Reacciones en disolución acuosa

Transcripción

1 Reacciones en disolución acuosa (no redox) Ramón L. Hernández-Castillo, Ph.D. Química 106 (laboratorio)

2 Objetivos Reglas de Solubilidad en medio acuoso Reacciones típicas en medio acuoso (precipitación, ácido-base) Ecuaciones iónicas totales y netas

3 Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias El soluto es(son) la sustancia(s) presente en menor cantidad(es) El disolvente es la sustancia que está en mayor cantidad Disolución Disolvente Soluto bebida no alcohólica (l) H 2 O Azúcar, CO 2 Aire (g) N 2 O 2, Ar, CH 4 Soldadura suave (s) Pb Sn 4.1

4 Un electrólito es una sustancia que, cuando se disuelve en agua, forma una disolución que conduce la electricidad. Un no electrólito es una sustancia que, cuando se disuelve en agua, forma una disolución que no conduce la electricidad. no electrólito electrólito débil electrólito fuerte 4.1

5 Conduce electricidad en la disolución? Cationes (+) y Aniones (-) Electrólito fuerte: 100% disociación NaCl (s) H 2 O Na + (ac) + Cl - (ac) Electrólito débil: no se disocia completamente CH 3 COOH CH 3 COO - (ac) + H + (ac) 4.1

6 Hidratación es el proceso en el que un ion se ve rodeado por moléculas de agua acomodadas de manera específica. δ δ + H 2 O

7 Un no electrólito no conduce electricidad? No cationes (+) y aniones (-) en disolución H 2 O C 6 H 12 O 6 (s) C 6 H 12 O 6 (ac) Electrólito fuerte Electrólito débil No electrólito HCl CH 3 COOH (NH 2 ) 2 CO HNO 3 HF CH 3 OH HClO 4 HNO 2 C 2 H 5 OH NaOH H 2 O C 12 H 22 O 11 Compuestos iónicos 4.1

8 Reacciones de precipitación Precipitado: sólido insoluble que se separa de la disolución precipitado Pb(NO 3 ) 2 (ac) + 2NaI (ac) PbI 2 (s) + 2NaNO 3 (ac) ecuación molecular Pb NO Na + + 2I - PbI 2 (s) + 2Na + + 2NO 3 - ecuación iónica Pb I - PbI 2 (s) PbI 2 ecuación iónica neta Na + y NO 3- son iones espectadores 4.2

9 Cómo escribir las ecuaciones iónicas netas 1. Escriba una ecuación molecular balanceada. 2. Escriba la ecuación iónica que muestra los electrólitos fuertes. 3. Determine el precipitado de las reglas de solubilidad. 4. Cancele los iones espectadores en ambos lados de la ecuación iónica. Escriba la ecuación iónica neta para la reacción de nitrato de plata con cloruro de sodio. AgNO 3 (ac) + NaCl (ac) AgCl (s) + NaNO 3 (ac) Ag + + NO 3- + Na + + Cl - AgCl (s) + Na + + NO 3 - Ag + + Cl - AgCl (s) 4.2

10 Reglas de solubilidad para compuestos iónicos comunes en el agua a 25 0 C Compuestos solubles Compuestos que contengan iones de metales alcalinos y NH 4 + NO 3-, HCO 3-, ClO 3 - Excepciones Cl -, Br -, I - Halogenuros de Ag +, Hg , Pb SO 4 2- Sulfatos de Ag +, Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+, Hg 2+, Pb 2+ Compuestos insolubles CO 3 2-, PO 4 3-, CrO 4 2-, S 2- OH - Excepciones compuestos que contengan iones de metales alcalinos y NH 4 + Compuestos que contengan iones de metales alcalinos y Ba

11 Ácidos Tienen un sabor agrio. El vinagre debe su sabor al ácido acético. Las frutas cítricas contienen ácido cítrico. Reaccionan con ciertos metales para producir el gas de hidrógeno. Reaccionan con carbonatos y bicarbonatos para producir el gas dióxido de carbono. Tiene un sabor amargo. Bases Sensación resbaladiza. Muchos jabones contienen bases. 4.3

12 Reglas de Solubilidad (Solubles) Todos los compuestos de amonio (NH 4+ ) son solubles, sin excepción. Todos los compuestos de metales alcalinos son solubles, sin excepción. Todos los nitratos (NO 3- ) son solubles, sin excepción. Todos los bicarbonatos (HCO 3- ) son solubles sin excepción. Todos los acetatos (C 2 H 3 O 2- o CH 3 COO - ) son solubles, exceptuando el de Ag + Todos los cloruros (Cl - ), ioduros (I - ) y bromuros (Br - ) son solubles, exceptuando los que formen con los iones Ag +, Hg 2+ 2, Pb 2+. Todos los sulfatos (SO 2-4 ) son solubles exceptuando los que formen con Sr 2+, Ba 2+, Hg 2+ 2 y Pb 2+.

13 Reglas Insolubles y Reacciones Todos los sulfuros (S 2- ) son insolubles, exceptuando los que formen con amonio, metales alcalinos y Ca 2+, Sr 2+ y Ba 2+. Todos los carbonatos son insolubles, exceptuando los que se formen con el ión amonio y los metales alcalinos. Todos los fosfatos (PO 3-4 ) son insolubles, exceptuando los que se formen con el ión amonio y los metales alcalinos. Todos los hidróxidos (OH - ) son insolubles, exceptuando los que se formen con el ión amonio, los metales alcalinos, y Ba 2+. El hidróxido de Sr 2+ es parcialmente soluble. Los ácidos reaccionan con bases para producir sal y agua. Los ácidos reaccionan con carbonatos y bicarbonatos para producir CO 2 gaseoso, H 2 O y una sal.

14 Un ácido Arrhenius es una sustancia que produce H + (H 3 O + ) en agua Una base Arrhenius es una sustancia que produce OH - en agua 4.3

15 Un ácido Brønsted es un donador de protones Una base Brønsted es un aceptor de protones base ácido ácido base Un ácido Brønsted debe contener por lo menos un protón ionizable! 4.3

16 Ácidos monopróticos HCl H + + Cl - HNO 3 H + + NO 3 - CH 3 COOH H + + CH 3 COO - Electrólito fuerte, ácido fuerte, Electrólito fuerte, ácido fuerte, Electrólito débil, ácido débil, Ácidos dipróticos H SO 4 H + HSO 4 HSO 4 - H + + SO 4 2- Electrólito fuerte, ácido fuerte, Electrólito débil, ácido débil, Ácidos tripróticos H 3 PO 4 H + + H 2 PO 4 - H 2 PO - 4 H + + HPO 2-4 HPO 2-4 H + + PO 3-4 Electrólito débil, ácido débil, Electrólito débil, ácido débil, Electrólito débil, ácido débil, 4.3

17 Reacción de neutralización ácido + base sal + agua HCl (ac) + NaOH (ac) NaCl (ac) + H 2 O H + + Cl - + Na + + OH - H + + OH - Na + + Cl - + H 2 O H 2 O 4.3