acidez ph

8/15/2019 Acidez ph

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2012 HUGO VILLANUEVAVILCHEZ 1

Teorías : Arrhenius

Bronsted-Lowry Lewis

Equilibrio iónico del agua. pH.

oluciones A!ortiguadoras.

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ACIDOS Y BASESLA TEORÍA DE ARRHENIUS

“¿Qué es un ácido?” Se reconocía a los ácidos en forma general como

sustancias que, en solución acuosa,

1 . Tienen un sabor agrio si se diluyen lo suficiente para poderse probar.

2. Hacen que el papel tornasol cambie de azul arojo

3. Reaccionan con los metales actios como elmagnesio, zinc y !ierro produciendo H "#g$. %or ejemplo

2 HCl(ac) + Mg H2(g) + MgCl2 (ac)

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4. Reacc!"a" c!" l!# c!$%&e#'!# lla$a!# a#e#

HCl(ac) + NaOH(ac) H2O + NaCl(ac) *c! Ba#e Ag&a Sal

La Reacción de un ácido con una base se llama neutralización

El producto de reacción tiene un sabor

que no es agrio ni amargo sino salado.

!e produce una sal " agua cuando unácido neutraliza una base.

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A,e" %!%! -&e la# %!%eae#

caac'e#'ca# e l!# /c!# #!" e" eala%!%eae# el 0" ,0ge"! H+ -&e l!#

/c!# #!" c!$%&e#'!# -&e lea" !"e#

,0ge"! e" la# #!l&c!"e# ac&!#a#.

HCl → H+ + Cl #$%R&'$&

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1. Tienen un sabor amargo. (Nunca se deben probar las bases quese emplean en el laboratorio).2. Se sienten resbalosas o jabonosas al tacto.

3. Hacen que el papel tornasol cambie de rojo a azul.4. Reaccionan con los ácidos formando agua sales!rr"enius e#plic$ que estas propiedades de las bases (álcalis) eranen realidad propiedades del ion "idro#ilo% &H'.

NaOH OH Na+ #$%R&($L&

!rr"enius otros cientficos reconocan en trminosgenerales que tambin las a#e# (llamadas /lcal#)

son sustancias que% en soluci$n acuosa*

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*c!# Ba#e# e A,e"

H + H2

O H+ + L!# /c!# lea" !"e# ,0ge"! e" ag&a

La# a#e# lea" !"e# ,05! e" ag&a.

YOH + H2O OH + Y+

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I!"e# ,0ge"! ! !"e# ,!"!

HCl + H2O H+ + Cl + 67 H2O

H+

S&,!T!-/N

. . .

.

H H

+

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A8UA

DI9OLARIDAD

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H0ar de

1lectrones

9a e

Elec'!"e#

H

HH

H

+

..

H H.. ..

& &

H

HH

+

HIDRONIO

H+

H+

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FORMACIÓN DE LOS PUENTES DE HIDRÓGENO

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PUENTES DE HIDRÓGENO EN EL AGUA

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SOLVATACIÓN DEL AGUA A LOS IONES DE NaCl

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A,!a #e %&ee &'l:a la e;"c0" eA,e"<

U" /c! e# &"a #'a"ca -&e %!&ce !"e#,!"! H3O

+ c&a"! #e #&el=e e" ag&a.U" !" ,!"! e# $& eac'=!> %&ee

'a"#;e c!" ;acla &" !" ,0ge"! H+ (-&e e# &" #$%le %!'0") a $!l?c&la# e

!"e#.

H+ @ H3O+HIDRONIO

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*c!# $!"!%0'c!#

%0'c!# '%0'c!#

H2SO4 , ácido sulf&ricoH

2CO

3 ácido carbónico

H39O4 ácido fosfóricoH

3

9O3

ácido fosforoso

HCl ácido clor!ídricoHB ácido brom!ídrico

HNO3 ácido nítricoHI , ácido yod!ídricoHClO4 ácido perclórico

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ACIDOS UERTES Y DBILES

L!# /c!# ;&e'e# #!" l! -&e #e !":a" %!c!$%le'!! e" &"a ga" %!%!c0" e" ag&a.

#)l ácido clor*+drico # , !&- ácido sul/rico

#0r ácido brom*+drico #'&1 ácido n+trico

#$ ácido "od*+drico #)l&-

ácido perclórico

HCl(g) + H2O H3O+(ac) + Cl(ac)

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L!# /c!# ?le# son los que se !":a" en baja proporción en solución diluida.

(l ácido ac'tico, CH3COOH , es un ?l representatio.

CH3COOH(ac) + H2(1) CH3COO(ac) + H3+(ac)

El ="age c!$ecal e# &"a #!l&c0" e /c! ac?'c!

a%!5$aa$e"'e al e" $a#a. O'! /c! ?lc!$F" e# el /c! ca0"c! H2CO3 -&e #e ;!$ac&a"! #e #&el=e CO2 e" ag&a. T!a# la# ea#

ca!"a'aa# c!"'e"e" H2CO3

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BASES UERTES Y DBILES

)as bases fuertes se ionizan por completo #o casi$ en agua (l

!idró*ido de sodio, NaOH #tambi'n llamado lejía$, es tal ez la base fuerte que resulta más familiar +ncluso en forma sólida, el !idró*ido

de sodio es completamente 0"c! , e*iste como iones sodio y iones!idró*ido. (l álcali destruye los tejidos con rapidez, causando

quemaduras graes.Todos los !idró*idos de metales alcalinos son muy solubles en agua.

(l !idró*ido de calcio es poco soluble en agua.

LOH + H2O L+

(ac) +

OH(ac)NaOH + H2O Na+(ac) + OH(ac)

GOH + H2O G +

(ac) +OH(ac)

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E"'e la# a#e# ;&e'e# e#'/" '!!# l!# ,05!# e $e'ale#alcal"!# 'a$?" 'e# ,05!# $e'/lc!# el 8&%! II<

,05! e calc! Ca (OH)2 ,05! e e#'!"c!S(OH)2 e ,05! e a! Ba(OH)2

El ,05! e $ag"e#! Mg(OH)2 e# &"a a#e

?l> #& #!l&la e" ag&a e# 'a" aa -&e #e%&ee "ge #" %elg! e" ;!$a e &" a"'/c!lla$a! lec,e e $ag"e#!. L!# ,05!# e l!#

$e'ale# e 'a"#c0" #!" '!!# a#e# ?le# #!l&la e" ag&a e# aa.

Mg(OH)2 + H2O⇔ Mg+

(ac) +OH(ac)

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El a$!"ac! !'a a#e ?l $%!'a"'e e# &" ga# a'e$%ea'&a a$e"'e #e #&el=e c!" ;acla e"

ag&a %!&ce"! &"a #!l&c0" alcal"a

NH3(ac) + H2 NH4+(ac) + OH(ac)

El a$!"ac! #e cla#;ca c!$! &"a a#e ?l %!-&e&"a #!l&c0" el $#$! c!"'e"e &"a c!"ce"'ac0"

ela'=a$e"'e aa e !"e# ,05!

E" #!l&c0" #0l! #e !":a alee! el 1 ela$!"ac!. La $a! %a'e el a$!"ac! %e$a"ece e"

;!$a "! !":aa.

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Reacc!"e# e l!# /c!# c!" la# a#e#<Ne&'al:ac0"

*c! + Ba#e Ag&a + Sal

Ee$%l!#<HCl(ac) + NaOH(ac) H2 + NaCl(ac)

H39O4(ac) + 3 GOH(ac) 3H2 + G 39O4(ac)

Si se eliminan los ionesespectadores se obtiene la misma

ecuación iónica neta.

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H

+

(ac) + OH

(ac) H2(l)

H3+(ac) + OH(ac) 2H2(l)

os realmente acti2os en una

reacci$n de neutralizaci$n sonlos iones Hidronio e Hidro#ilo

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Reacc!"e# e l!# ,05!# a";0'e!# c!" l!#/c!# la# a#e#

Anfótero: Aquel que reacciona tantocon los ácidos como con las bases

Al(OH)3(#) + NaOH(ac) NaAl(OH)4(ac)C!$! /c! 3asefuerte !luminato de Sodio

Al(OH)3(#) + 3 HCl(ac) AlCl3(ac) + 3 H2C!$! a#e 4cido5uerte -loruro de !luminio

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Definiciones de ácidos y bases deBronsted-Lowry

SegF" la 'e!a e B!"#'eL!

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9a c!"&ga!a#e/c!

HCl(g) + H2(l) H3+(ac) + Cl(ac)

/c!a#e

9a c!"&ga!

El HCl(g) (el /c! e B!"#'eL!) !"a &"%!'0" al H2 ea &" !" cl!&! Cl -&e #e

cla#;ca c!$! la a#e c!"&gaa. (la a#e c!"&gaae# #$%le$e"'e el /c! #" #& %!'0".) E" c!"&"'!HCl Cl #!" &" %a c!"&ga! /c!a#e. El ag&a el !" ,!"! ;!$a" !'! %a c!"&ga! !"e

el ag&a e# &"a a#e el !" el /c! c!"&ga!.

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HCl(g) + NH3(g) NH4+ + Cl

*c! $/# Ba#e $/# *c! $/# Ba#e $/# ;&e'e ;&e'e ?l ?l

En una reacción Acido-Base

El a$!"ac! ga#e!#! NH3(g) eacc!"ac!" el cl!&! e ,0ge"! ga#e!#!

HCl(g) "! "'e=e"e ,05! alg&"!%e! el NH3 (g) ace%'a &" %!'0" el

HCl(g) %! ell! ac'Fa c!$! &"a a#e eB!"#'eL!.

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NH3(g) + H H NH4+(ac) + OH(ac) Ba#e *c!

(ece%'! e (!"a! e%!'!"e# ) %!'!"e#)

C&a"! el a$!"ac! ga#e!#! #e #&el=e e" ag&aeacc!"a c!" ella e" &"a $ea $& l$'aa

;!$a"! !"e# a$!"! e !"e# ,!5l!. E" e#'e##'e$a el a$!"ac! ac'Fa c!$! ece%'! e %!'!"e#

(a#e) el ag&a c!$! !"a! e %!'!"e# (/c!)

Equilibrio químicoLa disociación no es total

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NH3(g) + H OH NH4+(ac) + OH(ac)Ba#e *c!

CH3COOH(l) + H OH H3O+(ac) + CH3COO

(ac)Ac! Ba#e

O#e=a -&e e" la eacc0" el ag&a c!" el a$!"ac! el ag&a

ac'Fa c!$! /c! e B!"#'e %e! e" la eacc0" c!" elAc! Ac?'c! el ag&a ac'Fa c!$! a#e e B!"#'e. Se ce-&e el ag&a e# a";%0'ca> %&ee %ee ! ga"a &" %!'0"

%aa ac'&a c!$! /c! ! c!$! a#e.

CARC!ER A"#$%R&!$C' DEL ()'

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DEINICIONES DE *CIDOS Y BASESDE LEJIS

*e+,n la teoría de Lewis:

cido es toda sustancia caa. deacetar un ar de electrones/

Base es toda sustancia caa. deceder un ar de electrones/

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Aunque la teoría de Lewis arece diferente0 esco1erente con otras teorías/La teoría de Bronsted-Lowry se refiere al ión (2/La definición de Lewis se

refiere a los ares de electrones 3que conlle4an unacar+a ne+ati4a5/En la teoría de Bronsted-Lowry es el

rotón ( 3(25 el que se mue4e/En la teoría de Lewis0loselectrones forman enlaces0que 6tiran6 de los átomos

ara lle4arlos a sus nue4as osiciones/

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Resumen

*c! Ba#e

A,e" 8e"ea H+ 8e"ea OH

B!"#'eL! D!"a"'e e H+

Rece%'! e H+

Le# Rece%'! e e D!"a"'e e e

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LA AUTOIONIKACIN DEL A8UA

)uando se piensa en el agua sedibu2a la molécula de # ,&. 3ero

incluso el agua más pura no es porcompleto # ,&. 4lrededor de 5

molécula en cada 677 millones

transiere un protón a otra produciendo un ión *idronio " un

ión *idró8ido.

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pH

-log10 [H+] -log [H+]

pOH

-log10 [-OH] -log [-OH]

La l!"a p #$o!a %loga"&!'o $ga!&(o #)*

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C'o , ##. ,!a /"'la• D#..&$ a pa"!&" #l &l&2"&o 3'&.o

•A pa"!&" # #a!o, !"'o#&$4'&.o,

105 'ol6.la, #H7O

H7O H7O H8O+ -OH+ +9

9[H8O+] [-OH ]

[H7O] [H7O]=

Valo" .o$,!a$!

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9: [H8O+] [-OH ]=

Una de cada diez millones demoléculas se disocian, es decir,

una diezmillonésima:

1

10710-7O

R'pla;a$#o

9: [10-7] [10-7]=

[10-14]=[H8O+] [-OH ]

Log[10-14]=Log[H8O+] [-OH ]Nga!&(&;a$#o $ a'2o, '&'2"o,

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-Log[10-14]=-Log[H8O+] [-OH ]

--Log[H8O+] + -Log[-OH ] =

pH pOH+ = 1=E?'plo1* El pOH ,a$g3$o , @@B

.4l ,"4 l pH .o"",po$#&$!

pH 1= -@@B pH 58B

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I#a # a.; al.al&$a#

Sören Sörensen $ 10 $a /o"'a 'a, a#.a#a

# .o'pa"a"la, l pH $o , 'a, la /o"'aloga"3!'&.a # p",a" la, .o$.$!"a.&o$,

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Co$.$!"a.&o$, # &o$, #

"g$o

pH Sol.&o$, H8O+ OH-

10000000 pH 0 4.o #2a!"3a

1 100 1 10-1=

1000000 pH 1 4.o,!o'a.al

1 10-1 1 10-18

100000 pH 7 ?go # l&'$

(&$ag"1 10-7 1 10-17

10000 pH 8!o"o$?a ?go# $a"a$?aga,o,a,

1 10-8 1 10-11

1000 pH = ?go # !o'a!

ll(&a 4.a1 10-= 1 10-10

100 pH B .a/6 $g"oaga # ll(&a 1 10-B 1 10-

10 pH @ o"&$a ,al&(a 1 10-@ 1 10-

1 pH 5 aga p"a 1 10-5 1 10-5

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1 pH 5 agap"a

1 10-5 1 10-5

1J10 pH aga #

'a"

1 10- 1 10-@

1J100 pH 2&.a"2o$a!o

1 10- 1 10-B

1J1000 pH 10 l.'ag$,&a

1 10-10 1 10-=

1J10000 pH 11 a'o$3a.o 1 10-11 1 10-8

1J100000 pH 17aga

?a2o$o,a.lo"o

1 10-17 1 10-7

1J1000000 pH 18 l&'p&a#o"# o"$o, 1 10-18 1 10-1

1J10000000 pH 1=

l&'p&a#o"l3o ##"$a?,

1 10-1= 1 100

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H2 + H2 H3+ + OH

Ac! Ba#e *c! Ba#e

E78$L$BR$' 789$C' DEL ()'

;w

;w

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)a concentración de iones !idronio en el agua

pura a "- es .1 ! 1. 5 1 M. )a

concentración de iones !idró*ido en el agua a"- es tambi'n 1. 5 1 M. Se emplean

par'ntesis rectangulares, / 0, para presentar las

concentraciones en moles por litro, 1. %ara elagua se tiene que 2

H3O+ @ 1. 5 1 M OH @ 1. 1M

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En el agua pura la concentración de iones

*idronio es igual a la concentración de

iones *idró8ido. El producto de la

concentración de iones *idronio por la

concentración de iones *idró8ido a ,69 ) ;w

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G J @ H+OH @ 1. 114 a 2PC

E#'! #e lla$a %!&c'! 0"c! el ag&a e##e$%e g&al a &"a c!"#'a"'e -&e #e c!"!ce

c!$! la c!"#'a"'e el %!&c'! 0"c! el ag&aG c&! =al! e# 1. 5 114 a 2PC. 9!#e"clle: #e c!$e":a/ a e$%lea a-& H3+

#!ee"'e"?"!#e -&e l!# !"e# H+ e"#!l&c0" e#'/" #e$%e ,a'a!#.

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6C0$! a;ec'a la ac0" e &"

/c! al ag&a la#c!"ce"'ac!"e# e e-&l!e !"e# ,0ge"! e !"e#

,05!7

H2O H+ + OH

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(l jugo de limón tiene una H+ .1 M. 3uál es la

concentración de OH

4. !olución: %ato: ;# 5.7(57, @ en orma e8ponencial.

De G J #e 'e"e -&e H+OH @ 1. 114

La #''&e"! H+ 1.512OH @ 1. 114

l&eg! OH @ 1. 114

1. 5 12

Re#%&e#'a 51 5 112 M

S #e c!"!ce la c!"ce"'ac0" e !"e# ,0ge"!H+ ! la e !"e# ,05! OH #e %&ee calc&lala c!"ce"'ac0" el !'! !" c!$! #e l'a e" e#'e.

Ee$%l!<

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U"a $&e#'a e l# 'e"e &"a OH

e1.51Q M 6C&/l e# la H+7

SOLUCIN<

Da'! < OH

@1. 1Q

MDe G J #e 'e"e -&e H+OH @ 1. 114

S''&e"!OH H+1.1Q @ 1. 114

H+ @ 1. 1 M Re#%&e#'a

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L!# c/lc&l!# %aa el &g! e l$0" (&" /c!) la

$&e#'a e l# (-&e e# alcal"a ! /#ca) l'a" l!#g&e"'e.

E" #!l&c!"e# /ca# H+ e# $a! e 1. 5 1

E" #!l&c!"e# /#ca# H+ e# $e"! e 1. 5 1

E" #!l&c!"e# "e&'a# H+ e# g&al a 1. 5 1

La $&e#'a e l# e#c'a e" el ee$%l! e# alcal"a(/#ca)> 'e"e &"a c!"ce"'ac0" e !"e# ,0ge"!

";e! a 1. 5 1.

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ESCALA DE %H

El %H e &"a #!l&c0" #e e;"e c!$! el"ega'=! el l!ga'$! e la c!"ce"'ac0" e!"e# ,0ge"! H+. El l!ga'$! (l!g) e &""F$e! e# el e5%!"e"'e (! %!'e"ca) al -&e e#%ec#! ele=a 1 %aa a el "F$e! -&e #ee#%ec;ca. E" ;!$a $a'e$/'ca el %H #e

e;"e c!$! #g&e<

pH" - Log #H$%&'

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H+ %H

5 8 575 55 8 571 1

5 8 57A A5 8 5755 55

!iempre que

;# 5.77 8 57n el p# > n.

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!e podr+a decir que una solución tiene unaconcentración de iones *idronio de

5857B mol C L o decir que tiene un p# de B.

Esto es lo que *ace de la escala de p# algo

mu" conDeniente " razonable para los usuarios. !e *a adoptado de manera uniDersal. El agua pura tiene una concentración de

iones *idrógeno de 5 8 57 mol C L " un p# de

. )omo lo indica la escala de p# que aqu+ semuestra cualquier solución neutra tiene un p#

de

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Calc&la el %H e &"a #!l&c0" c!" &"a H+ e 4. 513 M.

S!l&c0"

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%H + %OH @ 14

L!# e"&"ca!# #g&e"'e# la;g&a 2 e#&$e" el e;ec'! -&e #!e el %H el %OH eece la ac0" e /c! ! a#e.E" &"a #!l&c0" "e&'a el %H el %OH

#!" a$!# g&ale# a .La ac0" e &" /c! ,ace -&e ae el

%H %e! ele=a el %OH.La ac0" e &"a a#e ,ace e#ce"e el

%OH %e! ele=a el %H.

La #&$a el %H el %OH #e$%e e#g&al a 14.

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Ee$%l!<

6C&/l e# el %OH e &"a #!l&c0" -&e 'e"e &"%H e .237

S!l&c0"<

%H + %OH @ 14 9! e;"c0" A# %OH @ 14 %H

%OH@ 14 .23 %OH @ . Re#%&e#'a.

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6C&/l e# la H+ el &g! e l$0" -&e 'e"e &" %H e 2.37

S!l&c0"<

C&a"! #e c!"!ce el %H #e %&ee !'e"e la H

c!e#%!"e"'e%! #''&c0" e" la e5%e#0" el %H. Ha -&e #eg& l!# %a#!#-&e #e $&e#'a" a-&.

%H @ l!gH+ 2.3 @ l!gH+

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12.3

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AMORTI8UADORES

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H2CO3 HCO3 (D05! e ca!"!) /c! Q.4Q

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H29O4 H9O4

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NH4+NH3 I!" a$!"!a$!"ac! .2

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