EQUILIBRIO IÓNICOEl equilibrio iónico es un tipo especial de equilibrio químico, caracterizado por la presencia de especies químicas en solución acuosa, las cuales producen iones Las especies que producen en solución cargas son denominadas electrolitos. Un electrolito es cualquier especie que permite la conducción de la corriente eléctrica. • ÁCIDOS Y BASES En 1923, dos científicos llamados Johannes N.Brönsted y T.M.Lowry, caracterizaron así los ácidos y las bases: Ácido: Es la sustancia capaz de ceder protones. Base: Es la sustancia capaz de recibir protones. Así entre un ácido y una base dados hay una relación determinada por el intercambio de protones. Es ese intercambio lo que les hace ser considerados bien ácidos, bien bases. Es el sistema ácido-base conjugado. Se formula como una reacción de protólisis, de la siguiente manera: ÁCIDO <----> PROTÓN + BASE CONJUGADA. Características generales de ácidos y bases Característica que da a los ácidos es su olfato, que se deriva del vocablo acidus, el cual significa "agrio". Esta particularidad es evidente en algunas otras formas cítricas de frutas (limón, naranja) o algunos que contienen ácidos (yogur, vinagre). El sabor de las bases (muchas de ellas son toxicas) no es tan característico como en los ácidos, pues presentan mayor variedad, pero se puede decir que son ligeramente amargas (jabón, bicarbonato de sodio). Por otro lado, las bases son resbalosas al tacto (mezcla agua y jabón). Algunas bases son tan fuertes o concentradas que pueden llegar a causar serias lesiones en la piel si el contacto es prolongado. Los ácidos reaccionan con las proteínas cambiándoles su aspecto físico (Ej: Al agregar jugo de limón (ácido) a la clara de un huevo; que contiene una proteína llamada albúmina, esta última se empieza a solidificar y tomar un color blanquecino). Una característica compartida es que son electrolíticos, es decir, conducen la corriente eléctrica en disolución acuosa. que son muy débiles y son orgánicos. el vidrio etc. LiCl. KCl. acuosa y pueden ser los ácidos débiles como el CH3COOH ácido acético. H2O + H2O = H3O+ + OHAl ser una reacción reversible. • AUTO IONIZACIÓN DEL AGUA Corresponde a la propiedad química del agua donde ésta se auto separa en sus componentes iónicos. se clasifica a los electrolitos en base a dos criterios: • Comportamiento en solución: electrolitos ácidos.el alcohol. la madera. por lo que conduce la corriente eléctrica en una fracción pequeñísima. Las bases tienen un pH mayor que 7. cambian el papel tornasol de rojo a azul. y el H2O que presentan enlaces covalentes No electrolitos: De plano son las sustancias que no conducen La corriente eléctrica ni se disocian en sol. El pH neutro es 7. HNO3. el CH3CH2CH2OH. TIPOS DE ELECTROLITOS En base a esto. no se le considera en al expresión. Electrolitos débiles: Son los que se ionizan parcialmente en sol.Los ácidos tienen un pH menor de 7. y neutros Capacidad conductora: electrolitos fuertes. por ende. Algunas sales iónicas como el NaCl. cambian el papel tornasol de azul a rojo (Concentración de iones hidroxilo H+(OH)-). o vinagre. como H2SO4. se pudo comprobar que la constante de equilibrio de esta relación tiene un valor de: . debido a que se encuentra poco disociada. podemos expresarla en función de una constante de equilibrio: Keq= [H3O+][OH-] Al ser el agua una especie pura. El agua es un electrolito débil. básicos. Acuosa como el azúcar. HCl. la constante de equilibrio del agua queda expresada en función de la presencia de los dos iones formados Mediante procesos electroquímicos. débiles y no electrolitos • Electrolitos Fuertes: los que se ionizan totalmente en solución acuosa al pasar corriente eléctrica como las ácidos. La escala de el pH va desde 0 a 14. El punto medio de la escala del pH es 7. A medida que el potencial de liberar iones de hidrogeno incrementan en una sustancia el valor del pH sera menor. Es por eso que el valor del pH de 6 es 10 veces más acídico que un pH con un valor de 7. Las normas del pH empiezan con una definición de pH. La p viene de la palabra poder.Kw=1*10-14 La que se conoce como: Constante de auto ionización del agua. Dicha solución seria neutral. Es así como a mayor grado de acidez la lectura del pH será La escala del pH es logarísmica. los cuales han demostrado que ella se ioniza sólo ligeramente: La constante de equilibrio de esta reacción es: • ESCALA DE PH pH es una medida de la acidez o la alcalinidad. Juntos el término pH significa hidrión exponente iónico. La H por supuesto es el símbolo de el elemento hidrógeno. significando que los valores separando cada unidad no son iguales en la escala por el contrario incrementan de manera proporcional a la distancia a la que se encuentren de la mitad de la escala el punto de equilibrio entre acidez y alcalinidad Los valores son multiplicados por 10 en cada unidad. pero un pH de 5 es 100 veces mas . aquí hay un equilibrio entre la acidez y alcalinidad. Se han hecho experimentos cuidadosos sobre la conductividad eléctrica del agua. 5 a 7. se requiere una gran cantidad de elementos alcalinos. Otra nota importante es que en orden de revertir y neutralizar la acidez. se requerirían mas de 20 galones de una solución con un pH de 7. Es más es 50 veces más acídica de lo que es considerado saludable.0. En matemáticas sería algo como así: En orden de cambiar el pH de un galón de una solución. De otra forma el valor del pH de 8 es 10 veces más alcalino que un pH con un valor de 7.25 puntos por debajo de 7).acídico que un pH de 7. de 5. pero un pH de 9 es 100 veces mas alcalino que un pH de 7. CONTENIDOS ESCALA DE PH ESCALA DE PH CONCENTRACIÓN DE H+ Y OH CONSTANTE DE IONIZACION DE ÁCIDOS Y BASES PROPIEDADES ÁCIDAS Y BÁSICAS DE LAS SALES ESCALA DE PH CONCENTRACIÓN DE H+ Y OH . Nota: Cuando este probando el pH de su orina o saliva y la lectura le da una medida de un pH de 5. sin embargo es muy acídica.5 puede no parecer acídica (después de todo solo esta 1.5. Para una solución neutra a 25 °C en donde la concentración de iones Hidrógeno es de 1. las soluciones ácidas tienen un pH < 7.0 M de un ácido fuerte. . El pH del agua pura es de 7.0 x 10-7 M el pH se calcula como: pH = log 1 = log 1.0 M de una base fuerte el pH es 14. el pH = 0 y para una solución 1. de ahí que Sören Sörensen en 1909 ideó una forma mas adecuada de compararlas.Los valores de [H+] para la mayoría de las soluciones son demasiado pequeños y difíciles de comparar. Para una solución 1.0x10 ( ) El valor de 7 para el pH de una solución neutra no es un valor arbitrario. se deriva del valor absoluto del producto ionico del agua a 25 °C que coincide con este número.0.0 y las básicas un pH > 7.0.0x107 = log1 + log107 = 0 + 7 = 7 −7 1. el pH que no es mas que la forma logarítmica de expresar las concentraciones: pH = log [ ] [ ] 1 H+ o lo que es lo mismo pH = − log H + La letra p denota “logaritmo negativo de”. . Recordar que la escala es logarítmica de ahí que si una solución difiere en una unidad de pH de otra. El pH de una solución puede ser cuantificado fácilmente a través de mediciones electroquímicas con un potenciómetro o con papel pH. en realidad difiere en un factor de 10 en su [H+].Se muestra el valor de pH que presentan algunos líquidos. Medidores de pH y conductividad pHimetros son usadas para determinar el nivel de acidez y alcalinidad. Pide información sobre modelos para uso en laboratorios y otros aplicaciones profesionales. CONSTANTE DE IONIZACION DE ÁCIDOS Y BASES . Conductimetros miden el nivel de sólidos disueltos para determinar la fuerza de una solución. tamaño de bolsillo que se usan pilas incluidas para poder. Son tan precisos permitir el uso con soluciones fuentes de la prensa pero tan barato para usar en el trabajo o en la casa para medir el acidez de agua bebiendo. Para probar acidez de la tierra de un jardín. Todos los medidores son duros. acuarios de pescas tropicales y piscinas. mezcla dos partes de agua distillado con un parte de tierra. Se use directamente en la solución sin la necesidad sacar una muestra. esperar la asenta de los sólidos y hace medida de la solución arriba. se disocia completamente en: NH4Cl (s) = NH4+ (ac) + Cl.(ac) + El ion NH4 . sufre una hidrólisis. Como consecuencia de ésta se obtiene H3O+.El equilibrio entre iones y moléculas puede estudiarse matemáticamente del mismo modo que un equilibrio en el que todas las especies son moléculas.(ac) . el NH4Cl (s) en agua. Por ejemplo. que confiere a la disolución un carácter ácido: Como la concentración del H2O permanece prácticamente constante. la constante de equilibrio. La constante de equilibrio para una reacción de ionizacion se denomina constante de ionizacion (Ki) La excreción de la constante de ionizacion para el ácido acético ecuación − HC2 H 3O2 → H + + C2 H 3O2 se deduce a partir de la • PROPIEDADES ÁCIDAS Y BÁSICAS DE LAS SALES Las disoluciones acuosas de las sales pueden presentar un comportamiento ácido o básico debido a que los iones procedentes de su disociación pueden reaccionar con el agua intercambiando protones (reacciones de hidrólisis). Sal de ácido fuerte y base débil: Las disoluciones acuosas de sales que proceden de un ácido fuerte y una base débil tienen un pH ligeramente ácido. Por ejemplo.COO.COONa (s) = Na+ (ac) + CH3 . la disolución de acetato de sodio en agua. Ka o constante de hidrólisis. ácido conjugado del NH3. es: Sal de ácido débil y base fuerte: Las disoluciones acuosas de sales que proceden de un ácido débil y una base fuerte tienen pH básico. Como consecuencia de estas reacciones. las disoluciones acuosas de las sales presentan diferentes propiedades ácido-base. se disocia completamente en: CH3 . • Disoluciones de una base débil y una sal de base débil con un anión neutro (por ejemplo. por lo que en el agua tienen un comportamiento neutro y no se hidrolizan.El ion CH3-COO-. una mezcla de CH3 ? COOH y CH3 ? COONa). después de la adición de pequeñas cantidades de ácido o de base. sufre una hidrólisis. Como consecuencia de ésta se obtiene CH3-COOH e iones OH-. ácido y base conjugados de la base fuerte NaOH y el ácido fuerte HCl. base conjugada del CH3-COOH. que confiere a la disolución un carácter básico: Como la concentración del H2O permanece prácticamente constante.son. Por ejemplo. Control del pH en una disolución amortiguadora. Kb o constante de hidrólisis. Las disoluciones amortiguadoras más comunes son de dos tipos: • Disoluciones de un ácido débil y una sal de ácido débil con un catión neutro (por ejemplo. Disoluciones amortiguadoras: Se denomina disoluciones amortiguadoras o disoluciones tampón a aquellas que son capaces de mantener constante el valor del pH.(ac) Los iones Na+ y Cl. una mezcla de NH3 y NH4Cl). es: Sal de ácido y bases fuertes: Las disoluciones acuosas de sales que proceden de un ácido fuerte y una base fuerte tienen pH neutro. la constante de equilibrio. se disocia completamente en: NaCl (s) = Na+ (ac) + Cl. . respectivamente. la disolución de NaCl (s) en agua. Si se añade un ácido fuerte. ácido débil y base conjugada (o. contrarrestando así la adición del ácido o de la base. . base débil y su ácido conjugado) deben estar en cantidades apreciables y en concentraciones similares.En el caso del ácido débil/sal de ácido débil. si se adiciona una base fuerte. La capacidad amortiguadora de una disolución tampón tiene un límite. los iones OH? reaccionan con el ácido débil para formar su base conjugada. Para que una disolución amortiguadora sea efectiva. ambos componentes. la capacidad amortiguadora se debe a que la relación [CH3 ? COOH] / [CH3 ? COO?] se mantiene aproximadamente constante. los iones H3O+ reaccionan con la base conjugada para formar el ácido débil. alternativamente. La posibilidad de mantener constante el pH viene determinada por las cantidades de los componentes de la disolución.