martes, 17 de abril de 2007

Concepto de Ácidos y Báses. Concepto de pH

1. Un electrólito es una sustancia que en solución existe como iones y conduce electrici­dad. Algu­nos conducen cuando están fundidos.
2. Un electrólito fuerte es una sustancia que existe en solución sólo como iones porque se ioniza completamente.
3. Un electrólito débil es aquel que en solución existe en forma de iones y como especie neutra sin ionizar porque se ioniza parcialmente.
4. La solubilidad de un electrólito no está relacionada con el grado en que se ioniza. Existen elec­trólitos que son muy solubles pero se ionizan parcialmente, por ejemplo el ácido acé­tico y el ácido benzoico. Otros electrólitos son poco solubles pero la pequeña canti­dad que se disuelve se ioniza totalmente, por ejemplo el hidróxido de cobre y el cromato de plata.
5. Según Arrhenius, un ácido es una sustancia que en solución acuosa produce iones H+ y una base es una sustancia que en solución acuosa produce iones OH─
6. La definición de ácido-base de Brönsted-Lowry se fundamenta en el concepto de reac­ciones ácido-base no necesariamente en solución acuosa
7. Una reacción ácido base es aquella donde hay transferencia de protones. Los ácidos son las sustancias que ceden los protones y las bases son las sustancias que los acep­tan
8. Un par ácido-base conjugado es aquel que difiere por la presencia o ausencia de un sólo pro­tón. Cuando un ácido cede un protón forma su base conjugada. Cuando una base acepta un protón forma su ácido conjugado. Los pares ácido-base conjugados no reaccionan entre sí
9. Las sustancias que en algunas reacciones ácido-base según Brönsted-Lowry se com­portan como ácidos y en otras se comportan como base se llaman anfóteras, anfotéri­cas o anfipróticas.
10.Según Lewis, un ácido acepta electrones y una base cede electrones sin cambiar su número de oxidación. Los cationes son ácidos Lewis y los aniones son bases Lewis
11.Las definiciones de ácido-base se complementan entre sí. La especie NH3 en presencia de H2O se comporta como base según Brönsted-Lowry porque acepta protones del agua y la solución acuosa de esa especie es básica según Arrhenius porque en la reacción con agua se producen iones OH─. La molécula de NH3 posee un par de electrones libres en su estructura, por eso también es una base según Lewis.
12. Los ácidos y las bases se pueden ionizar total o parcialmente y de acuerdo con eso se clasifican en fuertes y débiles
13. Los ácidos y las bases fuertes son electrólitos fuertes y se ionizan totalmente en so­lución. La solución de esas especies contiene sólo los iones disueltos
14. Los ácidos y las bases débiles son electrólitos débiles. Se ionizan parcialmente en solución y se establece un equilibrio entre los iones constituyentes y la especie sin ioni­zar disuelta.
15. El equilibrio de ionización de ácidos débiles se caracteriza por la constante Ka llamada cons­tante de ionización de ácidos débiles. Para bases débiles la constante de ionización es Kb
16. Se puede hacer la siguiente generalización:
· Casi todos los ácidos son electrólitos débiles. Sin embargo HCl, HBr, HI, HNO3 , H2SO4 (1ra ionización), HClO4 son ácidos fuertes.
· Los hidróxidos de todos los metales alcalinos y de los metales alcalino térreos pe­sados son bases fuertes. Las demás bases son débiles.
· Casi todas las sales son electrólitos fuertes.
17. Las constantes de ionización de ácidos y bases débiles son pequeñas. El valor numé­rico de esta constante es una medida de la tendencia del ácido o de la base a ceder o ganar protones, es de­cir, de la fuerza del ácido o de la base.
18. Mientras más pequeña sea Ka, menor será su tendencia a ceder protones, es decir, la fracción de ácido que se ioniza será menor y el ácido será más débil.
19. Análogamente mientras más pequeña sea la constante de ionización de una base dé­bil, menor será su tendencia a aceptar protones, es decir, la fracción de base que se io­niza será menor y la base será más débil.
20. Los ácidos polipróticos posee más de un hidrógeno acídico, es decir, pueden ceder más de un protón. El ácido acético CH3COOH es un ácido monoprótico, pues sólo puede ceder un pro­tón por molécula para formar su base conjugada CH3COO─
21. El ácido sulfúrico H2SO4 es un ácido poliprótico. En la primera ionización forma el ion HSO4─ y en la segunda forma el ion SO42─
22. En todos los ácidos polipróticos la primera ionización siempre ocurre en mayor exten­sión que la segunda, y la segunda siempre será mayor que la tercera y así sucesiva­mente. Así siempre
K1 > K2 >.......> Kn
23. Como el agua es una especie anfótera puede reaccionar consigo misma y se autoio­niza:
Kw = 1x10-14 a 25 ºC
24. Esta expresión significa que:
· El agua y todas las soluciones acuosas siempre contienen iones H3O+ y OH─.
· En agua pura las concentraciones de estos iones son iguales y la solución es neu­tra
· En una solución ácida, hay exceso de protones, es decir [H3O+] > [OH─].
· En una solución básica hay exceso de iones oxhidrilo, es decir [OH─] > [H3O+]
· A 25 ºC la concentración de los iones H3O+ y OH─ en agua pura es 1x10-7 M
· A temperaturas distintas a 25 ºC el valor de Kw es mayor que 1x10-14 y la con­cen­tra­ción de iones H3O+ y OH─ en agua pura es mayor que 1x10-7 M
25. Generalmente el valor de [ H3O+ ] es muy pequeño y para no usar números exponen­ciales se define una función p que transforma a una variable en el logaritmo de su in­verso:
26. Mientras más ácida sea una solución, mayor será su concentración de H3O+ y menor será el valor del pH.
27. Análogamente, mientras más básica sea la solución, mayor será la concentración de OH─ y menor será el valor de H3O+, por lo tanto el pH será mayor
28. Similarmente al pH, se puede definir el pOH y el pK (pKw, pKa y pKb)

29. A 25 ºC:
· El pH de una solución neutra es 7,00
· En una solución ácida pH <> 7,00
· pKw = 14 = pH + pOH
· La escala de pH está entre 0 y 14