Reacciones ácido-base

REACCIONES ÁCIDO-BASE

REACCIONES ÁCIDO-BASE

Para clasificar las sustancias en ácidas o básicas podemos utilizar diferentes teorías: - Teoría de Arrhenius - Teoría de Brönsted-Lowry - Teoría de Lewis Las tres teorías nos dan herramientas para clasificar las sustancias, ninguna es mejor que la otra, simplemente hay sustancias que se justifican más fácilmente por unas teorías que por otras.

TEORÍA DE ARRHENIUS

La teoría de Arrhenius (teoría de la disociación iónica) clasifica las sustancias según lo siguiente: - Ácidos: Aquellas sustancias que en disolución acuosa ceden protones (iones H+) - Bases: Aquellas sustancias que en disolución acuosa ceden hidroxilos (iones OH-)

Ejemplo HCl

Ejemplo NaOH

TEORÍA DE BRÖNSTED-LOWRY

La teoría de Brönsted-Lowry (teoría de los pares conjugados), clasifica las sustancias de la siguiente forma: - Ácidos: Aquellas sustancias que en disolución acuosa ceden protones (iones H+) - Bases: Aquellas sustancias que en disolución acuosa captan protones (iones H+)

En cada reacción observamos los pares ácido-base conjugados. El ion H3O+ es equivalente al H+

TEORÍA DE LEWIS

La teoría de Lewis, clasifica las sustancias atendiendo a sus propiedades para formar enlace covalente: - Ácidos: Aquellas sustancias que pueden aceptar y compartir un par de electrones, es decir, que tienen un orbital vacío. - Bases: Aquellas sustancias que pueden ceder y compartir un par de electrones, es decir, que tienen un par de electrones libre.

Base

Ácido

EQUILIBRIO IÓNICO DEL AGUA

El agua presenta una autoionización conocida como equilibrio iónico del agua ya que puede formar iones hidroxilo (OH-) e iones hidronio (H3O+)

MEDIDA DE LA ACIDEZ. pH

Para determinar la acidez o basicidad de una disolución utilizamos el concepto de pH y su escala correspondiente. La fórmula para calcular el pH de una disolución es:

pH = -log[H+]

De la misma forma se cumple pOH = -log[OH-]

FUERZA RELATIVA DE ÁCIDOS Y BASES

Los ácidos y las bases puedes ser sustancias débiles o fuertes: - Ácidos o bases fuertes: Se trata de sustancias cuyos equilibrios están desplazados totalmente a la derecha, por este motivo sus constantes tendrían valores infinitos. HCl H+ + Cl- NaOH Na+ + OH- - Ácidos o bases débiles: Se trata de sustancias cuyos equilibrios no están desplazados y por tanto sus constantes tienen un valor concreto.

CONSTANTES DE PARES CONJUGADOS

Cuando tenemos un equilibrio de disociación encontramos siempre ácidos y bases conjugadas, por este motivos podríamos escribir la constante de dicho ácido y también de dicha base. Estas dos constantes se relacionan de la siguiente forma:

Podemos comprobar que siempre se cumple que, dado un ácido y su base conjugadas la relación entre sus constantes es: Ka·Kb = Kw

REACCIONES DE NEUTRALIZACIÓN

Una reacción de neutralización ácido-base es una reacción que se produce al mezclar una disolución ácida y una disolución básica. En estas reacciones los productos siempre son una sal más agua: Cuando se producen estas reacciones las cantidades corresponden a las cantidades estequiométricas como en cualquier otra reacción.

VOLUMETRÍAS. CURVAS DE VALORACIÓN

Un método volumétrico es un método de análisis cuantitativo que sirve para determinar la concentración de una sustancia determinada a partir de una disolución de concentración conocida denominada patrón. Por ejemplo, si necesitamos saber la concentración de HCl lo hacemos reaccionar con un NaOH de concentración conocida y en función del volumen consumido podemos averiguar la concentración desconocida.

HIDRÓLISIS DE SALES

Cuando se disuelve una sal en agua, esta se disocia en sus iones, dichos iones reaccionan con las moléculas de agua formando ácidos o bases conjugadas y en función de estos ácidos y bases se podrá determinar el pH de la disolución: - Sal de ácido fuerte y base fuerte: El pH de la sal es neutro (Ejemplo cloruro de sodio) - Sal de ácido débil y base fuerte: El pH de la sal es básico (Ejemplo acetato de sodio) - Sal de ácido fuerte y base débil: El pH de la sal es ácido (Ejemplo cloruro de amonio) - Sal de ácido débil y base débil: El pH dependerá de los valores de Ka y Kb, si Ka>Kb es ácido, pero si Ka<Kb será básico. (Ejemplo acetato de amonio)

DISOLUCIONES REGULADORAS

Una disolución reguladora, también denominada disolución tampón o amortiguadora, es una disolución en la que la adición de un ácido o una base no produce variación en el pH (lo varía ligeramente). Se forman por un ácido o una base débil y su base/ácido conjugado. (Ejemplo disolución de ácido acético y acetato de sodio). Para determinar el pH en estas disoluciones se utiliza la ecuación de Henderson - Hasselbach

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