Acidos y bases de bronsted

quimica de chang

1. 15.1 Ácidos y Bases de Bronsted Dafne Amairany Hinojos Guerrero

2. Acido de Bronsted: Una sustancia capas de donar un protón. Base de Bronsted: Una sustancia que puede aceptar un protón.

3. Par conjugado ácido-base Se define como un ácido y su base conjugada o como una base y su ácido conjugado . La Base conjugada de un ácido de Bronsted es la especie que resulta cuando el ácido pierde un protón. A la inversa, un ácido conjugado resulta de la adición de un protón a una base de Bronsted.

4. Por ejemplo, el ion cloruro (Cl-) es la base conjugada que se forma a partir del ácido HCl, y H2O es la base conjugada a partir del ácido H3O+ (ion hidronio).

5. Nota: Es admisible representar el protón en disolución acuosa como H+ o como H3O+. La formula H+ es mas practica para cálculos que incluyen concentraciones de iones hidrogeno o constantes de equilibrio. En tanto que el H3O+ es de mayor utilidad en el estudio de las propiedades ácido-base.

6. 15.2 Propiedades ácido-Base del agua El agua es un disolvente único, capas de actuar como ácido o base. El agua se comporta como una base en reacciones con ácidos como HCI y CH3COOH. Funciona como un ácido frente a bases como el NH3. El agua es un electrolito muy débil, así que es un mal conductor de electricidad, pero experimenta una ligera ionización:

7. Para describir las propiedades de ácido-base del agua, según el esquema de Bronsted, la autoionización del agua se expresa de la siguiente forma:

8. El producto iónico del agua El estudio de la concentración del ion hidrogeno es muy importante, ya que indica la acidez o basicidad de una disolución. Ya que solo una fracción muy pequeña de moléculas de agua se ioniza, la concentración del agua [H2O]. Permanece virtualmente sin cambios.

9. Por consiguiente, la constante de equilibrio para la autoionizacion del agua es : Como se utiliza el H+ y H3O+ de manera indistinta para representar al protón hidratado, la constante de equilibrio también se puede expresar como: Para indicar que la constante de equilibrio se refiere a la autoionizacion del agua, se reemplaza Kc con Kw . Kw se denomina constante del producto iónico.

10. L a “Constante de Producto Iónico” es el producto de las concentraciones molares de los iones H+ y OH- a una temperatura en particular.

11. Independientemente de que se trate de agua pura o de una disolución acuosa de especies disueltas, la siguiente reacción siempre se cumple a 25°C: Neutra Ácida Básica

12. Ejercicios de practica: Calcule la concentración de iones OH- en una disolución de HCl cuya concentración de iones hidrogeno es de 1.3 M. Calcule la concentración de iones OH- en una disolución de HCl 1.4x10 -3 M. Calcule la concentración de iones H+ en una disolución de NaOH 0.62 M.

13. 15.3 el PH: una medida de Acidez. El pH de una disolución se define como el logaritmo negativo de la concentración del ion hidrógeno (en mol/L ). El logaritmo negativo proporciona un numero positivo para el pH, el cual, de otra manera, seria negativo debido al pequeño valor de [H + ]. El pH de una disolución es una cantidad adimensional.

14. Es probable que algunas veces se nos proporcione el valor del pH de una disolución y se nos pida calcular la concentración de iones H+. En ese caso, necesitaríamos obtener el antilogaritmo de la ecuación como se sigue:

15. El pH al igual que todos los cálculos que incluyen concentraciones de disoluciones, están sujetos a cierto error, porque en ellos se supone, de manera implícita, el comportamiento ideal. En realidad, tanto la formación de pares iónicos como diversos tipos de interacciones moleculares, pueden afectar la concentración real de las especies en disolución y, por lo tanto, también los valores de la constante de equilibrio. Por lo tanto, la concentración real o “efectiva” de un soluto tal vez no sea la que se espera tomando en cuenta la cantidad de sustancia que originalmente se encuentra en una disolución.

16. Se cuenta con una alternativa para explicar el comportamiento no ideal de las disoluciones. Consiste en reemplazar el termino de concentración por el de actividad, que representa la concentración efectiva. Entonces, estrictamente hablando, el pH de la disolución se debe definir como: Donde es la actividad del ion H+. La actividad es numéricamente igual a la concentración. Es importante recordad que, el pH medido, excepto para disoluciones diluidas, por lo general no es el mismo que el calculado a partir de la ecuación, debido a que la concentración de molaridad del ion H+ no es numéricamente igual a su valor de actividad.

17. Ejercicios de practica: El pH de lluvia recolectada en determinada región del noroeste de Estados Unidos en un día en particular fue de 4.82. Calcule la concentración del ion H+ del agua de lluvia. En una disolución de NaOH [ OH-] es de 2.9x10 -4 M . Calcule el pH de la disolución. El acido nítrico (HNO3) se utiliza en la producción de fertilizantes, colorantes, medicamentos y explosivos. Calcule el pH de una disolución de HNO3 que tiene una concentración de ion hidrógeno de 0.76 M .