brown quim11ed cap17

7/30/2019 BROWN Quim11ed Cap17

1/45

Theodore L. Brown; H. Eugene LeMay,Jr. y Bruce E. Bursten

QUMICALA CIENCIA CENTRAL11a edicin

John D. BookstaverSt. Charles Community College, Cottleville, MO


2/45

17Aspectos

adicionales delequilibrio acuoso


3/45

2009 Prentice-Hall Inc. Todos los derechos reservados.

Equilibrioacuoso El efecto del in comn

Considere una disolucin de cido

actico:

Si se adiciona in acetato a la

disolucin, Le Chtelier dice que elequilibrio se desplazar a la izquierda.

CH3COOH(ac) + H2O(l) H3O+(ac)+ CH3COO(ac)


4/45



La extensin de la ionizacin de un

electrolito dbil disminuye al adicionar

a la disolucin un electrolito fuerte que

tiene un in en comn con el

electrolito dbil.


5/45



Calcule la concentracin del in fluoruro y el pH

de una disolucin que es de 0.20 Men HF y de

0.10 Men HCl.

Kapara el HF es de 6.8 104.

[H3O+] [F]

[HF]Ka= = 6.8 10

-4


6/45



Debido a que el HCl, un cido fuerte, tambin

est presente, la [H3O+] inicial no es 0, sino0.10 M.

[HF], M [H3O+], M [F], M

Inicialmente 0.20 0.10 0Cambio x +x +x

En equilibrio 0.20 x 0.20 0.10 + x 0.10 x

HF(ac) + H2O(l) H3O+(ac) + F(ac)


7/45



= x

1.4 103

= x

(0.10) (x)

(0.20)6.8 104 =

(0.20) (6.8 104)

(0.10)


8/45



Por lo tanto, [F] = x= 1.4 103

[H3O+] = 0.10 + x= 0.10 + 1.4 103 = 0.10 M

Entonces, pH = log (0.10)pH = 1.00


9/45


Equilibrioacuoso Disoluciones amortiguadoras

Son disoluciones de

un par cido-base

conjugado dbil. Son particularmente

resistentes a los

cambios de pH, aun

cuando se adicionaun cido o una base

fuerte.


10/45



Por ejemplo, si se adiciona una pequea cantidad de

hidrxido a una disolucin equimolar de HF en NaF,

el HF reacciona con el OH para formar F y agua.


11/45



De manera similar, si se adiciona un cido,el F reacciona con ste para formar HF y agua.


12/45


Equilibrioacuoso

Clculos con disolucionesamortiguadoras

Considere la expresin de la constante

de equilibrio para la disociacin de un

cido genrico, HA:

[H3O+] [A]

[HA]Ka=

HA + H2O H3O+ + A


13/45


Equilibrioacuoso


Reacomodando ligeramente, se convierte

en:[A]

[HA]Ka= [H3O+]

Tomando el logaritmo negativo de ambos

lados, obtenemos:[A]

[HA]log Ka=log [H3O

+] + log

pKa

pHcido

base


14/45


Equilibrioacuoso


As:

pKa= pH log[base]

[cido]

Reacomodando, se vuelve

pH = pKa+ log[base]

[cido]

Esta es laecuacin de Henderson

Hasselbalch.


15/45


Equilibrioacuoso Ecuacin de HendersonHasselbalch

Cul es el pH de una disolucin

amortiguadora que es 0.12 Men cido

lctico, CH3CH(OH)COOH y 0.10 Men

lactato de sodio?

Kapara el cido lctico es 1.4 104.


16/45


17/45


Equilibrioacuoso Intervalo de pH

El intervalo de pH es el intervalo de

valores de pH sobre el que un sistema

amortiguador funciona efectivamente.

Es mejor elegir un cido con un pKa

cercano al pH deseado.


18/45


Equilibrioacuoso

Cuando se adicionan cidos o basesfuertes a una disolucin amortiguadora

es seguro asumir que todo el cido o base

fuerte se consume en la reaccin:


19/45


1. Determine cmo afecta la

reaccin de neutralizacin a las

cantidades del cido dbil y subase conjugada en la disolucin.

2. Utilice la ecuacin de

HendersonHasselbalch para

determinar el nuevo pH de ladisolucin.

Equilibrioacuoso

Cuando se adicionan cidos o basesfuertes a una disolucin amortiguadora

Cl l d l bi d H


20/45


Equilibrioacuoso

Clculo de los cambios de pH endisoluciones amortiguadoras

Se forma una disolucin amortiguadora

adicionando 0.300 mol de HC2H3O2 y

0.300 mol de NaC2H3O2 en aguasuficiente para formar un 1.00 L de

disolucin. El pH de la disolucin

amortiguadora es 4.74. Calcule el pHde esta disolucin despus de que se

adicionen 0.020 mol de NaOH.

Cl l d l bi d H


21/45


Equilibrioacuoso


Antes de la reaccin, dado que:

mol HC2H3O2 = mol C2H3O2

pH = pKa= log (1.8 105) = 4.74

Cl l d l bi d H


22/45


Equilibrioacuoso


Los 0.020 mol de NaOH reaccionarn con los 0.020 mol

del cido actico:

HC2H3O2(ac) + OH(ac) C2H3O2(ac) + H2O(l)

HC2H3O2 C2H3O2 OH

Antes de la

reaccin

0.300 mol 0.300 mol 0.020 mol

Despus de la

reaccin

0.280 mol 0.320 mol 0.000 mol

Cl l d l bi d H


23/45


Equilibrioacuoso


Ahora utilice la ecuacin de Henderson

Hasselbalch para calcular el nuevo pH:

pH = 4.74 + log (0.320)(0.200)

pH = 4.74 + 0.06pH

pH = 4.80


24/45


Equilibrioacuoso Titulacin

En esta tcnica se

adiciona lentamente

una base (o un cido)de concentracin

conocida a una

disolucin de un cido

(o una base).


25/45


Equilibrioacuoso Titulacin

Se utilizan unmedidor de pH o

indicadores para

determinar cuando la

disolucin ha

alcanzado el punto de

equivalencia, al cual

la cantidadestequiomtrica del

cido es igual a la de

la base.

Titulacin de un cido fuerte


26/45


Equilibrioacuoso

Titulacin de un cido fuertecon una base fuerte

Desde el inicio de

la titulacin hasta

casi el punto de

equivalencia, el

pH se eleva

lentamente.



27/45


Equilibrioacuoso


Justo antes (y

despus) del

punto de

equivalencia, el

pH aumenta

rpidamente.



28/45


Equilibrioacuoso


En el punto de

equivalencia,

moles de cido =moles de base. La

disolucin slo

contiene agua y la

sal del catin de labase y el anin del

cido.



29/45


Equilibrioacuoso


A medida que se

adiciona ms base,

el aumento en pHalcanza a nivelarse.

Titulacin de un cido dbil


30/45


Equilibrioacuoso

Titulacin de un cido dbilcon una base fuerte

A diferencia del casoanterior, la baseconjugada del cidoafecta el pH cuando

sta se forma. En el punto de

equivalencia el pHes >7.

Se utiliza comnmentefenolftalena como unindicador en estastitulaciones.



31/45


Equilibrioacuoso


En cada punto debajo del punto de

equivalencia, el pH de la disolucin durante latitulacin se determina a partir de las

cantidades del cido y su base conjugada

presentes en ese tiempo particular.



32/45


Equilibrioacuoso


Con cidos ms

dbiles, el pH inicial

es ms alto y los

cambios de pHcercanos al punto

de equivalencia son

ms sutiles.



33/45


Equilibrioacuoso


El pH en el punto de

equivalencia en esta

titulacin es < 7. El rojo de metilo es el

indicador de

eleccin.


34/45


Equilibrioacuoso Titulaciones de cidos poliprticos

Cuando se titula

un cido

poliprtico con

una base,existe un punto

de equivalencia

para cada

disociacin.


35/45

P d d l bilid d


36/45


Equilibrioacuoso Productos de solubilidad

La expresin de la constante de equilibrio

para este equilibrio es:

Kps= [Ba2+

] [SO42

]

donde a la constante de equilibrio, Kps, se

le llama producto de solubilidad.

P d t d l bilid d


37/45


Equilibrioacuoso Productos de solubilidad

Kpsnoes lo mismo que solubilidad.

La solubilidad se expresa por lo general

como la masa del soluto disuelta en 1 L (g/L)

o 100 mL (g/mL) de disolucin, o en mol/L(M).

F f l l bilid d


38/45


Equilibrioacuoso Factores que afectan la solubilidad

El efecto del in comn

Si uno de los iones en una disolucin en

equilibrio ya est disuelto en la disolucin,

el equilibrio se desplazar a la izquierda yla solubilidad de la sal disminuir.

BaSO4(s) Ba2+(ac) + SO42(ac)

F t f t l l bilid d


39/45



pH

Si una sustancia

tiene un anin

bsico, ser mssoluble en una

disolucin cida.

Las sustancias con

cationes cidos son

ms solubles en

disoluciones

bsicas.

F t f t l l bilid d


40/45



Iones complejos

Los iones metlicos pueden actuar como cidos deLewis y formar iones complejos con bases de Lewis

en el disolvente.

F t f t l l bilid d


41/45



Iones complejos

La formacin

de estos iones

complejos

aumenta la

solubilidad de

estas sales.

F t f t l l bilid d


42/45



Anfoterismo

Los xidos e hidrxidos

metlicos anfotricos

son solubles en uncido o base fuerte,

debido a que actan

como cidos o como

bases.

Ejemplos de tales

cationes son Al3+, Zn2+,

y Sn2+.

S f i it d ?


43/45


Equilibrioacuoso Se formar un precipitado?

En una disolucin:

Si Q= Kps, el sistema est en

equilibrio y la disolucin estsaturada.

Si Q< Kps, puede disolverse ms

slido hasta que Q= Kps.

Si Q> Kps, la sal se precipitar hastaque Q= Kps.

P i it i l ti d i


44/45


Equilibrioacuoso Precipitacin selectiva de iones

Pueden

utilizarse las

diferencias en

las solubilidadesde las sales

para separar

iones en una

mezcla.


45/45

Todos los derechos estn reservados. Ninguna parte de lapublicacin puede reproducirse, registrarse o transmitirse enforma alguna ni por medio alguno, sea electrnico, mecnico,fotoqumico, grabacin o cualquier otro, sin el permiso previo

por escrito del editor.

Copyright 2009 Pearson Educacin, Inc.

Publicado como Prentice Hall

Esta obra est protegida por las leyes de derecho de autor y se proporciona

solamente para que la utilicen los instructores en la enseanza de sus cursos y en la

evaluacin del aprendizaje de los estudiantes. No se permiten la difusin ni venta de

cualquier parte de la obra (incluyendo en la World Wide Web), ya que as se destruirala integridad de sta. La obra y el material que de ella surja nunca debern ponerse a

disposicin de los estudiantes, aunque aqu se excepta a los instructores que usen

en sus clases el texto que la acompaa. Se espera que todos los receptores de la

obra acaten tales restricciones, as como que cumplan los propsitos pedaggicos y

las necesidades de otros instructores que confan en dichos materiales.

brown quim11ed cap17

Documents