Equilibrios en disoluci

1
Tema 7 Reaccions àcid-base
2
(No Transcript)
3
(No Transcript)
4
CONTINGUT
1.- Definicions dàcids i bases. 2.-
Lautoionització de laigua. Escala de pH. 3.-
Força dàcids i bases. Constants
dionització. 4.- Indicadors. 5.- Tractament
exacte dels equilibris dionització. 6.-
Hidròlisi. 7.- Dissolucions amortidores. 8.-
Corbes de valoració.
5
1
DEFINICIONS DÀCIDS I BASES.
1.1.- Arrhenius (1883)
Àcid Substància que, en dissolució aquosa, dóna
H HCl H (aq) Cl- (aq) Base Substància
que, en dissolució aquosa, dóna OH- NaOH Na
(aq) OH- (aq)
6
http// nobelprize.org /chemistry/laureates/1903/
index.html
Svante August Arrhenius(1859-1927)
7
1.2.- Brønsted-Lowry (1923)
Àcid Espècie que té tendència a cedir un
H Base Espècie que té tendència a acceptar un H
NH3 (aq) H2O (l) NH4 (aq) OH- (aq)
8
Johannes Nicolaus Brønsted(1879-1947)
Thomas Martin Lowry(1874-1936)
9
1.3.- Lewis (1923)
Per a que una substància accepte un H ha de
posseir un parelldelectrons no compartits.
Àcid Espècie que pot acceptar parells
delectrons Base Espècie que pot cedir parells
delectrons
10
(No Transcript)
11
2
LAUTOIONITZACIÓ DE LAIGUA.ESCALA DE pH.
pH - log H3O pOH - log OH-
12
Aigua pura H3O OH- H3O 10-7 Þ
pH 7 OH- 10-7 Þ pOH 7
13
3
FORÇA DÀCIDS I BASES.CONSTANTS DIONITZACIÓ.
Força dun àcid o base major o menor tendència a
transferiro acceptar un protó.
14
En el cas dun parell àcid-base conjugat, Ka i Kb
estan relacionades
Kw Ka Kb
15
4
INDICADORS.
Indicadors Àcids o bases dèbils les formes
àcid/baseconjugades dels quals presenten colors
diferents.
Quan a una dissolució li afegim un
indicador,estaran presents les dos espècies HInd
i Ind-.
16
Quin color voré?

• Si HInd/Ind- ³ 10 Þ Color A (predomina forma
  àcida)
• Si HInd/Ind- 0.1 Þ Color B (predomina
  forma bàsica)
• Si 0.1lt HInd/Ind-lt 10 Þ Color mescla dA i B

El quocient depén de la Ka i del pH

• Si HInd/Ind- ³ 10 Þ H3O ³ 10 KInd Þ pH
  pKInd 1 Color A (predomina forma àcida)
• Si HInd/Ind- 0.1 Þ H3O 0.1 KInd Þ pH
  ³ pKInd 1 Color B (predomina forma bàsica)
• Si 0.1lt HInd/Ind-lt 10 Þ pKInd 1 lt pH lt
  pKInd 1 Mescla A i B

Interval de viratge (2 unitats de pH)
17
Intervals de viratge dindicadors
18
5
TRACTAMENT EXACTE DELSEQUILIBRIS DIONITZACIÓ.
Com podem calcular les concentraciones de totes
lesespècies presents en una dissolució en la que
sestableixendiversos equilibris dionització?
19
1. Expressions de les constants dequilibri
2. Balanç de matèria
HAo A-o HA A-
3. Balanç de càrregues (condició de
electroneutralitat)
H3O A- OH-
4. Resolver el sistema 4 equacions amb 4
incògnites
20
6
HIDRÒLISI.
Com determinar-lo de forma qualitativa?

1. Dissociar la sal en els seus ions
2. Identificar la seua procedència
3. Determinar quins poden hidrolitzar-se
4. Plantejar i analitzar lequilibri dhidròlisi

21
5.1. Sals procedents dàcid fort i base forta
p.ex. NaCl, KCl, NaNO3
22
5.2. Sals procedents dàcid fort i base dèbil
p.ex. NH4Cl
Dissolució àcida
23
5.3. Sals procedents dàcid dèbil i base forta
p.ex. CH3COONa
Dissolució bàsica
24
5.4. Sals procedents dàcid dèbil i base dèbil
p.ex. NH4CN
Si Kh (catió) gt Kh (anió) Þ Dissolució àcida Si
Kh (catió) lt Kh (anió) Þ Dissolució bàsica Si Kh
(catió) Kh (anió) Þ Dissolució neutra
Per al NH4CN dissolució bàsica
25
7
DISSOLUCIONS AMORTIDORES.
Dissolucions amortidores (o tampó) Dissolucions
quemantenen un pH aproximadament constant quan
sagreguenxicotetes quantitats dàcid o base o
quan es dilueixen.
Composició Quantitats substancials dun àcid
dèbil i de la seua base conjugada(o una base
dèbil i el seu àcid conjugat). (p.ex.
CH3COOH/CH3COONa)
26
Mecanisme dacció
Si a lequilibri li afegesc, p.ex., un àcid, es
desplaçarà a lesquerra,disminuirà el quocient
A-/HA i el pH baixarà. Però si la quantitat
afegida és xicoteta comparada amb les quantitats
(grans) que hi ha dA- i HA, el quocient canviarà
moltpoc i el pH gairebé no es modificarà.
P.ex. si afegesc 0.001 mols dHCl a un 1 L
daigua, el pH passa de 7 a 3. si afegesc
0.001 mols dHCl a un 1 L de dissolució que
conté 0.7 mols dacètic i 0.6 mols dacetat
sòdic, el pH passa de 4.688 a 4.686.
27
Com calcular el pH duna dissolució tampó?
Amb el tractament exacte (apartat 5).
Com estimar aproximadament el pH duna dissolució
tampó?
Exacta
Com que les concentracions inicials dàcid i de
la seua base conjugadasón grans, es pot suposar
que les quantitats que desapareixeran i que
apareixeran mentre saconsegueix lequilibri
seran xicotetes,comparades amb les
inicials. Per tant, en la fórmula anterior les
concentracions en lequilibri es poden aproximar
per les concentracions inicials.
Aproximada
28
Lawrence Joseph Henderson(1878-1942)
Karl Albert Hasselbalch(1874-1962)
29
Característiques importants duna dissolució
amortidora El seu pH Þ depén de Ka i de les
concentracions La seua capacitat amortidora
Capacitat amortidora Quantitat dàcid o base que
es pot afegira un tampó abans que el pH comence
a canviar apreciablement. De què depén? Del
nombre de mols dàcid i base (han de ser alts
per a que la capacitat també ho siga) Del
quocient base/àcid. (per a que la capacitat
siga alta, ha de ser pròxim a 1. Si és lt 0.1 ó
gt 10, no serà molt eficient. Major eficiència
quan pH pKa)
30
8
VALORACIONS ÀCID-BASE.
Com podem determinar la concentració dun àcido
duna base en una dissolució?
Mètode més utilitzat valoració àcid-base Una
dissolució que conté una concentració coneguda
debase (o àcid) es fa reaccionar amb una
dissolució dàcid(o de base) de concentració
desconeguda. Mesurem el volum de la dissolució
de base (o àcid)necessari per a que consumisca
(neutralitze) tot làcid (o base). Quan
saconsegueix la neutralització completa
Punt dequivalència
31
Com sé quan he arribat al punt dequivalència?
Corba de valoració Representació del pH en
funció delvolum afegit.
32
Quin és el pH del punt dequivalència?

• Si valore àcid fort amb base forta (o a
  linrevés) Þ pH 7
• Si valore àcid dèbil amb base forta Þ pH gt 7
• Si valore base dèbil amb àcid fort Þ pH lt 7

Com calcular el pH deixe punt o de qualsevol
punt de la corba?
Amb el tractament exacte (apartat 5).
Com sé que he arribat al punt dequivalència
sense necessitat derepresentar la corba de
valoració sencera?
Mitjançant un indicador apropiat
Apropiat que canvie de color just quan la
reacció arriba al puntdequivalència.
33
Clau que linterval de viratge de lindicador
coincidisca amb el saltde pH que es produeix
quan arribem al punt dequivalència.
p.ex. valoració dun àcid fort amb una base forta
34
Corba de valoració duna base forta amb un àcid
fort
35
Corba de valoració dun àcid dèbil amb una base
forta
36
Corba de valoració dun àcid dipròtic amb una
base forta