Sales en agua. Introducción a las curvas de titulación. Química General e Inorgánica 13 de abril de 2016 Prof. Dra.

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Alfredo Zúñiga San Segundo
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1 Sales en agua. Introducción a las curvas de titulación Química General e Inorgánica 13 de abril de 2016 Prof. Dra. Sandra Ferreira

2 Tipos de sales 1.- Sales de ácido fuerte y base fuerte solubles. 2.- Sales de base fuerte y ácido débil solubles. 3.- Sales de bases débiles y ácidos fuertes solubles. 4.- Sales de bases débiles y ácidos débiles solubles.

3 Hidrólisis de sales: Describe la reacción entre el anión o el catión de una sal o ambos con el agua 1.- Sales de ácido fuerte y base fuerte solubles. 2.- Sales de base fuerte y ácido débil solubles. 3.- Sales de bases débiles y ácidos fuertes solubles. 4.- Sales de bases débiles y ácidos débiles solubles.

4 Sales de ácido fuerte y base fuerte NaCl (s) H 2 O (l) H 2 O (l) + H 2 O (l) Na + (ac) + Cl (ac) OH (ac) + H 3 O + (ac) Las soluciones de este tipo de sales son neutras, ph = 7,00 o sea el ph del agua

6 Hidrólisis de sales 1.- Sales de ácido fuerte y base fuerte solubles. 2.- Sales de base fuerte y ácido débil solubles. 3.- Sales de bases débiles y ácidos fuertes solubles. 4.- Sales de bases débiles y ácidos débiles solubles.

7 Sales de base fuerte y ácido débil solubles NaCN (s) Na + (ac) + CN (ac) H 2 O (l) + H 2 O (l) OH (ac) + H 3 O + (ac) CN (ac) + H 2 O (l) HCN (ac) + OH (ac)

8 CN (ac) + H 2 O (l) HCN (ac) + OH (ac) K b = [HCN] [OH ] [CN ] K W K b = [HCN] [OH ] [H 3 O + ] [CN ] [H 3 O + ] K b = K W [HCN] [CN ] [H 3 O + ] 1 / K a

9 Sales de base fuerte y ácido débil solubles K b = K W K a = [CH 3 COOH] [OH ] [CH 3 COO ] La reacción produce alcalinidad de hidrólisis. La solución resultante es básica.

11 Hidrólisis de sales 1.- Sales de ácido fuerte y base fuerte solubles. 2.- Sales de base fuerte y ácido débil solubles. 3.- Sales de bases débiles y ácidos fuertes solubles. 4.- Sales de bases débiles y ácidos débiles solubles.

12 Sales de ácido fuerte y base débil solubles NH 4 Cl (s) Cl (ac) + NH 4 + (ac) H 2 O (l) + H 2 O (l) H 3 O + (ac) + OH (ac) NH 4 + (ac) + H 2 O (l) NH 3 (ac) + H 3 O + (ac)

13 NH 4 + (ac) + H 2 O (l) NH 3 (ac) + H 3 O + (ac) K a = [NH 3 ] [H 3 O + ] [NH 4+ ] K W K a = [NH 3 ] [H 3 O + ] [OH ] [NH 4+ ] [OH ] K a = K W [NH 3 ] [NH 4+ ] [OH ] 1 / K b

14 Sales de ácido fuerte y base débil solubles K a = K W K b = [NH 3 ] [H 3 O + ] [NH 4+ ] La reacción produce acidez de hidrólisis. La solución resultante es ácida.

16 Hidrólisis de sales 1.- Sales de ácido fuerte y base fuerte solubles. 2.- Sales de base fuerte y ácido débil solubles. 3.- Sales de bases débiles y ácidos fuertes solubles. 4.- Sales de bases débiles y ácidos débiles solubles.

17 Sales de bases débiles y ácidos débiles solubles. Se presentan tres casos, dependiendo de los valores de las constantes de ionización del ácido y la base débil. 1- K b = K a ph es 7, K b > K a ph es ligeramente mayor a 7,00 3- K b < K a ph es ligeramente menor a 7,00

18 a) K b = K a CH 3 COO NH 4 NH + 4 (ac) + CH 3 COO (ac) Ka del acido acetico = 1,8 x 10-5 Kb del amoniaco=1,8 x 10-5 NH 4 + (ac) + H 2 O (l) NH 3 (ac) + H 3 O + (ac) Ka =K w /Kb = 5,6 x CH 3 COO (ac) + H 2 O (l) CH 3 COOH (ac) + OH (ac) Kb =K w /Ka = 5,6 x No prevalece una hidrólisis sobre la otra. La solución será neutra (ph = 7,00).

19 b) K b > K a NH 4 CN NH 4 + (ac)+ CN (ac) Ka del acido cianhídrico = 4 x Kb del amoniaco=1,8 x 10-5 NH 4 + (ac) + H 2 O (l) NH 3 (ac) + H 3 O + (ac) Ka =K w /Kb = 5,6 x CN (ac) + H 2 O (l) HCN (ac) + OH (ac) Kb = K w /Ka = 2,5 x 10-5 Esta reacción provocará exceso de OH. La solución será básica (ph > 7,00).

20 c) K b < K a NH 4 F NH + 4 (ac) + F (ac) Ka del acido fluorhidrico = 7,2 x 10 4 Kb del amoniaco= 1,8 x 10-5 NH 4 + (ac) + H 2 O (l) NH 3 (ac) + H 3 O + (ac) Ka =K w /Kb = 5,6 x Esta reacción provocará exceso de H 3 O + La solución será ácida (ph< 7,00). F (ac) + H 2 O (l) HF (ac) + OH (ac) Kb =K w / Ka = 1,

21 Introducción al análisis volumétrico Es un método cuantitativo basado en la medida de volúmenes. La medida del volumen de una solución de concentración conocida (SOLUCIÓN VALORANTE), es la base para el cálculo de la concentración de la solución a titular. Es necesario conocer el tipo de reacción que se lleva a cabo entre las dos sustancias

22 Clasificación de las volumetrías según el tipo de reacción Volumetrías de neutralización Volumetrías de óxido-reducción Volumetrías de precipitación Volumetrías de complejos

23 Punto final y punto de equivalencia Punto de equivalencia Es el punto en el cual el número de equivalentes de la solución valorante es igual al número de equivalentes de la solución a titular. Punto Final Es el punto en el cual el indicador sufre un cambio perceptible (cambio de color). Lo ideal es que el punto final coincida con el punto de equivalencia

24 Punto de equivalencia Nº de equivalentes ácido = Nº de equivalentes base V (L) N acido = V (L) N base Nº de meq ácido = Nº de meq base V (ml) N acido = V (ml) N base

27 Titulación

28 Curva de titulación para un ácido fuerte con una base fuerte

30 ph inicial: depende de la concentración inicial del ácido. ph= - log [H + ] ph antes de la neutralización: depende de la concentración de ácido que no fue neutralizado por la base.

31 ph en el punto de equivalencia: Se forma una sal de acido fuerte con base fuerte la solución resultante tiene ph= 7.00 ph después del punto de equivalencia: depende de la concentración de la base en exceso en la solución.

32 Curva de titulación para un ácido débil con una base fuerte

35 ph inicial: depende de la concentración inicial del ácido débil y de su Ka Ka = [H 3 O + [A - [AH x = [H 3 O + ph= -log [H 3 O + ph antes de la neutralización: Se forma un buffer entre el acido débil remanente y la sal formada.

36 Buffer

38 ph en el punto de equivalencia: Se forma una sal que proviene de un acido débil con base fuerte; la sal formada presenta alcalinidad de hidrólisis, la solución resultante tiene ph > 7.00

39 ph en el punto de equivalencia: depende de la concentración de la sal formada y de su Kb= Kw/ Ka = 1x / 1,8 x 10-5 [OH - [HAc [x [x Kb = = = 5,6 x [Ac - [Ci- x x = [OH - poh= -log [OH -

40 Buffer

41 Curva de titulación para una base débil con una ácido fuerte

42 Buffer

43 ph inicial: depende de la concentración inicial de la base débil y de su Kb Kb = [OH - [B [BOH = [x [x [Ci- x x = [OH - poh= -log [OH - ph = 14,00 - poh ph antes de la neutralización: Se forma un buffer entre la base débil remanente y la sal de la base débil y el acido fuerte

44 ph en el punto de equivalencia: Se forma una sal que proviene de una base débil con un acido fuerte; la sal formada presenta acidez de hidrólisis, la solución resultante tiene ph < 7.00

45 ph en el punto de equivalencia: depende de la concentración de la sal formada y de su Ka= Kw/ Kb = 1x / 1,8 x 10-5 Ka = [H 3 O + [NH 3 = [NH 4+ [x [x [Csal- x = 5,6 x x = [H 3 O + ph= acido

46 Buffer

47 BIBLIOGRAFÍA Chang R. Química. 6 ta edición. Ed Mc. Graw Hill Umland J.B.; Bellama J.M. Química General 3 ra edición. Ed. International Thomson Atkins P.W, Jones L. Química. 3 ra edición. Ed Omega Maham B,; Myers R. Química Universitaria. 4 ta edición. Ed Addison Wesley Whitten K.W.; Davis R.E.; Peck M.L. Química General. 5 ta edición. Ed. Mc. Graw Hill smferrer@ffyb.uba.ar

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