• Categories
• Ácido
• Hidrólisis
• Ph
• Sal (Química)
• Solución tampón

Citation preview

Reacciones ácido - base

REACCIONES ÁCIDO-BASE Química

Reacciones ácido - base

Primeras ideas sobre ácidos y bases

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

2

Reacciones ácido - base Ácidos

Bases

❚ Sabor agrio, como el vinagre. ❚ Toman un color característico en contacto con algunas sustancias. Los ácidos tiñen de rojo una disolución de tornasol. ❚ Producen hidrógeno al reaccionar con algunos metales (Zn, Mg, Fe, etc.). ❚ Sus disoluciones acuosas conducen la corriente eléctrica. ❚ Neutralizan los efectos de las bases.

❚ Sabor amargo y untuosas al tacto. ❚ Toman un color característico en contacto con algunas sustancias. Las bases tiñen de azul una disolución de tornasol. ❚Disuelven las grasas. Al tratar grasas animales con álcalis se obtiene jabón. ❚ Sus disoluciones acuosas conducen la corriente eléctrica. ❚ Neutralizan los efectos de los ácidos.

Los zumos son ácidos. © Oxford University Press España, S. A.

Muchos productos de limpieza son básicos. Química 2º Bachillerato

3

Reacciones ácido - base

La teoría de Arrhenius

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

4

Reacciones ácido - base

Ácido es toda sustancia eléctricamente neutra que, al disolverse en agua, se disocia en protones (H+) y en el correspondiente anión:

Base es toda sustancia eléctricamente neutra que, al disolverse en agua, se disocia en hidróxidos (OH−) y en el correspondiente catión:

Ejemplos: HCl  H+ + Cl H2SO4  2 H+ + SO42-

Ejemplos: NaOH  Na+ + OH Ca(OH)2  Ca2+ + 2 OH-

La reacción de neutralización, que se produce al poner en contacto un ácido con una base, se debe a la combinación de los iones H+ con los iones OH− para dar H2O. La disolución deja de ser ácida o básica:

Ácido + base  sal + agua

HCl + NaOH  NaCl + H2O

Limitaciones de la teoría de Arrhenius:  No justifica el comportamiento básico de especies como el NH3 o el ion CO32 Limita el comportamiento ácido – base a sustancias que se disuelven en agua.

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

5

Reacciones ácido - base

La teoría de Brönsted y Lowry

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

6

Reacciones ácido - base

Ácido es la sustancia capaz de ceder protones (H+)

Base es la sustancia capaz de captar protones (H+)

Ejemplos: HCl + H2O  H3O+ + Cl H2SO4 + 2 H2O  2 H3O+ + SO42-

Ejemplos: NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH -

CO32- + H2O ↔ HCO3- + OH -

La reacción de neutralización, consiste en la transferencia de un protón desde un ácido a una base.

Relacionado con esta teoría:

 Ácidos y bases conjugados  Anfóteros

 Reacciones ácido – base en medios no acuosos. © Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

7

Reacciones ácido - base Ácidos y bases de Arrhenius frente a ácidos y bases de Brönsted y Lowry

Comparación de la teoría de Arrhenius con la de Brönsted y Lowry

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

8

Reacciones ácido - base

Ionización del agua

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

9

Reacciones ácido - base

La reacción de autoionización del agua (o autoprotólisis) es de ácido-base:

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

10

Reacciones ácido - base

El concepto de pH

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

11

Reacciones ácido - base

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

12

Reacciones ácido - base

Fuerza relativa de ácidos y bases

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

13

Reacciones ácido - base Ácidos fuertes y débiles

Bases fuertes y débiles

Un ácido es tanto más fuerte cuanto mayor sea su capacidad para ceder protones.

Una base es tanto más fuerte cuanto mayor sea su capacidad para aceptar protones.

• • •

α, grado de disociación Mayor Ka,  ácido más fuerte. Los ácidos fuertes están completamente disociados.

© Oxford University Press España, S. A.

• • •

α, grado de disociación Mayor Kb,  base más fuerte. Las bases fuertes están completamente disociadas.

Química 2º Bachillerato

14

Reacciones ácido - base Fuerza de los ácidos y las bases conjugados Cuanto más débil sea un ácido, más fuerte será su base conjugada, y viceversa.

Fuerza relativa de algunos pares ácido-base conjugados © Oxford University Press España, S. A.

Fuerza relativa de algunas bases Química 2º Bachillerato

15

Reacciones ácido - base

Cálculo del pH de una disolución

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

16

Reacciones ácido - base Ácido fuerte

Ácido débil

Un ácido fuerte está completamente disociado.

La disociación de un ácido débil depende de su Ka.

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

17

Reacciones ácido - base Base fuerte

Base débil

Una base fuerte está completamente disociada.

La disociación de una base débil depende de su Kb.

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

18

Reacciones ácido - base

Hidrólisis

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

19

Reacciones ácido - base

Hidrólisis: reacción ácido base que puede sufrir alguno de los iones de una sal cuando se disuelve en agua.  Sal procedente de un ácido fuerte y una base fuerte: NaCL Ningún ion sufre hidrólisis: disolución neutra.

 Sal procedente de un ácido débil y una base fuerte: NaCH3COO Sufre hidrólisis el anión procedente del ácido débil: disolución básica

 Sal procedente de un ácido fuerte y una base débil: NH4Cl

Sufre hidrólisis el catión procedente de la base débil: disolución ácida

 Sal procedente de un ácido débil y una base débil: NH4CH3COO

Sufren hidrólisis el catión y el catión. El pH de la disolución depende de su fortaleza relativa.

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

20

Reacciones ácido - base Equilibrio de hidrólisis  Hidrólisis del anión:

 Hidrólisis del catión:

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

21

Reacciones ácido - base

Efecto del ion común

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

22

Reacciones ácido - base Efecto del ion común  Ácido débil al que se añade ácido fuerte: (CH3COOH + HCl) • Disminuye el pH • Disminuye el grado de disociación del ácido débil

 Base débil a la que se añade base fuerte: (NH3 + NaOH) • Aumenta el pH • Disminuye el grado de disociación de la base débil

 Sal ácida a la que se añade ácido fuerte: (NH4Cl + HCl) • Disminuye el pH • Disminuye el grado de hidrólisis del catión de la sal

 Sal básica a la que se añade base fuerte: (NaCH3COO + NaOH) • Aumenta el pH • Disminuye el grado de hidrólisis del anión de la sal © Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

23

Reacciones ácido - base

Disoluciones reguladoras

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

24

Reacciones ácido - base

Las disoluciones reguladoras (tampón o amortiguadoras), mantienen fijo el pH del medio aunque se añadan pequeñas cantidades de un ácido o una base fuerte. Pueden estar formadas por:

 Ácido débil + Sal de ese ácido débil: CH3COOH + NaCH3COO  Base débil + Sal de esa base débil: NH3 + NH4Cl.

El pH de la disolución depende de Ka o Kb y la concentración del ácido o la base y la sal:

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

25

Reacciones ácido - base Mecanismos de regulación Disolución reguladora ácida: CH3COOH + NaCH3COO

Disolución reguladora básica: NH3 + NH4Cl

 Adición de ácido:

 Adición de ácido:

 Adición de base:

 Adición de base:

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

26

Reacciones ácido - base

Indicadores y medidores del pH

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

27

Reacciones ácido - base Los indicadores son colorantes orgánicos cuyo color cambia según el pH del medio. Su color es intenso y basta una pequeña cantidad para colorear una disolución.

Fórmula del naranja de metilo

Cada indicador vira en un intervalo de pH

Papel indicador. Se tiñe de diferente color según sea el pH © Oxford University Press España, S. A.

pHmetro. Electrodo que da el valor del pH Química 2º Bachillerato

28

Reacciones ácido - base

Valoraciones ácido-base

© Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

29

Reacciones ácido - base Valoración de una base fuerte por un ácido fuerte

© Oxford University Press España, S. A.

Valoración de un ácido fuerte por una base fuerte

Química 2º Bachillerato

30

Reacciones ácido - base Valoración ácido – base : permite conocer la concentración de una disolución ácida al hacerla reaccionar con una disolución básica de concentración conocida con exactitud (o viceversa).

El cambio de color del indicador muestra cuando se alcanza el punto de equivalencia de la valoración © Oxford University Press España, S. A.

Química 2º Bachillerato

31