Cómo proceder en ejercicios sencillos de equilibrio ácido-base

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Cómo proceder en ejercicios sencillos de equilibrio ácido-base

Mensaje por egado el Jue Feb 03, 2011 5:39 pm

Hola, como estamos de vacaciones tengo tiempo para hacer
este aporte, ojalá sea aporte :D


Definición de Arrhenius: Tal como se definió en el momento
del descubrimiento, las reacciones ácido-base se caracterizan por los ácidos de
Arrhenius, que se disocian en solución acuosa formando iones hidrógeno (H+),
reconocidos posteriormente como ión hidronio (H3O+), y las bases de Arrhenius
que forman aniones hidróxido (OH−). Digamos que esta definición es como la más
simple y que nos sirve para comprender las nociones de reacciones ácido-base.


1.- Ácidos fuertes: tienen un Ka (constante de disociación
ácida), muy grande, es decir que tiende a ser infinito, por lo tanto al
disociarse en solución acuosa, su concentración inicial es la misma que las de
sus iones formados en el equilibrio.

Ej: HCl -----> H++ Cl-

ini Co_______0___0
eq 0_______Co__Co


donde Co, es la concentración (Molar) del ácido, como
sabemos que es un ácido?, porque libera H+ en solución acuosa.


1.2 Definición de pH: es la medición de acidez o basicidad,
dado por el logaritmo negativo de base 10 de la concentración de protones (H+),
es decir: -log[H+]=pH, el pH tiene una escala de 0 a 14, siendo los valores menores a 7 ácidos, pH=7 neutro y valores mayores a 7 básicos.
1.3 Se define Kw=1*10-14=[H+][OH-], si aplicamos la función Log, nos queda que pKw=pH+pOH=14, por lo tanto si llegamos a saber el pH, podremos saber pOH y viceversa.

1.4 Definición de pOH: parecido al pH, se refiere al logaritmo negativo de base 10 de la concentración de hidróxido (OH-), es decir: -log[OH-]=pOH

2 Ácidos débiles: Tienen un Ka mucho más pequeño que los ácidos fuertes, por lo tanto no se disocian completamente, esto se vuelve más complicado ya que no podemos saber directamente la concentración de los iones en solución acuosa y debemos recurrir a matemática : D

Sea HAc <-----> H+ + Ac- (ojo flechita doble para ácidos débiles) con una constante de disociación
"Ka", y concentración inicial "Co".

Ej : HAc <-----> H+ + Ac-

ini Co_________0____0
eq Co-x_______x____x


donde x es lo que pasa a ser producto en el equilibrio,(piensenlo asi, tengo 3 personas, y si las meto en una olla a 50°C por un ratito, una persona muere y se va al otro mundo, por lo tanto me quedan dos personas con vida) (ej estúpido xd)(entonces si tenía 3 personas de reactantes, solo 1 persona pasó a ser producto, es decir nuestro "x", quedando 1 persona en el otro mundo xd.)En este momento es donde nuestro Ka, definido como "Ka" entra en aparición, y es definido en este ejemplo como:Ka= [H+][Ac-] / [HAc] , ahora con el valor de las concentraciones: Ka= x*x/(Co-x) es decir Ka= x2/(Co-x), con el que tenemos que resolver la ecuación cuadrática dada como, x2+Ka*x-Ka*Co=0, dando dos soluciones para x, una positiva y otra negativa, como las concentraciones no pueden ser negativas, desechamos esa solución, dando el valor de concentración para x. Si nos fijamos bien "x" es nuestra concentración de protones en el equilibrio, por lo tanto el pH estará dado por el logaritmo negativo de la concentración de "x" para este ejemplo.
Luego -log[x]=pH.Igual suena tedioso esto de calcular la ecuación cuadrática para encontrar el "x", pero por suerte hay una forma de quitarse este paso tan penca (ACLARO QUE NO SIRVE SIEMPRE XD)


Teniendo nuestra concentración inicial Co y el Ka, podemos hacer una división y comprobar si podemos hacer una aproximación. Dado Co y Ka, en el equilibrio Ka= x2 /(Co-x) podemos aproximar Co-x como Co si y solo si, Co/Ka>400, aproximación relacionada con el 5% de error. Para el ejercicio anterior si se cumple Co/Ka>400, se nos permite tener Ka=x2/Co ----> x2 =Ka*Co, y ahora simplemente aplicando raíz a ambos lados obtenemos "x", y por lo tanto el pH.



3 Bases Fuertes: tienen un Kb (constante de disociación
básica), muy grande, es decir que tiende a ser infinito, por lo tanto al
disociarse en solución acuosa, su concentración inicial es la misma que las de
sus iones formados en el equilibrio.

Ej: NaOH ----> Na+ + OH-
ini Cb_________0_____0
eq 0_________Cb____Cb

Sabemos que es una base ya que libera hidróxido al medio
acuoso, luego el pOH=-log[OH-]=-log[Cb], como 14=pH+pOH, el pH se
saca despejando en la ecuación pH=14-pOH.


4 Bases débiles: Tienen un Kb mucho más pequeño que las
bases fuertes, por lo tanto no se disocian completamente, por lo tanto el
cálculo en estos problemas es bastante similar al de los ácidos débiles.


Sea B + H2O <-----> BH+ + OH-
(ojo Flechita en ambas direcciones) , Cb la concentración inicial y Kb la
constante de disociación, luego

---B + H2O <-----> BH+ + OH-
ini Cb_____________0_____0
eq Cb-x___________x_____x

Kb= x2 /(Cb-x), y volvemos a recurrir a la ecuación cuadrática x2 + Kb*x-Kb*Cb=0, aunque también es válido hacer la aproximación si y solo si, Cb/Kb>400, cumpliéndose lo último Kb= x2/Cb, es decir x2 =Kb*Cb, por lo tanto sacamos "x", aplicando la raíz a ambos lados de la última ecuación. Con esto obtenemos la concentración de OH, y por lo tanto el pOH, es decir pOH=-log[x] en este caso, y sabiendo el pOH, sabremos el pH, dado 14=pH+pOH.
-------------------------------------------------------------------



Algunos ejercicios propuestos para ver si entendieron xd


1.Calcule el pH de una solución 0,5 M de CH3COOH.
(Ka = 1,8 10-5)


2.Calcule el pH de una solución 0,01 M de NH3
(Kb = 1,8 10-5)


Saludos :D


Última edición por egado el Sáb Feb 26, 2011 11:20 pm, editado 1 vez
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Re: Cómo proceder en ejercicios sencillos de equilibrio ácido-base

Mensaje por egado el Miér Feb 23, 2011 1:46 am

alguien entendió lo que expliqué? D:
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Re: Cómo proceder en ejercicios sencillos de equilibrio ácido-base

Mensaje por francisco mm el Miér Feb 23, 2011 10:27 am

esto es quimica de tercero?
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Re: Cómo proceder en ejercicios sencillos de equilibrio ácido-base

Mensaje por egado el Miér Feb 23, 2011 11:58 am

Cito a educarchile.cl Otra unidad importante es la correspondiente a las reacciones ácido-base en solución acuosa. Es necesario que los estudiantes conozcan las teorías que permiten explicar el comportamiento de los ácidos y bases en solución acuosa, como también conocer las características de dichas soluciones, incluyendo el concepto de pH. Se sugiere realizar en forma demostrativa actividades que ilustren las propiedades y características que presentan las soluciones acuosas de ácidos y bases, y paralelamente explicar dicho comportamiento mediante las diferentes teorías. Con el propósito de evaluar el dominio de los conceptos anteriores, se sugiere realizar el laboratorio “Determinación experimental de la acidez de una solución”, cuya guía se adjunta.
La fuerza de los ácidos y bases está determinada por la constante de acidez y de basicidad, concepto que puede ser relacionado con el elaborado en la unidad de reactividad y equilibrio. Se sugiere realizar el laboratorio “Determinación experimental de la constante de acidez del ácido acético”, cuya guía se adjunta.
Finalmente, es importante conocer la estequiometria de las reacciones ácido base y aplicarla en las titulaciones, para lo cual se sugiere realizar el laboratorio “Reacciones ácido-base en solución acuosa”.
Fuente http://www.educarchile.cl/UserFiles/P0001%5CFile%5CCiencias%20Módulo%203%20Química%20Docentes.pdf página 4
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Re: Cómo proceder en ejercicios sencillos de equilibrio ácido-base

Mensaje por francisco mm el Miér Feb 23, 2011 12:09 pm

estúpido educar chile ajjaaj xD nadie sabe concretamente si es de tercero o no?xD
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Re: Cómo proceder en ejercicios sencillos de equilibrio ácido-base

Mensaje por egado el Miér Feb 23, 2011 12:21 pm

por qué?
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Re: Cómo proceder en ejercicios sencillos de equilibrio ácido-base

Mensaje por francisco mm el Miér Feb 23, 2011 12:37 pm

voy a dar la psu de biolo, entonces no me entraría esta materia, de todas formas es lo de menos, pero es para aprovechar mas el tiempo en algo que me entre en la psu con seguridad solo eso xD, de todas formas gracias por el post C:
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Re: Cómo proceder en ejercicios sencillos de equilibrio ácido-base

Mensaje por egado el Miér Feb 23, 2011 12:49 pm

ahahaha dale =)
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Re: Cómo proceder en ejercicios sencillos de equilibrio ácido-base

Mensaje por Natsu el Miér Feb 23, 2011 3:24 pm

Yo dí la PSU de ciencias Biología Mención el año pasado, y había un ejercicio de acido-base. si recuerdo bien emmm

Gracias por el aporte =)

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Re: Cómo proceder en ejercicios sencillos de equilibrio ácido-base

Mensaje por mau_map el Sáb Feb 26, 2011 10:55 pm

Yo estudio ingeniería y me gustó muchisimo el resumen aqui presente, recorde muchas cosas que creia olvidadas. Además, aunque estudien biología, lo más probable es que en la U vuelvan a ver esta materia (muy problable jaja)

Felicitaciones por el aporte saludos

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Re: Cómo proceder en ejercicios sencillos de equilibrio ácido-base

Mensaje por egado el Sáb Feb 26, 2011 11:00 pm

Cambié las imágines por escritura normal, razón, porque las imágines murieron. El guión bajo, lo hice porque no podía hacer espacios en el post.

Saludos!!!

pd:mau_map tiene razón, aunque estudien biología igual se lo van a pillar, especialmente en las soluciones reguladores (buffer)
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Re: Cómo proceder en ejercicios sencillos de equilibrio ácido-base

Mensaje por maxaah el Dom Feb 27, 2011 4:58 pm

Para el que tenía la duda si le iba a entrar ácido-base en quimica comun...
si entra xD,lo que pasa es que casi ningun colegio lo alcanza a pasar en 2do medio, y lo pasan en 3ero o 4to medio :P

maxaah
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Re: Cómo proceder en ejercicios sencillos de equilibrio ácido-base

Mensaje por freak.cs el Jue Mar 03, 2011 3:00 pm


Esta muy bueno el resumen, me servirá ya que no se mucho de química.

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