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    EQUILIBRIO INICO

    M.Sc.Elsa Huamn P.

    1.Relacin entre la constante deacidez de los cidos y susbases conjugadas.

    2. cidos dirticos yolirticos.

    !. Proiedades cido"base delas sales.

    #. cidos y bases de $e%is

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    1.-Relacin entre la constante de acidezde los cidos y sus bases conjugadas.

    &H!&''H(ac) &H!&''-1(ac)* H+(ac) +a,-

    cido base conjugada

    &H!&''-1* H2'(l) &H!&''H(ac)* 'H"(ac) +b,

    $a constante de e/uilibrio de neutralizacinse uederelacionar con las +a y +b

    [ ][ ][ ]COOHCH

    HCOOCHK

    a

    3

    113

    +

    = [ ][ ][ ]13

    13

    =COOCH

    OHCOOHCHK

    b

    +a 0 +b ,H*13'H"13

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    Reacciones de Neutralizacinen general, se tiene.

    [ ][ ] [ ][ ]

    [ ] [ ][ ] Kw

    KaxKb

    OHOH

    X

    B

    OHBHx

    HA

    AOHKc ==

    +

    ++

    3

    3 1

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    2.- cidos diprticos y Poliproticos

    $os cidos caaces de donar ms de un rotn enreacciones cido"base se denominan cidosoliroticos (diroticos4 triroticos4 etc). 5ic6oscidos resentan tantas etaas de disociacin

    como rotones ueden donar..Ejemlos de cidos dirticos son el cido sul78rico

    (H2S'#)4 cido sul769rico (H2S) y el

    cido carbnico (H2&'!).Ejemlos de cidos triricos son el cido 7os7rico(H!P'#) y el cido c9trico (&:H;'

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    Disociaciones del acido sulfrico

    H!P'#* H2'H!'** H2P'#"

    H2P'#" * H2' = H!'* * HP'#2" +2, :4201>";

    HP'# 2" * H2' = H!' * * P'# !" +!,!4:01>"1!

    [ ] 343

    -1423

    1 105,1)PO(H)O(H

    +

    == xPOH

    K

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    Disolucin de un mezcla deacido !ases con"ugado

    cidos y bases conjugados!el anin rocedente de laionizacion de un acido es una base y recibe el nombrede base conjugada de acido.

    H&? * H2>&?"

    * H!'*

    la reaccin del anion con agua se llamahidrlisis bsicadel anion.

    +b , &?"3H!'*

    3@H&?3 , +%@ +a

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    Disolucin de un mezcla deacido !ases con"ugado

    El cation rocedente de la ionizacion de unabase es un acido y recibe el nombre de acido

    conjugado de una base la reaccin del cation con el agua se le llama

    6idrlisis acidadel cation.

    +a , +%@+b.

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    "#$ "a"b

    A (a/) * H2' (l) AH*(a/) * 'H(a/)

    Disolucin de un %ezcla de acido y basesconjugadoEn el caso de un ar cido"base conjugado4 +ay +b estn relacionadas

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    Disolucin de un mezcla deacido !ases con"ugado

    Para acido y bases conjugadosse cumle /ueB

    Esta relacin imlica /ue cuanto mas 7uerte es unacido4 mas dCbil es su base conjugada.

    $as bases o cidos conjugados de cidos o bases7uertes no su7ren 6idrlisis

    KwKaxKb=

    pKwpKbpKa =+

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    &'DR()'*'s.&'DR()'*'s.

    &omortamiento cidoDbase de las sales

    ?eutras

    cidasAsicas

    Cmo determinarlo de forma cualitativa?

    1. 5isociar la sal en sus iones2. denti7icar su rocedencia!. 5eterminar cules se ueden 6idrolizar#. Plantear y analizar el e/uilibrio de 6idrlisis

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    Hidrlisis de Sales

    $as sales /ue contienen un catin o aninconjugado de un acido dCbil4 al disolFerse enagua darn disoluciones no neutras.

    ?a&l?a* * &l" ?o 6ay 6idrlisis. 5isolucin neutra.

    ?H#* * H2'?H!* H!'* Hidrlisis acida. 5isolucincida.

    &H!&''?a * H2'&H!&''" * H!'*

    &H!&''" * H2' &H!&''H * 'H" Hidrlisis bsica..

    ?H#&l?H#* (ac) * &l" (ac)

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    *ales procedentes de cido fuerte y base fuerte*ales procedentes de cido fuerte y base fuerte

    .ej.B ?a&l4 +&l4 ?a?'!3

    ?a&l (s)

    H2'

    ?a*(a/) * &l(a/)

    Procede de una base 7uerte (?a'H).?o se 6idroliza

    Procede de un cido 7uerte (H&l).?o se 6idroliza

    Disolucin neutra

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    *ales procedentes de cido fuerte y base d+bil*ales procedentes de cido fuerte y base d+bil.ej.B ?H#&l3

    ?H#&l (s)H2'

    ?H#*(a/) * &l(a/)

    Procede de una base dCbil (?H!). Se6idroliza

    Procede de un cido 7uerte (H&l).?o se 6idroliza

    Disolucin cida?H#* (a/) * H2' (l) ?H!(a/) *H!'*(a/)

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    *ales procedentes de cido d+bil y base fuerte*ales procedentes de cido d+bil y base fuerte.ej.B &H!&''?a3

    &H!&''?a (s)H2'

    &H!&''(a/) * ?a*(a/)

    Procede de un cido dCbil (&H!&''H). Se6idroliza

    Procede de una base 7uerte (?a'H).?o se 6idroliza

    Disolucin bsica

    &H!&''(a/) * H2' (l) &H!&''H (a/) *'H(a/)

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    *ales procedentes de cido d+bil y base d+bil*ales procedentes de cido d+bil y base d+bil.ej.B ?H#&?3

    ?H#&? (s)H2'

    ?H#*(a/) * &?(a/)

    Procede de una base dCbil (?H!). Se6idroliza

    Procede de un cido dCbil (H&?). Se6idroliza

    Si +6(catin) G +6(anin) 5isolucin cida (+b +a)

    Si +6(catin) +6(anin) 5isolucin bsica (+b G+a)Si +6(catin) , +6(anin) 5isolucin neutra (+aI+b)

    Para el ?H#&?B disolucin bsica3

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    Hidrlisis de Sales

    $as sales /ue contienen un catin o aninconjugado de un acido dCbil4 al disolFerse enagua darn disoluciones no neutras.

    ?a&l?a* * &l" ?o 6ay 6idrlisis. 5isolucin neutra.

    ?H#* * H2'?H!* H!'* Hidrlisis acida. 5isolucincida.

    &H!&''?a * H2'&H!&''" * H!'*

    &H!&''" * H2' &H!&''H * 'H" Hidrlisis bsica.5isolucin bsica.

    ?H#&l?H#* (ac) * &l" (ac)

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    Ejercicio

    1."&alcule el H de una disolucin >41J M deacetato de sodio (&H!&''?a). &ual es elorcentaje de 6idrlisisK

    Rta H , ;4L:6idrlisis , >4>>:1

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    D'*,)',/0* ,R3'4D,R*.D'*,)',/0* ,R3'4D,R*.

    Para muc6os rocesos4 el control del H resulta 7undamental

    (.ej. reacciones bio/u9micas)

    Disoluciones a%ortiguadoras 5o ta%pn6B

    5isoluciones /ue mantienen un H aro0imadamenteconstante cuando se agregan e/ueNas cantidades decido o base o cuando se diluyen.

    o%posicin

    &antidades sustanciales de un cido dCbil y de su base conjugada(o una base dCbil y su cido conjugado).

    (.ej.B &H!&''H@&H!&''?a)

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    ecanis%o de accin7

    H (a/) * H2' (l) H!'*(a/) * (a/)

    Si al e/uilibrio le aNado4 .ej.4 un cido4 se deslazar a la iz/uierda4

    disminuir el cociente 3@H3 y el H bajar.

    Pero si la cantidad aNadida es e/ueNa comarada con lascantidades (grandes) /ue 6ay de y H4 el cociente cambiar muyoco y el H aenas se modi7icar.

    P.ej.B O si aNado >.>>1 moles de H&l a un 1 $ de agua4 el H asa de < aO si aNado >.>>1 moles de H&l a un 1 $ de disolucin /ue contiene >.< moles de acCtico y >.: moles de acetato sdico4 el H asa

    de #.:;; a #.:;:.

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    Cmo calcular el pH de una disolucin tampn?

    &on el tratamiento e0acto (aartado #).

    Cmo estimar aproximadamente el pH de una disolucin tampn?

    5ado /ue las concentraciones iniciales de cido y de su base conjugson grandes4 se uede suoner /ue las cantidades /ue desaarecer/ue aarecern mientras se Fa alcanzando el e/uilibrio sern e/uecomaradas con las iniciales.

    Por tanto4 en la 7rmula anterior las concentraciones en el e/uilibriose ueden aro0imar or las concentraciones iniciales.

    E0acta

    ro0imadaEcuacin de

    Henderson"Hasselbalc6

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    AH A- & H&

    [A-][H&]

    [AH]Ka'

    logKa' log [H&

    ] & log[A-]

    [AH]

    -log [H&] ' -logKa & log[A-]

    [AH]

    pH = pKa+ log[base]

    [cido]

    cac*+ !#

    H#+!#"o+-Ha""#lbach

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    "arl lbert &asselbalc8

    (1;

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    &aracter9sticas imortantes de una disolucin amortiguadoraB

    O Su H deende de +ay de las concentracionesO Su caacidad amortiguadora

    apacidada%ortiguadoraB &antidad de cido o base /ue se uedeagregar a un tamn antes de /ue el H comience a cambiar demodo areciable.

    5e /uC deendeKO 5el n8mero de moles de cido y base

    (deben ser altos ara /ue la caacidad tambiCn lo sea)O 5el cociente base3@cido3.

    (ara /ue la caacidad sea alta4 6a de ser r0imo a 1.

    Si es >.1 G 1>4 no ser muy e7iciente.Mayor e7icienciaB cuando H , +a)

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    Co+c#po !# pKa

    - .oga/o ca/ba!o !# "g+o !# la co+"a+# !# #$lbo !#!"ocac*+ !# + c!o !# Bo+"#!

    - " popo !# + grupo, +o !# +a molcula

    - Ca+!o pH ' pKa, [c!o] ' [ba"#]

    - .a capac!a! a/p*+ #" //a #+ la" po/!a!#" !#l pKa

    - + c!o #" a+o /" ## ca+o /" bao #" " pKa; +aba"# #" a+o /" ## ca+o /" alo #" " pKa

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    c 6*/co 375c Ac8co 479c 6o"*co:

    "ocac*+ 1 214"ocac*+ 2 720"ocac*+ 3 1240

    A/o+#la/+a 1090

    pKa!# alg+o" ""#/a" c!o-ba"#

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    '/D'D,R0*.'/D'D,R0*.

    'ndicadores7cidos o bases dCbiles cuyas 7ormas cido@conjugadas resentan colores di7erentes.

    Hnd (a/) * H2' (l) H!'*(a/) * nd(a/)

    &olor &olorA

    &uando a una disolucin le aNadimos un indicador4estarn resentes las dos esecies Hnd e nd.

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    Qu color ver?

    QSi Hnd3@nd3 1> &olor (redomina 7orma cida)QSi Hnd3@nd3 >.1 &olor A (redomina 7orma bsica)

    QSi >.1< Hnd3@nd

    3< 10 &olor mezcla de y A

    El cociente deende de la +ay del HB

    QSi Hnd3@nd3 1> [3+] 1> +nd H +ndD1

    &olor (redomina 7orma cida)QSi Hnd3@nd3 >.1 [3+] >.1 +nd H +nd*1

    &olor A(redomina 7orma bsica)QSi >.1< Hnd3@nd3< 10 +ndD1 H +nd*1 Mezcla y A

    'nter:alo de :iraje (2 unidades de H)

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    nterFalos de Firaje de indicadores

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    Ejercicios

    1."El acido H es un acido dCbil. Si el H deuna disolucin >4J M en ?a es L42>.&alcular la constante de ionizacion del acido.

    &alcula el H y el orcentaje de 6idrlisis

    e0istente en las siguientes disoluciones ) >41> M de c. cCtico +a,14;01>"J A) >42> M de benzoato de sodio +a ,!.: 01>"JM

    &) >.2>M de ?H#&l +b , 14;101>"J 5) >4>J> de nitrato de amonio +b,14;J01>"J

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    Ejercicio

    Si se mezclan J> m$ de ?a'H 14J M conJ>>m$ de &H!&''H >4! M 5atoB +a ,14;01>":

    a) &ual es el H de la solucin resultante.b) Si se agregan 2Jm$ de Hidr0ido de

    otasio >4>;M4 cual es el nueFo H y 6aciadonde se deslaza el e/uilibrio.

    * N!" #$%&'"# ("' &N)#("C&N $ '+,C&N$' !"(-N .,))$#

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    Ejemplo:

    &alcular el H de una disolucin de 2J m$de H&l >42JM a la /ue se le aNade J01>"#moles de ?a'H4 suoniendo /ue no Faria el

    Folumen de la disolucion.