Acido: es una sustancia que en solución acuosa incrementa la concentración del ion hidrónio (H3O + )

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Benito Acuña Revuelta
hace 6 años
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1 Conceptos de ácido- base Arrhenius Acido: es una sustancia que en solución acuosa incrementa la concentración del ion hidrónio (H3O + ) Base: es una sustancia que incrementa la concentración de iones oxidrilo (OH - ) Gilbert N. Lewis Acido es una sustancia que puede aceptar un par de electrones para formar un enlace. Base se define como una sustancia que puede donar un par de electrones, para la formación de un enlace covalente. Brönsted-Lowry En 1923, los científicos J. Brönsted y M. Lowry sugieren un nuevo concepto sobre el comportamiento de los ácidos y bases, coincidiendo en la propuesta de que un ácido es cualquier sustancia capaz de donar un protón (H + ) a cualquier otra sustancia. Una base es aquella sustancia capaz de aceptar un protón (H + ) de cualquier otra sustancia. De manera que el ácido y la base pueden ser tanto sustancias constituidas por moléculas, como por cationes o aniones. Ácidos y Bases (fuertes y débiles) Un ácido o base fuerte, también llamados electrolitos fuertes son aquellos que en disolución presentan un alto grado de disociación, por lo tanto su Kc>1, de lo contrario cunado es poca la disociación hablaremos de un ácido o base débil (o electrolito débil) y su Kc será <1.

2 Constante de Ionización del agua Entre las propiedades del agua, su poder anfotérico es importante es muy importante. Es una sustancia capaz de comportarse como un ácido o como una base, según Brönsted- Lowry. Cuando se encuentra reaccionando con ácidos funciona como base en virtud que acepta un protón ácido, por lo que forma el ión hidronio (H3O + ) y cuando está con una base su comportamiento es el de un ácido pues dona un protón. El agua es un electrolito débil, por lo tanto presenta una baja ionización. H2O + H2O H3O OH Acido base ácido base Conjugado Conjugado Así tenemos que la constante de equilibrio de ionización del agua es KKKK = [HH 3OO + ][OOOO ] [HH 2 OO] Considerando la manera simplificada de la reacción: H2O(l) H + (ac) + - OH(ac) Y sabiendo que la concentración del agua (55mol/L) prácticamente permanece constante gracias a su bajo grado de ionización, ya que el valor de Kc es de 1.8 x10-16, tenemos que: Donde Kw es la constante de producto iónico KKKK[HH 2 OO] = KK ww = [HH + ][OOOO ] = 1.0xx10 14 La constante de producto iónico se define como el producto de la concentración molar de los iones H + y OH a una temperatura dada. Si se tiene agua pura a 25 C las concentraciones de los iones H + y OH siempre serán las mismas, entonces

3 [H + ]= 1.0 x10-7 mol/l y [OH - ] = 1.0x10-7 mol /L. Ya que Kw=1.0 x10-14 Por lo tanto: Kw= [H + ][OH - ]= 1.0 x10-14 Independientemente si se trata de una solución acuosa o agua pura, la constante de ionización a 25 C tendrá valor de 1.0x10-14 La importancia de conocer el valor de la constante de producto iónico o ionización del agua (Kw), radica en el hecho de que si variamos la concentración de alguno de los iones la concentración del otro cambia, dando lugar a una disolución ácida o básica, según sea el caso: [H + ] = [OH - ] la disolución es neutra [H + ] > [OH - ] La disolución es ácida [H + ] < [OH - ] La disolución es básica Conociendo la concentración de uno de los dos iones y el valor de la constante de ionización, podremos determinar la concentración del otro. Ejemplo: Calcula la concentración de iones H + en una disolución que se encuentra a 25 C y cuya concentración de iones oxidrilo o hidroxilo (OH - ) es de 1.0x 10-5 mol/l e indica si la disolución es ácida, básica o neutra. Kw= [H + ][OH - ]= 1.0 x10-14 Entonces despejamos la fórmula: [HH + ] = KK ww OOOO

4 [HH xx10 14 ] = 1.0 xx10 5 = 1.0xx10 9 mmmmmm/ll Por lo que 1.0 x10-5 es mayor, al resultado que fue de 1.0x10-9 entonces [H + ]<[OH - ] la solución es básica. Calcule el siguiente ejemplo: Calcular [OH - ] en un disolución que se encuentra a 25 C y cuyo valor de [H + ] es de 10.0 mol/l e indica si la solución es ácida, básica o neutra. Concepto de ph Cuando hablamos de ph nuestra mente o relaciona con el grado de acidez o basicidad de una disolución, el ph es una manera más fácil de indicar la concentración de iones [H + ] de una disolución y va de 0 hasta 14, forma sencilla de expresar la concentración de 1 x10 0 a 1 x mol/l, con base en esta descripción tenemos también que mencionar el poh, que indica entonces la concentración de iones hidroxilo (OH - ) en dichas soluciones. La mejor manera de relacionar la concentración con el valor de ph es utilizando los logaritmos de base 10 (recordemos que un logaritmo es el exponente al que hay que elevar la base, en este caso base 10, para obtener el número en cuestión). Como la concentración de iones H + es muy pequeña, la escala de ph es la manera más práctica de representar la acidez o basicidad de las soluciones. Por ejemplo si se tiene una disolución cuya concentración es mol/l, será práctico enunciarla como 1x10-6 mol/l, pero más practico todavía es si ahora aplicamos el concepto de logaritmo, tenemos que el exponente al que hay que elevar la base diez para obtener el número es -6, entonces el logaritmo será éste número sin embargo falta un detalle para que no se manejen número negativos, a este exponente le cambiamos el signo multiplicándolo por -1, es decir el número a manejar es 6. Así el ph se define como ph=-log [H + ] A medida que la concentración de iones H+, disminuyen el ph aumenta y la concentración de iones OH - aumenta, pero si la concentración de iones H + aumenta el efecto será el

5 contrario. Cada unidad de ph aumenta o disminuye indica que la concentración de iones H + disminuye o aumenta en un factor de diez la concentración de iones H +. Ejemplo: una disolución con ph 3 respecto a una de ph 4, la disolución de ph3 esta diez veces más concentrada que la disolución con ph 4, pequeños cambios de ph implican grandes cambios en la concentración de iones H +. Hablando de [OH - ], se tiene una disolución con ph 10 y otra de ph 11, la disolución de ph11 tiene diez veces más la cantidad de iones OH - que la de ph 10. Una disolución neutra de ph 7 tendrá la misma concentración de iones H + y OH -. ph [H + ] Aumenta Acidez Neutro Basicidad Aumenta

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