Ácidos y bases. Parte 2

Transcripción

1 Ácidos y bases Parte 2

2 Repaso: sistema del disolvente Según el disolvente, prediga el carácter, ácido o base, de las siguientes sustancias: H 2 SO 4 SO 2 NaHSO 4 SOCl 2 HClO 4 CaO CH 3 CH 2 OH PCl 3 H 2 SO 4 AlCl 3 CH 3 CH 2 OK (C 6 H 5 )NH 3+ Cl -

3 Ácidos y bases de Lewis En 1923 G. N. Lewis define ácido base en función de intercambio de pares de electrones: Ácido Aquella sustancia capaz de aceptar un par electrónico Base Aquella sustancia capaz de donar un par electrónico

4 R 3 N + BF 3 R 3 NBF 3 4CO + Ni Ni(CO) 4 2L + SnCl 4 SnCl 4 L 2 2NH 3 + Ag + Ag(NH 3 ) 2 +

5 Un concepto ácido base Universal Ácido Donación de una especie positiva (un ion hidrógeno o un catión del disolvente)o recepción de una especie negativa (un par electrónico o un anión oxido o un anión del disolvente)

6 Base Una entidad donadora de una especie negativa (pares electrónicos, ion oxido, anión característico del disolvente) o, en términos de recepción de una especie positiva (ion hidrógeno)

7 1.-Basicidad de óxidos metálicos: En un grupo periódico dado la basicidad de los óxidos metálicos tiende a aumentar, por ejemplo en el grupo IIA (2) BeO MgO CaO SrO BaO

8 2.- Acidez de óxidos no metálicos Al incrementarse la covalencia, los óxidos se hacen menos básicos y mas ácidos, los óxidos no metálicos son anhídridos ácidos. Este fenómeno se observa tanto en óxidos metálicos como no metálicos y esta relacionado estrechamente con la electronegatividad de la especie participante.

9 3.- Reacciones de hidratación e hidrólisis Se ha visto con anterioridad que los cationes metálicos presentan equilibrios de hidratación: Na + + 6H 2 O Na H 2 O 6 + La energía liberada en la hidratación esta íntimamente relacionada con el cociente carga tamaño: entre menor tamaño y mayor carga la energía libera es mayor

10 Proceso de hidrólisis Al H 2 O Al(H 2 O) 6 3+ Al(H 2 O) 6 3+ H 2O H3 O + + Al(H 2 O) 5 (OH) 2+ Existe una relación estrecha entre la relación carga 2 /tamaño

11 Z 2 /r pka Z 2 /r pka 2.0 Ag La III Na Al Li Cd II Ba Mn II Sr Fe II Hg II Co II Ca Zn II Mg Cu II Be Ni II 9.40

12 4.- Acidez de los oxiácidos Esencialmente depende de dos parámetros, ambos inductivos: a) Efecto inductivo del átomo central b) Efecto inductivo de los sustituyentes Se puede hacer una aproximación al valor del pka del acido en cuestión considerando los dos efectos anteriores y dependiendo del numero de oxígenos presentes en el oxiácido: pka = n χ x

13 5.- Basicidad de aminas sustituidas El comportamiento de derivados de amoniaco en agua es muy distinto la molécula de NH3 en agua es una base débil, mientras que NF3 no presenta basicidad. NH 2 OH 7.97 NH 2 NH pkb NH3 = 4.74 MeNH EtNH i-prnh i-bunh Me 2 NH 3.29 Et 2 NH 2.90 i-pr 2 NH 2.95 i-bu 2 NH 3.32 Me 3 N 4.28 Et 3 N 3.25 i-bu 3 N 3.58

14 6.- Ácidos y bases fundamentales Podríamos considerar al protón como la especie mas ácida, dad su relación carga tamaño tan pequeña y su gran reactividad con las bases, incluso con los gases nobles, que no son considerados básicos. la base fundamental podría ser cualquier anión pequeño H-, F-, O2-, pero no se compararia con el electrón. A pesar de su controversial existencia en medio acuoso podría ser el complemento perfecto para el protón

15 Ácidos y bases duros y blandos Ácidos duros Estos ácidos de caracterizan por su baja electronegatividad y su alta carga, comprenden la mayoría de los elementos metálicos de la tabla periódica. Ácidos Intermedios Estos se encuentran en la frontera de los ácidos duros y blandos y poseen valores intermedios de densidad de carga

16 Ácidos blandos Estos ácidos presentan una relación carga/tamaño un pequeña y una alta electronegatividad, al tener una densidad de carga pequeña son altamente polarizables y tienden a formar enlaces covalentes, el cation mas blando es el oro (I)

17

18 Bases Duras Las bases duras son especies ligadas a flúor y oxígeno, cómo oxido, hidróxido, nitrato, carbonato, sulfato y perclorato. En el caso de bases monoatómicas y altamente cargadas se consideran bases duras también. Bases intermedias Se encuentran entre valores de carga/ tamaño intermedios entre las bases duras y blandas.

19 Bases blandas Son los elementos no metálicos menos electronegativos, como carbono, azufre, fosforo y yodo, al ser bajos en la relación carga/tamaño, son altamente polarizables y tienden a la formación de enlaces covalentes,

20 Clasificación geoquímica de los elementos 1923 V. M. Goldschmindt Siderófilos Elementos afines a la fase metálica del núcleo del planeta Calcófilos Elementos afines a la combinación con iones sulfuro (formación de sulfuros) Litófilos Elementos abundantes en los suelos, con tendencia a la formación de silicatos Atmófilos Presentes en la atomósfera

21

22 Menas de algunos minerales Al 2 O 3 bauxita CaCO 3 mármol Fe 2 O 3 hematita FeS 2 pirita SnO 2 casiterita PbS galena Ag2S argentita PbSO 4 anglesita

23 Ejercicios

24 Identifique la base y el acido en cada una de las reacciones siguientes: SiO 2 + Na 2 O NaSiO 3 NOF + ClF 3 NO + + ClF 4 Al 2 Cl 6 + 2PF 3 2AlCl 3 : PF 3 PCl 5 + ICl PCl ICl 2 POCl 3 + Cl POCl 4 Li 3 N + 2NH 3 3Li + + 3NH 2

25 Identifique el mineral que es una mena común del elemento que se indica: Torio ThS 2 o ThO 2 Platino PtAs 2 o PtSiO 3 Flúor CaF 2 o PbF 2 Magnesio MgS o MgSO 4 Cobalto CoS o CoSO 4

26 Cuando dos sales de sodio NaX y NaY se disuelven en agua para dar una solución de la misma concentración, los valores de ph obtenidos son: 7.3 y 10.9, respectivamente Cuál acido es mas fuerte?

27 La molécula (CH 3 ) 2 N-PF 2 tiene dos átomos capaces de actuar como base de Lewis. Con los compuesto de boro, el BH 3 se une al fosforo en tanto que el BF 3 se une al nitrógeno. Exponga su razonamiento

28 Cómo es la basicidad de las siguientes aminas C 6 H 5 NH 2 y C 5 H 5 N, en comparación con la basicidad del amoniaco NH 3?

29 Prediga la dirección que tendrán cada una de las siguientes reacciones en fase gaseosa HI + NaF HF + NaI AlI 3 + NaF AlF 3 + NaI CuI 2 + 2CuF CuF 2 + CuI TiF 4 + 2TiI 2 TiI 4 + 2TiF 2 CoF 2 + HgBr 2 CoBr 2 + HgF 2