación gráfico gráficamente…
    pOH      pH   [OH1 ]  [H3O1+ ] pH + pOH = 14 [H3O1+ ] [OH1 ] = 1 x [H3O1+ ] = 10- pH pH = - registro [H3O1+ ] [OH1 - ] = 10- pOH pOH = - registro [OH1 ]     pOH      pH   [OH1 ]  [H3O1+ ] pH + pOH = 14 [H3O1+ ] [OH1 ] = 1 x [H3O1+ ] = 10- pH pH = - registro [H3O1+ ] [OH1 - ] = 10- pOH pOH = - registro [OH1 ] Si pH = 4.87, hallazgo [H3O1+ ]. [H3O1+ ] = 10- pH = En una calculadora de representación gráfico gráficamente… 2nd registro - 4 . 8 7 = 10x [H3O1+ ] = 1.35 x 10- 5 M

18 Si [OH1 ] = 5.6 x 10- 11 M, hallazgo pH. Hallazgo [H3O1+ ]
    pOH      pH   [OH1 ]  [H3O1+ ] pH + pOH = 14 [H3O1+ ] [OH1 ] = 1 x [H3O1+ ] = 10- pH pH = - registro [H3O1+ ] [OH1 - ] = 10- pOH pOH = - registro [OH1 ]     pOH      pH   [OH1 ]  [H3O1+ ] pH + pOH = 14 [H3O1+ ] [OH1 ] = 1 x [H3O1+ ] = 10- pH pH = - registro [H3O1+ ] [OH1 - ] = 10- pOH pOH = - registro [OH1 ] Hallazgo [H3O1+ ] = 1.79 x 10- 4 M pOH del hallazgo = 10.25 pH = 3.75 pH = 3.75 Entonces hallazgo pH…

19 Para los problemas siguientes, asumir la disociación 100%.
Encontrar el pH de un ácido nítrico de M (HNO3) solenoide' N. HNO3 H1+       + NO31 M M M (DADO) (affectos pH) ¿(“Quién cuida? ")     pOH      pH   [OH1 ]  [H3O1+ ] pH + pOH = 14 [H3O1+ ] [OH1 ] = 1 x [H3O1+ ] = 10- pH pH = - registro [H3O1+ ] [OH1 - ] = 10- pOH pOH = - registro [OH1 ]     pOH      pH   [OH1 ]  [H3O1+ ] pH + pOH = 14 [H3O1+ ] [OH1 ] = 1 x [H3O1+ ] = 10- pH pH = - registro [H3O1+ ] [OH1 - ] = 10- pOH pOH = - registro [OH1 ] pH = - registro [H3O1+ ] = - registro ( ) = 3.24

20 Hallazgo pH de 3.2 x 10- 5 Hidróxido de bario de M (vagos (OH)2)
solenoide' N. Vagos (OH)2 Vagos2+       + 2 OH1 3.2 x 10- 5 M 3.2 x 10- 5 M 6.4 x 10- 5 M (DADO) ¿(“Quién cuida? ") (affectos pH)     pOH      pH   [OH1 ]  [H3O1+ ] pH + pOH = 14 [H3O1+ ] [OH1 ] = 1 x [H3O1+ ] = 10- pH pH = - registro [H3O1+ ] [OH1 - ] = 10- pOH pOH = - registro [OH1 ]     pOH      pH   [OH1 ]  [H3O1+ ] pH + pOH = 14 [H3O1+ ] [OH1 ] = 1 x [H3O1+ ] = 10- pH pH = - registro [H3O1+ ] [OH1 - ] = 10- pOH pOH = - registro [OH1 ] pOH = - registro [OH1 ] = - registro (6.4 x 10- 5) = 4.19 pH = 9.81

21 Encontrar la concentración de un H2TAN4 solenoide' n w/pH 3.38.
(espacio) 2.1 x 10- 4 M X M 4.2 x 10- 4 M ¿(“Quién cuida? ") [H1+ ] = 10- pH = = 4.2 x 10- 4 M     pOH      pH   [OH1 ]  [H3O1+ ] pH + pOH = 14 [H3O1+ ] [OH1 ] = 1 x [H3O1+ ] = 10- pH pH = - registro [H3O1+ ] [OH1 - ] = 10- pOH pOH = - registro [OH1 ]     pOH      pH   [OH1 ]  [H3O1+ ] pH + pOH = 14 [H3O1+ ] [OH1 ] = 1 x [H3O1+ ] = 10- pH pH = - registro [H3O1+ ] [OH1 - ] = 10- pOH pOH = - registro [OH1 ] [H2TAN4 ] = 2.1 x 10- 4 M

22 De = ácido clorhídrico 0.05 M
Encontrar el pH de un solenoide' n con el ácido clorhídrico de 3.65 g en 2.00 dm3 del solenoide' N. Ácido clorhídrico H1+       + Cl1 (espacio) 0.05 M 0.05 M 0.05 M 3.65 g [Ácido clorhídrico] = MÁcido clorhídrico = 2.00 L     pOH      pH   [OH1 ]  [H3O1+ ] pH + pOH = 14 [H3O1+ ] [OH1 ] = 1 x [H3O1+ ] = 10- pH pH = - registro [H3O1+ ] [OH1 - ] = 10- pOH pOH = - registro [OH1 ]     pOH      pH   [OH1 ]  [H3O1+ ] pH + pOH = 14 [H3O1+ ] [OH1 ] = 1 x [H3O1+ ] = 10- pH pH = - registro [H3O1+ ] [OH1 - ] = 10- pOH pOH = - registro [OH1 ] De = ácido clorhídrico 0.05 M pH = - registro [H1+ ] = - registro (0.05) = 1.3

23 Qué masa del Al (OH)3 es el req' d para hacer 15.6 L de a
¿solenoide' n con un pH de 10.72? Al (OH)3 Al3+       + 3 OH1 (espacio) 1.75 x 10- 4 M ¿(“w.c.? ") 5.25 x 10- 4 M pOH = 3.28 [OH1 ] = 10- pOH = = 5.25 x 10- 4 M     pOH      pH   [OH1 ]  [H3O1+ ] pH + pOH = 14 [H3O1+ ] [OH1 ] = 1 x [H3O1+ ] = 10- pH pH = - registro [H3O1+ ] [OH1 - ] = 10- pOH pOH = - registro [OH1 ]     pOH      pH   [OH1 ]  [H3O1+ ] pH + pOH = 14 [H3O1+ ] [OH1 ] = 1 x [H3O1+ ] = 10- pH pH = - registro [H3O1+ ] [OH1 - ] = 10- pOH pOH = - registro [OH1 ] molAl (OH)  = M L  3 mol = 1.75 x 10- 4(15.6) =    mol de Al (OH)3 = Al de g (OH)3

24 Constante de la Ácido-Disociación, Ka
Para la reacción genérica en el solenoide' n: A + B C + D Para los ácidos fuertes, e.g., ácido clorhídrico… Ácido clorhídrico H1+  + Cl1 ~0 porciones porciones = “GRANDE.” Asumir la disociación 100%; Ka no aplicable para los ácidos fuertes.

25 Para los ácidos débiles, e.g., HF… HF H1+ + F1
porciones ~0 ~0 = “PEQUEÑO.” (6.8 x 10- 4 para el HF) Ka' s para otros ácidos débiles: CH3COOH H1+  + CH3COO1 Ka = 1.8 x 10- 5 HC3H5O3               H1+  + C3H5O31 Ka = 1.4 x 10- 4 HNO2         H1+  + NO21 Ka = 4.5 x 10- 4 Cuanto más débil es el ácido, más pequeña es la Ka.   “más fuerte ““, “más grande ““.

26 productos químicos que cambian color, dependiendo del pH Indicadores
Dos ejemplos, fuera de muchos: tornasol rojo en ácido, azul en base ácido base fenolftaleina claro en ácido, color de rosa en base ácido base l e a r p b o tinta

27 Básicamente, pH < 7 o pH > 7.
PH de medición papel de tornasol Básicamente, pH < 7 o pH > 7. fenolftaleina papel del pH -- contiene una mezcla de varios indicadores -- cada tipo de papel mide una gama de pH -- pH dondequiera a partir la 0 a 14 indicador universal -- es una mezcla de varios indicadores -- pH 4 a 10 R O Y G B I V

28 PH de medición (cont.) medidor de pH -- mide pequeños voltajes en soluciones -- calibrado para convertir voltajes en el pH -- medida exacta del pH

29 Reacción de la neutralización
ÁCIDO + SAL + AGUA BAJAS 1 NaCl 1 H2O __HCl + ______ + ____ del __NaOH 1 1 1 K3PO4 3 H2O __H3PO4  + ______ + ____ del __KOH 1 3 1 Na2TAN4 2 H2O __H2TAN4  + ______ + ____ del __NaOH 1 2 1 Al (clo3)3 3 H2O __HClO3  + __Al (OH)3           ______ + ____ 3 1 3 Ácido clorhídrico 1 Al (OH)3 1 3 H2O ______ + __AlCl del ______3  + ____ 3 H2TAN4 2 FE (OH)3 6 ______ + __Fe del ______2(TAN4)3  + ____ 1 H2O

30 Si un ácido y una base se mezclan juntos en la derecha
Titulación Si un ácido y una base se mezclan juntos en la derecha las cantidades, la solución resultante estarán perfectamente neutralizado y tener un pH de 7. -- Para pH = mol de H3O1+ = mol de OH1 entonces mol de M L. En una titulación, la ecuación antedicha nos ayuda a utilizar… un conc. SABIDO del ácido (o de la base) a determinar un conc. DESCONOCIDO de la base (o del ácido).

31 2. 42 L de ácido clorhídrico de 0. 32 M se utilizan para titular 1
2.42 L de ácido clorhídrico de 0.32 M se utilizan para titular 1.22 L de conc. desconocido de la KOH. Encontrar el molarity de la KOH. Ácido clorhídrico H1+ + Cl1 0.32 M 0.32 M KOH K1+ + OH1 X M X M [H3O1+ ] VA = [OH1 ] VB 0.32 M (2.42 L) = [OH1 ] (L) 1.22 1.22 L 1.22 L [OH1 ] = MKOH = 0.63 M

32 458 ml de HNO3 (wse neutraliza /pH = 2.87)
w/661 ml de los vagos (OH)2. ¿Cuál es el pH de la base? [H3O1+ ] VA = [OH1 ] VB AUTORIZACIÓN AUTORIZACIÓN [H3O1+ ] = 10- pH Si encontramos esto, podemos encontrar pH de la base. = = 1.35 x 10- 3 M (1.35 x 10- 3) (458 ml) = [OH1 ] (661 ml) [OH1 ] = 9.35 x 10- 4 M pOH = - registro (9.35 x 10- 4) = 3.03 pH = 10.97

33 Cuánto L de hidróxido de sodio de 0.872 M
(NaOH) Cuánto L de hidróxido de sodio de M ¿titular L de ácido sulfúrico de M? (H2TAN4) [H3O1+ ] VA = [OH1 ] VB ¿? ¿? 0.630 M (1.382 L) = 0.872 M (VB) H2TAN4 2 H1+  + TAN42 NaOH Na1+ + OH1 0.315 M 0.630 M 0.872 M 0.872 M VB = L

34 Almacenadores intermediarios
mezclas de productos químicos que resisten cambios en el pH Ejemplo: El pH de la sangre es 7.4. Muchos almacenadores intermediarios están presentes guardar establo del pH. H1+  + HCO31    H2CO3             H2O + CO2 el hyperventilating: CO2 deja sangre demasiado rápidamente [CO2 ] [H1+ ] cambio pH (más   básico) la derecha alcalosis: la sangre el pH es demasiado alta (demasiado básico)

35 Mantener la sangre pH con un sano dieta y ejercicio regular.
H1+  + HCO31    H2CO3             H2O + CO2 Remedio: Respirar en bolso. [CO2 ] [H1+ ] (más ácido; más cercano a normal) cambiar de puesto pH izquierdo acidosis: la sangre pH está también       bajo (demasiado ácido) Mantener la sangre pH con un sano dieta y ejercicio regular.

36 Más en almacenadores intermediarios:
-- una combinación de un ácido débil y de una sal -- junto, estas sustancias resisten cambios en el pH

37 (a) ácido débil: CH3COOH CH3COO1  + H1+
(porciones) (poco) (poco) (b) sal: NaCH3Na del COO1+      CH3COO1 (poco) (porciones) (porciones) + 1. 2. ** Conclusión: Si usted agrega el ácido… (e.g., ácido clorhídrico H1+  + Cl1) amt grande. del CH3COO1 (de (b)) consume h adicional1+, así que (a) va el pH sigue siendo relativamente sin cambios. 1. 2. ** Conclusión: Si usted agrega la base… (e.g., la KOH K1+  + OH1) OH adicional1 ganchos agarradores H1+ del amt grande. de CH3COOH y formas CH3COO1 y H2O el pH sigue siendo relativamente sin cambios.

38 puede actuar como los ácidos O bases
Sustancias anfóteras  puede actuar como los ácidos O bases e.g., NH3 (BASE) acepta H1+ NH21 NH3 NH41+ dona H1+ (ÁCIDO) e.g., H2O (BASE) acepta H1+ OH1 H2O H3O1+ dona H1+ (ÁCIDO)

39 Neutralización parcial
2.15 L de 0.22 Ácido clorhídrico de M 1.55 L de 0.26 KOH DE M ¿pH =? Procedimiento: 1. Calc. mol de la sustancia, entonces mol de H1+ y mol de OH1. 2. Restar más pequeño de más grande. 3. Hallazgo [] de qué se deja encima, y calc. pH.

40 mol ácido clorhídrico = 0.22 M (2.15 L)
2.15 L de 0.22 Ácido clorhídrico de M 1.55 L de 0.26 KOH DE M mol de KOH = 0.26 M (L) 1.55 = mol de KOH = mol de OH1 mol ácido clorhídrico = 0.22 M (2.15 L) = mol de ácido clorhídrico = mol de H1+ IZQUIERDA ENCIMA = mol de H1+ 0.070 mol de H1+ [H1+ ] =  = M H1+ 1.55 L L pH = - registro [H1+ ] = - registro (0.0189) = 1.72

41 4.25 L de ácido hidroclórico de 0.35 M son mezclados w/3.80 L de
(Ácido clorhídrico) 4.25 L de ácido hidroclórico de 0.35 M son mezclados w/3.80 L de 0.39 Hidróxido de sodio de M. Encontrar el pH final. Asumir        disociación 100%. (NaOH) mol ácido clorhídrico = 0.35 M (4.25 L) = mol de ácido clorhídrico = mol de H1+ mol NaOH = 0.39 M (3.80 L) = mol de NaOH = mol de OH1 IZQUIERDA ENCIMA = mol de H1+ mol de H1+ [H1+ ] =  = 6.83 x 10- 4 M H1+ 4.25 L L pH = - registro [H1+ ] = - registro (6.83 x 10- 4) = 3.17

42 5.74 L de ácido sulfúrico de 0.29 M son mezclados w/3.21 L de
(H2TAN4) 5.74 L de ácido sulfúrico de 0.29 M son mezclados w/3.21 L de 0.35 Hidróxido de aluminio de M. Encontrar el pH final.    Asumir la disociación 100%. (Al (OH)3) mol de H2TAN4 = 0.29 M (5.74 L) = mol de H2TAN4 = mol de H1+ mol de Al (OH)3 = 0.35 M (3.21 L) = mol de Al (OH)3 = mol de OH1 IZQUIERDA ENCIMA = mol de OH1 mol de OH1 [OH1 ] =  = M OH1 5.74 L L pOH = - registro ( ) = 2.34 pH = 11.66

43 ( ) ( ) A. 0.038 g HNO3 en 450 ml hallazgo pH del N. del solenoide'.
mol   L M = 0.45 L 63 g 1 mol ( ) 0.038 g HNO3 = 6.03 x 10- 4 mol de HNO3 = 6.03 x 10- 4 mol de H1+ 6.03 x 10- 4 mol de H1+ [H1+ ] =  = 1.34 x 10- 3 M H1+ 0.45 L pH = - registro [H1+ ] = - registro (1.34 x 10- 3) = 2.87

44 ( ) ( ) Vagos del B. 0.044 g (OH)2 en 560 ml del solenoide' N. mol L M
     Hallazgo pH. mol   L M 1000 ml 1 L ( ) = 0.56 L 171.3 g 1 mol ( ) 0.044 vagos de g (OH)2 = 2.57 x 10- 4 mol de vagos (OH)2 = 5.14 x 10- 4 mol de OH1 5.14 x 10- 4 mol de OH1 [OH1 ] =  = 9.18 x 10- 4 M OH1 0.56 L pOH = - registro (9.18 x 10- 4) = 3.04 pH = 10.96

45 C. Mezclarlos. Encontrar el pH de
      solenoide resultante' N. Del ácido… 6.03 x 10- 4 mol de H1+ De base… 5.14 x 10- 4 mol de OH1 IZQUIERDA ENCIMA = 8.90 x 10- 5 mol de H1+ 8.90 x 10- 5 mol de H1+ [H1+ ] =  = 8.81 x 10- 5 M H1+ 0.45 L L pH = - registro [H1+ ] = - registro (8.81 x 10- 5) = 4.05

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