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ACIDO - BASE

Qumica


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CIDOS: Tienen sabor agrio. Son corrosivos para la

piel. Enrojecen ciertos

colorantes vegetales. Disuelven sustancias

Atacan a los metalesdesprendiendo H2. Pierden sus propiedades al

reaccionar con bases.

BASES: Tiene sabor amargo. Suaves al tacto pero

corrosivos con la piel. Dan color azul a ciertos

colorantes vegetales. Precipitan sustancias

disueltas por cidos. Disuelven grasas. Pierden sus propiedades al

reaccionar con cidos.


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CIDOS Y BASES . TEORA DE ARRHENIUS.

Los cidos y las bases se comportan como dos grupos qumicamenteopuestos

Base es toda sustancia que contienealgn grupo OH capaz de disociarse en

disolucin acuosa, dando iones hidroxiloOH-. Por ejemplo:

NaOH (s) Na+ (aq) + OH-(aq)H2OHCl (g) Cl

- (aq) + H+(aq)H2O

Los iones H+, en disolucin acuosa, se

representan como la especie H3O+(aq),que se denomina ion hidronio.

cidoes toda sustancia que poseealgn tomo de hidrgeno capaz de

disociarse en disolucin acuosa,

dando iones H+. Por ejemplo:

Publica en 1887 su teora de disociacin inica. Hay sustancias (electrolitos)

que en disolucin se disocian en cationes y aniones.

Electrolito es cualquier sustancia que en disolucin d iones y por consiguiente sea

capaz de transportar la corriente elctrica. Son electrolitos los cidos, las bases y

las sales.


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Disociacin cido-base segn Arrhenius

CIDOS:

AH (en disolucin acuosa) A + H+

Ejemplos:

HCl (en disolucin acuosa) Cl + H+

H2SO4(en disolucin acuosa) SO42 + 2 H+

BASES:

BOH(en disolucin acuosa) B + + OH

Ejemplo:

NaOH (en disolucin acuosa) Na+ + OH

Neutralizacin

Se produce al reaccionar un cido con una base por formacin de agua:

H++ OHH2O

El anin que se disoci del cido y el catin que se disoci de la base quedanen disolucin inalterados (sal disociada):

NaOH +HCl

H2O + NaCl (Na+

+ Cl

)


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CIDOS Y BASES . TEORA DE BRNSTED Y LOWRY

cido es toda especie capaz de ceder un protn. El concepto incluye iones como el

e (formado al disolver NaHCO3en agua), ya que son capaces de ceder un protn a

una molcula de agua:

aqOHaqCOaqOHaqHCO 32323

3HCO

Base es toda especie capaz de aceptar un protn. Adems de las bases tpicas

(hidrxidos), hay que incluir el amonaco, ya que, al disolverse, acepta un protn del agua,

formando el ion amonio:

lOHaqNH 23 aqOHaqNH4

La teora de Brnsted y Lowry para cidos y bases incluye a la de Arrhenius yla ampla


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PAR CIDO-BASE CONJUGADOS.

Las sustancias que, como el agua, pueden actuarcomo cido o como base se llaman sustancias

anfteras

como cidoaqOHaqBHlOHaqB 2

base

conjugadacido

Un cido y una base que difieren en un protnson unpar cido-base conjugados, porejemplo: 3HCO

23CO4NH (cido) / NH3 (base) o (cido) / (base)

como baseaqOHaqAlOHaqAH 32

basecido

conjugado


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Ejemplo:Justifica porqu el in HCO3acta como cido frente al NaOH y como base

frente al HCl. El NaOH proporciona OHa la disolucin:

NaOH (ac)Na+ + OH

por lo que HCO3 + OH CO32 + H2O

es decir, el in HCO3 acta como cido cede protones.

El HCl proporciona H+a la disolucin:HCl (ac)H+ + Cl

por lo que HCO3 + H+H2CO3 (CO2+ H2O)

es decir, el in HCO3 acta como base coge protones.ES UNA SUSTANCIA ANFTERA


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Siempre que una sustancia se comporta como cido (cede H+) hay otra que secomporta como base (captura dichos H+).

Cuando un cido pierde H+se convierte en su base conjugada y cuando unabase captura H+se convierte en su cido conjugado.

CIDO (HA) BASE CONJ. (A)H+

+ H+

BASE (B) C. CONJ. (HB+)+ H+

H+Disociacin de un cido:

HCl (g) + H2O (l)

H3O

+

(ac) + Cl

(ac) En este caso el H2O acta como base y el HCl al perder el H+se transforma

en Cl(base conjugada)Disociacin de una base: HSO4 -(aq) + H2O (l) H2SO4+ OH

En este caso el H2O acta como cido pues cede H+al HSO4

-que setransforma en H2SO4(cido conjugado)


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9Segn la teora de Brnsted y Lowry, una reaccin cido-basees una

reaccin de transferencia de protones

FORTALEZA DE LAS ESPECIES CONJUGADAS.

Cuanto ms fuerte es un cido, ms dbil es su base conjugada; y viceversa:cuanto ms dbil es un cido, ms fuerte es su base conjugada


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FUERZA DE LOS CIDOS.

Se denominan cidos fuertesa los cidos que se encuentran totalmente

disociadosen disolucin acuosa:Esta reaccin est tan desplazada hacia la derecha que es irreversible

aqOHaqCllOHaqHCl 32

Se denominan cidos dbilesa los cidos que se disocian sloparcialmenteen agua: HCN (aq) + H2O (aq) CN

-(aq) + H3O+(aq)Es un equilibrio muy desplazado hacia la izquierda

Cuanto ms fuerte es el cido mayor ser Ka, y mayor tendencia tiene aformarse A-

El valor de la constante, Ka, es una medida de la fuerza de un cido

Como todas las constantes de equilibrio, Kadepende de la temperatura

Ka=

[A-][H3O+]

[AH] eq

La constante de equilibrio,Kase denominaconstante de acidezo de ionizacin.Para un cido cualquiera: AH (aq) + H2O (l) A

-(aq) + H3O+(aq)


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[A] [H+]

[H+][A]

[HA][HA]

cido fuerte

[HA]

cido dbil

Electrolitos fuertes: ()Estn totalmente disociados

Ejemplos: HCl (ac) Cl+ H+

NaOH (ac) Na+ + OH

Electrolitos dbiles: ()Estn disociados parcialmente

Ejemplos: CH3COOH (ac)CH3COO+ H+

NH3 (ac)+ H2ONH4+ + OH


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FUERZA DE LAS BASES.

Cuanto ms fuerte es la base, mayor es Kby el equilibrio se desplaza msa la derecha.

El valor de la constante, Kb, es una medida de la fuerza de una base.

Como todas las constantes de equilibrio, Kbdepende de la temperatura.

Se denominan bases fuertes, a las bases que se encuentran totalmente

disociadasen disolucin acuosa, y el ion OH

-

muestra gran avidez por capturarun protn: NaOH (s) + H2O (l) Na+(aq) + OH-(aq)

Se denominan bases dbiles, a las bases que se disocian slo parcialmente enagua, tras aceptar un protn de sta:

Es un equilibrio muy desplazado hacia la izquierdaaqOHaqNH 34

OHaqNH 33

La constante de equilibrio, Kb, se denomina constante de basicidad o de ionizacin;para una base cualquiera: B (aq) + H2O (l) BH+(aq) + OH

-(aq)

Kb=[BH+][OH-]

[B] eq


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DISOCIACIN DEL AGUA.

Una disolucines:

cida

Neutra

Bsica

si [H3O+] > [OH-]

si [H3O+] = [OH-]

si [H3O+

] < [OH-

]

En una disolucin acuosa diluida, la [H2O] esmuy grande y permanece prcticamente

constante, por lo que se incluye en el valor de la

constante de equilibrio, obtenindose una

nueva, Kw, que recibe el nombre de producto

inico del agua:

El agua se autoionizasegn la ecuacin H2O + H2O H3O+(aq) + OH-(aq)

Kw= Kc[ H2O]2

= [H3O+

][OH-

]

Kc=[H3O+][OH

-]

[H2O]2= 3,2 10-18(a 25C)

En cualquier disolucin

acuosa, las variables [H3O+] y[OH-]son inversamente

proporcionales

Reaccin muy desplazada hacia la izquierda

la constante de equilibrio es muy pequea


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La experiencia demuestra que el agua tiene una pequea conductividadelctrica lo que indica que est parcialmente disociado en iones:

2 H2O (l) H3O+(ac) + OH(ac)

H3O+ OHKc=

H2O2 Como H2Oes constante por tratarse de un lquido, llamaremos Kw= Kc

H2O2

conocido como producto inico del agua

[ ][ ]-w 3

K H O OH

El valor de dicho producto inico del agua es:

KW (25C) = 1014M2

En el casodel agua pura:

H3O+= OH= 1014M2= 107M Se denomina pH a:

Y para el caso de agua pura, como H3O+=107M:

pH =log 107= 7

3pH log [H O ]


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CONCEPTO DE PH.

El pH de una disolucin es el logaritmo en base 10, con el signo cambiado, dela concentracin de iones H3O+expresada en mol L-1. Por tanto,

[H3O+] = 10-pH(mol L-1 )

Para una temperatura dada, el producto inico del agua permanece constante

El valor del pHpermite asignar el carcter cido o bsico de las disoluciones

[H3O+] > [OH-]

Disolucin cida

[H3O+] > 10-7mol L-1

pH < 7

[H3O+] = [OH-]

Disolucin neutra

[H3O+ ]= 10-7mol L-1

pH = 7

[H3O+] < [OH-]

Disolucin bsica

[H3O+] < 10-7mol L-1

pH > 7

Por tanto,para el agua pura:pH = - log 10-7= - (-7) = 7

A 25C, Kw= [H3O+][OH-] = 10 -14moles2L-2

y en el agua pura, [H3O+] = [OH-] = 10-7mol L-1


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Grfica de pH en sustancias

comunesCIDO BSICO

141 2 3 4 6 8 9 10 11 12 135 7

Zumo delimn Cerveza

LecheSangre

Agua mar

Amoniaco

Agua destilada


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CONCEPTO DE pOH.

A veces se usa este otro concepto, casi idntico al de pH:

Como Kw = H3O+ OH= 1014M2

Aplicando logaritmos y cambiando el signo tendramos:

pH + pOH = 14 para una temperatura de 25C.

pOH log [OH ]

Ejemplo:El pH de una disolucin acuosa es 12,6. Cual ser la OH y el pOH a latemperatura de 25C?

pH =log H3O+= 12,6, de donde se deduce que: H3O+= 10pH= 1012,6M= 2,5 1013M

Como Kw = H3O+ OH= 1014M2

entonces: KW 1014M2

OH=== 0,04 MH3O+ 2,5 1013M

pOH =log OH=log 0,04 M = 1,4

Comprobamos como pH + pOH = 12,6 + 1,4 = 14


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VALORACIONES CIDO-BASE

La volumetra cido-basees un procedimientoque permite calcular la concentracin de una

disolucin, conociendo la concentracin de

otra, en una reaccin de neutralizacin cido-

base.

Se basa en el cambio brusco del pH de una

disolucin (cida o bsica), cuando se completa la

reaccin de neutralizacin (OH-+ H+= H2O)

Instante definido como

punto de equivalencia

Para saber cundo se ha alcanzado el punto

de equivalencia, se utiliza unindicadorcido base, que avisa, cambiando decolor, cuando se ha completado la reaccin


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INDICADORES DE pH cido- base)

Son cidos o bases dbiles cuyo color es diferente a su base o cido conjugado

HIn (aq) + H2O (l)Forma cida (color 1)

In-(aq) + H3O+ (aq)Forma bsica (color 2)

La constante de acidez del indicador es: KIn=[In-] [H3O+]

[HIn]

[HIn][In-]

[H3O+]

KIn =

Con esta expresin se puede interpretar el colorque presentar el indicador

segn el pH de la disolucin. As se tiene que cuando la concentracin de H3O+:

Sea mayor que K In pH > [In-] Color de la forma cida

Sea menor que K In pH >> pK In [HIn]


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El indicador elegido debe tener el punto final prximo al punto de equivalenciade la valoracin: p KIn= pH

EJEMPLOS DE INDICADORES CIDO-BASE

Rojo

Rojo

RojoRojo

Amarillo

Amarillo

Incoloro

Rojo

Amarillo

Amarillo

AmarilloAzul

Azul

Azul

Rosa

Prpura

1,2-2,8

3,2-4,2

4,8-6,05,0-8,0

6,0-7,6

8,0-9,6

8,2-10,0

11,0-12,4

1,7

3,4

5,06,5

7,1

8,9

9,4

11,7

Nombre del indicador

Azul de timol

Naranja de metilo

Rojo de metiloTornasol

Azul de bromotimol

Azul de timol

Fenolftalena

Alizarina

pKinColor forma

cidaColor forma

bsicaRango pH decambio color

El pKIn, debe diferir del valor del pH en el punto de equivalencia en

ms/menos una unidad: pKInpH ( punto de equivalencia) 1

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