ACIDOS Y BASES ARRHENIUS ACIDS

1
ACIDOS Y BASES ARRHENIUS ACIDS BASES

• ARRHENIUS ACID
• Un ácido Arrhenius es una sustancia que provee
  iones de hidrógeno H, cuando se disuelve en
  agua.
• ARRHENIUS BASE
• Una base Arrhenius es una sustancia que provee
  iones hidróxido ,OH-, cuando se disuelve en
  agua.
• Ejemplos de ácidos y bases ARRHENIUS
• HNO3 es un ácido HNO3(aq) H (aq)
  NO3- (aq)
• KOH es una base KOH(aq) K (aq)
  OH- (aq)

2
ACIDOS Y BASES BRØNSTED

• ACIDO BRØNSTED
• Un ácido Brønsted es una sustancia que contiene
  el elemento hidrógeno y es capaz de donar el
  protón (H) a otra sustancia.
• BASE BRØNSTED
• Una base Brønsted es una sustancia capaz de
  aceptar un protón de otra sustancia.
• Ejemplos de Acidos y Bases BRØNSTED
• HNO2(aq) H2O(l) H3O (aq) NO2-(aq)
• En esta reacción, HNO2 se comporta como un ácido
  Brønsted al donar un protón de H2O. El H2O se
  comporta como una base Brønsted al aceptar un
  protón.
• La reacción se escribe usando una doble flecha
  que apunta hacia la derecha y la izquierda. Esto
  significa que la reacción puede ir en cualquier
  dirección y se establece un equilibrio.

3
EJEMPLO DE ACID Y BASE BRØNSTED
HClO4 (aq) H2O (l) ? H3O (aq) ClO4- (aq)

• HC2H3O2 H2O (l) ? H3O (aq) C2H3O2 (aq)
• NH3 (aq) H2O (l) ? OH- (aq) NH4 (aq)
• NaOH (s) H2O (l) OH- (aq) Na (aq)

4
AUTO-IONIZACION DE AGUA

• Una muestra de agua absolutamente pura no
  contiene solamente moléculas de agua. También se
  encuentran en igual pero pequeñas cantidades los
  iones H3O y OH-.
• La reacción se describe a continuación
• En agua pura, una molécula de agua dona un un
  protón (ácido Brønsted) y la otra lo acepta (base
  Brønsted).
• Se define que una solución de agua es neutral
  cuando la concentración de ambos iones, H3O y
  OH- , es igual a 1.0 x 10-7 mol/L.

H2O (l) H2O (l) ? H3O (aq) OH- (aq)
5
EL PRODUCTO INONICO DE AGUA

• H2O (l) H2O (l) ? H3O (aq) OH- (aq)
• Las flechas en ambas direcciones indican que se
  establece un equilibrio en la reacción. De ésta
  podemos escribir las siguientes expresiónes
• Kw se conoce como la constante de ionización de
  agua.
• Aunque estas relaciones se establecieron para
  agua pura, también las podemos aplicar a
  soluciones donde el solvente es agua.

6
SOLUCIONES ACIDAS Y ALCALINAS

• Estos conceptos de concentración de H3O y de
  OH- los relacionamos con la acidez o alcalinidad
  de una solución.
• SOLUCION ACIDA
• Una solución es ácida cuando la concentración de
  H3O es mayor que la concentración de OH-.
• SOLUCION BASICA O ALCALINA
• Una solución es alcalina cuando la concentración
  de OH- es mayor que la concentración de H3O.

7
EL CONCEPTO DE pH

• Para simplificar conceptos y el uso de notación
  científica la concentración de H3O se expresa
  usando la notación de pH.
• Es práctica común representar el ión H3O como el
  ión H .
• El pH se define como
• pH -logH

8
EJEMPLOS DE pH

• Ejemplo Calcule el pH de una solución donde la
  concentración del ión H es 1.0x10-9 mol/L
  (M).
• El pH es el negativo del exponente de 10 usado
  para expresar la concentración de H usando
  notación científica.
• pH -logH
• pH -log (1.0x10-9) -(-9) 9.00.
• La solución es ácida o alcalina (base)?
• Sabemos que una solución es neutral cuando la
  concentración de ambos iones, H3O y OH- , es
  igual a 1.0 x 10-7 mol/L.( pH 7)
• OH- 1.0 x 10-14 / 1.0 x 10-9 1.0 x 10-5
  M
• La solución es alcalina porque la OH- es
  mayor que la concentración de H.

9
EJEMPLOS DE pH

• Ejemplo Calculale la OH- para una solución con
  pH 4.0.
• pH -logH
• OH- 1.0 x 10-14 / H
• La concentración de H se consigue usando el
  valor de pH.
• H 1.0 x 10-4.

10
EJEMPLOS DE CALCULOS CON pH

• Ejemplo Calcule el pH de una solución donde la
  H 3.6x10-4 M.
• Usando la ecuación, pH -log H pH -log 3.6
  x 10-4, use la calculadora.
• El pH de la solución es 3.44.

11
EJEMPLOS DE CALCULOS CON pH

• Ejemplo Calcule la H de una solución donde el
  pH 5.92.
• pH -logH
• H antilog (-pH)
• La H en la solución es 1.2 x 10-6 M.

12
PROPIEDADES DE ACIDOS

• Todos los ácidos tienen ciertas propiedades en
  común como sabor amargo y que producen iones H3O
  (H) cuando se disuelven en agua.
• Acidos Fuertes
• Acido clorídico HCl(aq) H2O(l) H (aq)
  Cl- (aq)
• Acido nítrico HNO3(aq) H2O(l) H (aq)
  NO3- (aq)
• Acido sulfúrico H2SO4(aq) H2O(l) H
  (aq) SO4 -(aq)
• Acidos Débiles
• Acido acético
• CH3COOH(aq) H2O(l) H (aq) CH3
  COOH- (aq)
• Acido carbónico
• H2CO3(aq) H2O(l) H (aq) HCO3
  (aq)
• CO2 (aq) H2O(l) H2CO3(aq)
  

13
PROPIEDADES DE ACIDOS

• Acidos pueden reaccionar y disolver ciertos
  metales para producir hidrógeno gaseoso en una
  reacción redox.

14
PROPIEDADES DE ACIDOS
Metals vary in their ability to reduce hydrogen
ions (H) to hydrogen gas (H2). The difference
is apparent when iron, zinc, and magnesium (left
to right) are put into hydrochloric acid (HCl) of
the same molarity.
15
PROPIEDADES DE BASES

• Las soluciones alcalinas se sienten como
  resbalosas al contacto y contienen el ión OH- .
• La propiedad química que caracteriza las bases es
  su habilidad de reaccionar con ácidos en lo que
  se llama reacciones de neutralización.
• Bases también reaccionan con grasas y aceites.
  Estas se convierten en moléculas más pequeñas y
  solubles.
• La gran mayoría de los productos de limpieza del
  hogar contienen sustancias alcalinas e.g. (NaOH)
  en limpiadores de desague y ammonia (NH3) en
  limpiadores líquidos del hogar.

16
CLASIFICACION DE PRODUCTOS DEL HOGAR
Weak Bases
Weak Acids
17
NEUTRALIZACION

• En reacciones de neutralización, un ácido
  reacciona con una base para producir sal y agua.
  
• Reacción de ácido clorídico con hidróxido de
  sodio
• NaOH(aq) HCl(aq) ? NaCl(aq) H2O(l)
• Reacción de ácido nítrico con hidróxido de sodio
  
• NaOH(aq) HNO3(aq) ? NaNO3(aq) H2O(l)
• Reacción de ácido clorídico con bicarbonato de
  sodio
• HCl(aq) NaHCO3(s) ? NaCl (aq) CO2 (g)
  H2O(l)

18
CALCULOS CON REACCIONES DE NEUTRALIZACION

• El procedimiento de analizar las reacciones entre
  ácidos y bases se llama titulación.
• Una cantidad (volumen) de base de concentración
  conocida se añade a un volumen conocido de ácido
  hasta que el ácido haya reaccionado
  completamente.
• Cuando esto sucede se dice que la reacción llegó
  al punto de equivalencia (de neutralización). Con
  estos datos puedo averiguar la concentración del
  ácido.
• Repaso sobre conceptos y ecuaciones cuando
  queremos hacer cálculos con soluciones.
• M (molaridad) moles de soluto / L de solución
• Ejemplo 2.0 M HCl 2 moles HCl / L de solución
  HCl
• Ejemplo 0.5M NaOH 0.5 moles NaOH / L de
  solución NaOH
• NaOH(aq) HCl(aq) ? NaCl(aq) H2O(l)

19
BUFFERS

• Buffers son soluciones que tienen la habilidad de
  resistir cambios en pH cuando ácidos (H) o bases
  (OH-) se añaden a la solución.
• Muchos buffers consisten de una solución que
  contiene una mezcla de ácido débil y la sal de
  ese ácido (e.g. ácido acético y acetato de
  sodio).
• Al añadir ácido a la solución, los iones H
  reaccionan con el anión de la sal .
• Al añadir una base, los iones OH- reaccionan con
  el ácido débil no ionizado.
• La capacidad del buffer es la cantidad de ácido
  (H) o base (OH-) que el buffer puede absorber
  sin que se produzca un cambio significativo en pH.

HC2H3O2 (aq) ? C2H3O2- (aq) H (aq)
HC2H3O2 (aq) OH- (aq) ? C2H3O2- (aq) H2O
(l)
20
ACIDOS Y SU INFLUENCIA EN LA SALUD

• Los ácidos y sus efectos en los dientes
• La capa exterior de los dientes se llama esmalte
  y se compone primordialmente de hidróxido de
  apatita (hydroxyapatite) Ca10 (PO4)6(OH)2 .
• El ácido corrompe la capa de esmalte y se forman
  unos pequeños huecos llamados caries.
• Fuentes de ácidos
• La comida, especialmente los de alto contenido de
  azucar y carbohidratos, son fermentados por
  bacterias y enzimas de la saliva, y convertidos
  en otros productos incluyendo ácidos. Estos
  forman una placa dental sobre el esmalte.
• Jugos de fruta y frutas frescas (piña, china,
  toronja, limón), vino, pepinillos, dulces agrios
  y las sodas.

21
ACIDOS Y SU INFLUENCIA EN LA SALUD

• Refrescos carbonatados (sodas)
• Como parte del proceso de manufactura de sodas,
  bióxido de carbono (CO2) se añade al líquido para
  crear el efecto de efervecencia. Parte del CO2
  se disuelve en agua para formar ácido carbónico
  (H2CO3). Este ácido es en parte
  responsable del sabor semi-agrio (tart) de las
  sodas.
• CO2 (g) H2O (l) H2CO3
  (aq)

22
ACIDOS Y SU INFLUENCIA EN LA SALUD

• Control de pH en la sangre
• CO2 (g) H2O (l) H2CO3 H2O (l)
  H3O(aq) HCO3-
• El pH normal del cuerpo es aproximadamente 7.4
• Cambios en el pH de la sangre afectan las
  enzimas, los músculos y nervios y se debilitan y
  las actividades metabólicas se pueden
  interrumpir.
• Concentraciones de CO2 más altas de lo normal
  hacen que el equilibrio en la reacción se
  desplaze hacia la derecha aumentando la H3O y
  disminuyendo el pH. La sangre se torna más ácida.
  Esta situación se llama acidosis.
• Concentraciones de CO2 más bajas de lo normal
  hacen que el equilibrio en la reacción se
  desplaze hacia la izquierda disminuyendo la
  H3O y aumentando el pH. La sangre se torna
  alcalina. Esta situación se llama alkalosis.

23
ACIDEZ ESTOMACAL Y SU NEUTRALIZACION POR
ANTIACIDOS

• Projecto sobre antiácidos.
• Ver Blog titulado Mercado de Antiácidos Visión
  Qualitativa y Quantitativa de Una Reacción de
  Neutralización en el Estómago