Fuerza de un ácido

ACIDOS Y BASESACIDOS Y BASES

Bronsted Lewis

fuertes débiles duros blandos

¿De qué depende la fuerza de un ácido?

ig u a l g ru p od is tin to p eriod o

H F , H C l; H B r, H I

ig u a l p eriod od is tin to g ru p o

C H 4 , N H 3 , H 2 O , H F

H id rá c id os ó com p u es tos b in arios(n o con tien en oxíg en o)

H F , H C l, H B r, H I, H 2 S , e tc

ig u a l g ru p od ife ren te a tom o cen tra l

H C lO 4 , H B rO 4

ig u a l g ru p oig u a l a tom o cen tra l

d ife ren te n u m ero d e OH C lO 4 , H C lO 3 , H C lO 2 , H C lO

oxoá c id osó com p u es tos te rn arios

H 2 S O 4 , H N O 3 , H C lO 4 , H 3 P O 4 , e tc

T ip os d e A c id os

en erg ia d e en laced ism in u ye d e l F a l I

5 6 8 .2 , 4 3 1 .9 , 3 6 6 .1 , 2 9 8 .3kJ /m o l

H F < < H C l< H B r< H I p o la rid ad d e l en laced ism in u ye d e l F a l Ila e lec tron eg a tivid add ism in u ye d e l F a l I

ig u a l g ru p od is tin to p eriod o

H F , H C l, H B r, H I

Hidratos de iones metálicosHidratos de iones metálicos

OH OHOHFe OH OHFe

OH OHOHAl OH OHAl

32

5223

62

32

5223

62

H C lO 4 > H B rO 4

p o la rid ad d e l en lace X -Od ism in u ye d e l C l a l I

la fu erza d e la u n ion en tre O -Hau m en ta d e l C l a l I

ig u a l g ru p od is tin to a tom o cen tra l

H C lO 4 > H C lO 3 > H C lO 2 > H C lO

a m ayor n ú m ero d eoxíg en os la u n ió n X -O es m á s fu erte

la u n ó n O -H es m á s d eb il yau m en ta la fu erza d e l á c id o

ig u a l g ru p oig u a l a tom o cen tra ld is tin ta can tid ad d e

oxíg en os

com p u es tos te rn ariosoxoac id os

en erg ia d e en laceau m en ta d e l C a l F

4 3 8 .5 , 4 4 9 .4 , 4 9 8 , 5 6 8 .2kJ /m o l

C H 4 < N H 3 < H 2 O < H F p o la rid ad d e l en laced ism in u ye d e l F a l Cla e lec tron eg a tivid add ism in u ye d e l F a l C

ig u a l p e riod od is tin to g ru p o

C H 4 , N H 3 , H 2 O , H F

Cómo se resuelve un sistema de un ácido monoprotico

1. establecer cuales son las especies presentes en el sistema

2. buscar y escribir las constantes de equilibrio para el sistema en estudio

3. plantear las condiciones de conservación de la masa (balance de masa) para el sistema

4. plantear la condición de electroneutralidad de la solución (balance de carga)

resolución matemática: nr. Incognitas = nr. Ec. Independientes

1. especies presentes: HA, A-, H+, OH-, H2O

2. constantes de equilibrio

Kw=[H+]*[OH-]=10-14,

[HA]*Ka = [A-]*[H+]

3. balance de masa: Co= [HA] + [A-]

4. balance de carga: [H+] = [A-] + [OH-]

H A HA -

1. En b.m. Co=[HA]+[A-] Co - [A-]=[HA]2. En cte de equilibrio

[HA]*Ka = [A-]*[H+]

(Co - [A-] )*Ka = [A-]*[H+] • En bq [H+]=[A-]+[OH-][H+]-[OH-]=[A-]• En la cte de equilibrio del agua

Kw=[H+]*[OH-]=10-14 ; Kw*[H+]-1=[OH-]

[H+]-(Kw*[H+]-1)=[A-]

Reemplazando en la ecuación de la cte

(Co - [A-])*Ka = [A-]*[H+] y

[H+]-(Kw*[H+]-1)=[A-]

{Co - [H+] + (Kw*[H+]-1)}*Ka =

{[H+] -(Kw*[H+]-1)}*[H+]

[H+]3 + Ka*[H+]2 –(Co*Ka+Kw)[H+]–Ka*Kw=0

1. especies presentes: HA, A-, H+, OH-, H2O

2. constantes de equilibrio

Kw=[H+]*[OH-]=10-14,

[HA]*Ka = [A-]*[H+]

3. balance de masa: Co= [HA] + [A-]

4. balance de carga: [H+] = [A-] + [OH-]

H A HA -

Aplicando Aproximaciones

1. En b.m. Co=[HA]+[A-] Co - [A-]=[HA]

2. En cte de equilibrio

[HA]*Ka = [A-]*[H+]

(Co - [A-] )*Ka = [A-]*[H+]

• En bq [H+]=[A-]+[OH-][H+]-[OH-]=[A-]

medio ácido [H+] >> [OH-] [H+] = [A-]

1. Reemplazando en la ecuación de la cte

(Co - [A-])*Ka = [A-]*[H+] y [H+] =[A-]

{Co - [H+]}*Ka = {[H+]}*[H+]

[H+]2 + Ka*[H+] – Co*Ka=0

2a

4ac b b x; 0c bx ax

2

1,22

[H+]2 + Ka*[H+] – Co*Ka=0

2

KC-4 K K H ao

2aa

1,2

[H+] =[A-] Co=[HA]+[A-]

Kw=[H+]*[OH-]=10-14

H A HA -

1 α α ;

CA

α -- AHAo

-

A

•Diagrama de distribución de especies, concentración vs. pH, para AcOH 10-3 M

0

0.0002

0.0004

0.0006

0.0008

0.001

0.0012

0 2 4 6 8 10 12 14

pH

con

cen

trac

ión

de

esp

ecie

s (M

)

Ci = CT/2

pH =

pK

a

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 2 4 6 8 10 12 14

pH

ai

•Diagrama de distribución de especies, a vs. pH, para AcOH 10-3 M

ai = 1/2

pH =

pK

a

0

0,0002

0,0004

0,0006

0,0008

0,001

0,0012

0 2 4 6 8 10 12 14

pH

con

cen

trac

ión

de

esp

ecie

s

•Diagrama de distribución de especies, concentración vs.

pH, para H3PO4 10-3 M

Ci = CT/2

pH =

pK

a1

Ci = CT/2

pH =

pK

a2

Ci = CT/2

pH =

pK

a3

[H3PO4] [H2PO4-] [HPO4

-2] [PO43-]

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 2 4 6 8 10 12 14

pH

ai

a0

a1

a2 a

A B C

D E

•Diagrama de distribución de especies, a vs. pH, para H3PO4

10-3

0

0.0002

0.0004

0.0006

0.0008

0.001

0.0012

0 2 4 6 8 10 12 14

pH

con

cen

trac

ion

de

esp

ecie

s

pH = pKa1 pH = pKa2

pH

= 0

,5(p

Ka1

+ p

Ka2

)

•Diagrama de distribución de especies, concentración vs. pH, para ácido ftalico 10-3 M

pKa1=2.95 pKa2=5.41

COOH

COOH