Clase teórica de equilibrios ácido-base 28/03/17. Capacidad Reguladora (continuación)

Transcripción

1 Clse teóric de equilibrios ácido-bse 8/0/7 Cpcidd Reguldor (continución)

2

3

4

5

6

7 ANFLITS: Clculr el ph de un solución de NH P M K :. x 0 - K : 7.5 x 0-8 K : 4.8 x 0 - NH P 4 N + + H P 4 - H P 4- + H HP H + [ HP 4 [ H K [ H P4 H P 4- + H H P 4 + H - Kb : 9, x 0 - < K ph ácido - se comport como ácido y como bse - puede ceder o ceptr un protón en disolución Kb [ H P [ H 4 [ H P HP H P H + [ P 4 [ H K H [ HP4 + H H - + H + 4 Kw K Kw =.0 x 0-4 = [H - x [H +

8 Blnce de ms: C = [H P 4 + [H P 4- + [HP [P - 4 Blnce protónico: [H + + [H P 4 = [HP x [P [H - Anfolito K K C K K [ H,70 K C w 5 M ph = 4,56 Resultdo excto Verificción de desprecios: ph [ H K K,9 0 ( pk pk ) 4,54 5 M Resultdo proximdo

9 Frcción molr en ácidos débiles tripróticos: 0 [ H C A [ H A C [ HA C [ A C = α 0 [H K [H [H K K [H K K K α [H K [H K [H K K [H K K K α [H K [H K K [H K K [H K K K α [H K [H K K K K K [H K K K ph: 4,56; 0 :,4689 x 0 - ; : 0,9948; :,7 x 0 - ; :,7 x 0 -

10 MEZCLAS DE ÁCIDS Y/ BASES Mezcls de ácidos o de bses: Ácidos fuertes; Bses fuertes; Ácidos débiles; Bses débiles; Ácido fuerte + ácido débil; Bse fuerte + bse débil. Mezcls de ácidos y de bses: Ácido débil + bse fuerte Bse débil + ácido fuerte - AD en exceso: d buffer - BF en exceso - BD en exceso: d buffer - AF en exceso Ácido débil + bse débil Ácido fuerte + bse fuerte

11 ÁCID FUERTE + BASE DÉBIL Clculr el ph de un solución preprd con moles de HCl y moles de un bse débil (B) en L. Kb : 5 x 0-0 HCl + H Cl - + H + B + H + BH + + H B + H BH + + H - H + + H - H Blnces de ms: C HCl = [Cl - = 0,000 M C bd = [B + [BH + = 0,000 M Blnce de crgs: [H + + [BH + = [Cl - + [H - K Ácido fuerte en exceso Clculmos el vlor de [BH + C [ BH C [ BH 5 [ B [ H bd HCl,00 [ BH [ BH Ver nexo de cálculos

12 [BH C C K (C C K) 4CHCl Cbd bd HCl bd HCl Entonces: Blnces de ms: C HCl = [Cl - = 0,000 M C bd = [B + [BH + = 0,00004 M + 0,0996 M = 0,000 M Blnce de crgs: [H + = [Cl - - [BH + [H + = 0,000 0,0996 = 0,0004 M = 0,000 M ph=,00 Los desprecios se verificn M 99,8 % de C bd En form proximd: [H + = C f C bd [H + = C f C bd = 0,000 M 0,000 M = 0,000 M ph=,00 [H + y el ph se obtienen prtir del exceso de ácido fuerte

13 BASE FUERTE + ÁCID DÉBIL Clculr el ph de un solución M de NH y M de o-cresol (-metilfenol) K : 7.9 x 0 - NH N + + H - K AH + H - A - + H Blnces de ms: C NH = [N + = 0,000 M C d = [A - + [AH = 0,000 M Blnce de crgs: [H + + [N + = [H - + [A - b Bse fuerte en exceso AH + H A - + H + H + + H - H C [ A C [ A 4 [ AH [ H d NH,70 [ A [ A Clculmos el vlor de [A - Ver nexo de cálculos

14 [A C d C NH K b C K 4C Entonces: Blnces de ms: C NH = [N + = 0,000 M C d = [AH + [A - =,449 x 0-4 M + 0,09755 M = 0,000 M Blnce de crgs: [H - = [N + - [A - (C d NH C [H - = 0,000 0,09755 = 0,00449 M = 0,00 M ph=,0 Los desprecios se verificn b ) NH d 0,09755 M 98,8 % de C d En form proximd: [H - = C bf C d [H - = C bf C d = 0,000 M 0,000 M = 0,000 M ph=,00 [H -, [H + y el ph se obtienen prtir del exceso de bse fuerte

15 BASE DÉBIL + ÁCID DÉBIL (mezcls de diferentes sistems A-B) Pr bordr el cálculo de ph de l mezcl hy que obtener el vlor de K H + AH H + + A - H + B BH + + H - H + + H - H AH + B + H A - + BH + + H H + + H - H + + H - K [ A K b K w [ H [ AH [ BH [ H [ H [ B [ H K [ A [ H [ AH [ H [ BH [ H [ H [ B K K K w b Resumiendo: AH + B BH + + A - Kw K K K b

16 Si K no es grnde, un cntidd de rectivos de prtid permnece en equilibrio con los productos. Clculr el ph de un solución que se prepr prtir de cloruro de monio 0,000 M y trimetilmin (R N) 0,060 M. K monio : 5,70 x 0-0 ; Kb TMA : 6, x 0-5 ; K:,60 NH R N NH + R NH + Concentrción inicil (M) 0,000 0, Concentrción finl (M) 0,000 x 0,060 x x x [ NH [ RNH K [ NH [ R N 4 x [0,000 x [0,060 x Se obtuvieron dos buffers: ph ph pk pk [ NH log [ NH [ RN log [ R NH 4 9,44 log 9,800 log,60 0, ,00 0,008 0,00788 x = 0,00788 M 9,8 9,8

17 Si K es grnde, los compuestos de prtid reccionn pr generr productos hst que uno de los rectivos se consume. L rección es complet. Clculr el ph de un solución que se prepr prtir de 00 ml de ácido clorocético (AH) 0,0500 M y 60 ml de metilmin (B) 0,0600 M. K AH :,6 x 0 - ; Kb MA : 4,4 x 0-4 ; K: 6,0 x 0 7 AH + B A - + BH + n mmoles iniciles 5,00, n mmoles finles,40 ---,60,60 Se formó un buffer prtir del rectivo en exceso: [ A, 60 ph pk log, 87 log, 8 [ AH, 40

18 Si se dispone de un mezcl equimolr de AH y B, el sistem es similr un nfolito. AH + B A - + BH + [ H ( K K C) ( K Kw) K C K es l K myor; K es l K menor C es l concentrción nlític de AH o de B (son igules) Si K AH > K BH+ l neutrlizción se fvorece y K es grnde Si K AH < K BH+ K es muy bj

19 Clculr el ph de un solución que se prepr mezclndo 00 ml de ácido clorocético 0,0500 M con 00 ml de metilmin 0,0500 M. K AH :,6 x 0 - ; K BH+ :, x 0 - K = 6 x 0 7 (grnde) K = K AH =,6 x 0 - L K del ácido débil es l myor K = K BH+ =, x 0 - L K del ácido conjugdo de l bse débil es l menor (, 60, 0 0, 050 ) ( 6, 0 K w ) 7 [ H 74, 0 M 6, 0 0, 050 ph: 6,76

20 Anexo de cálculos: En el cálculo de ph excto pr l mezcl de ácido fuerte con bse débil se propuso l expresión [H + = [Cl - [BH + En l dipositiv clculmos previmente [BH + y reemplzmos su vlor numérico en est ecución pr hllr el vlor de [H +. tr lterntiv diferente consiste en deducir un expresión generl pr el cálculo de [H + : Blnce de ms: C bd = [B + [BH + K [ BH Despejmos [B de l expresión de K y reemplzmos en el blnce de ms. [ B [ H K [ BH K C bd [ B [ BH [ BH [ BH [ H [ H Blnce de crgs: [H + + [BH + = [Cl - + [H - Aquí insertmos [BH + C [ H C [ BH C K [ H bd bd [ H [ BH [ H [ H [Cl K K [ H [ H Reordenndo: [ H [ H bd Cbd C f [ H K C bd Cf K [ H Cf K 0 [ H Resolviendo pr el ejercicio correspondiente: (Cbd Cf K ) (Cbd Cf K) 4 KC f [H 0, 0004 M C f ph=,00 Problem: hllr un expresión equivlente pr [H - en el cso de mezcl de bse fuerte (en exceso) con ácido débil.