14: Equilibrios ácido-base
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Este capítulo ilustrará la química de las reacciones ácido-base y los equilibrios, y le proporcionará herramientas para cuantificar las concentraciones de ácidos y bases en soluciones.
- 14.1: Ácidos y bases de Brønsted-Lowry
- Los compuestos que donan un protón (un ion hidrógeno) a otro compuesto se denominan ácido de Brønsted-Lowry. El compuesto que acepta el protón se llama base Brønsted-Lowry. La especie que queda después de que un ácido de Brønsted-Lowry haya perdido un protón es la base conjugada del ácido. La especie formada cuando una base de Brønsted-Lowry gana un protón es el ácido conjugado de la base. Las especies anfipróticas pueden actuar como donantes de protones y aceptores de protones. El agua es la especie anfiprótica más importante.
- 14.2: pH y pOH
- La concentración de ion hidronio en una solución de un ácido en agua es mayor de 1.0×10-7M a 25 °C. La concentración de ion hidróxido en una solución de una base en agua es mayor de 1.0×10-7M M M a 25 °C. La concentración de H3O+ en una solución puede expresarse como el pH de la solución; pH=−Log H3O+. La concentración de OH- se puede expresar como el pOH de la solución: POH=−log [OH−].
- 14.3: Fortalezas Relativas de Ácidos y Bases
- Las fuerzas de los ácidos y bases de Brønsted-Lowry en soluciones acuosas se pueden determinar por sus constantes de ionización ácida o básica. Los ácidos más fuertes forman bases conjugadas más débiles y los ácidos más débiles forman bases conjugadas más fuertes. Así, los ácidos fuertes se ionizan completamente en solución acuosa debido a que sus bases conjugadas son bases más débiles que el agua. Los ácidos débiles solo se ionizan parcialmente porque sus bases conjugadas compiten exitosamente con el agua por la posesión de protones.
- 14.4: Hidrólisis de Soluciones Salinas
- Las propiedades características de las soluciones acuosas de los ácidos de Brønsted-Lowry se deben a la presencia de iones hidronio; las de las soluciones acuosas de bases de Brønsted-Lowry se deben a la presencia de iones hidróxido. La neutralización que se produce cuando se combinan soluciones acuosas de ácidos y bases resulta de la reacción de los iones hidronio e hidróxido para formar agua. Algunas sales formadas en las reacciones de neutralización pueden hacer que las soluciones del producto sean ligeramente ácidas o ligeramente básicas.
- 14.5: Ácidos polipróticos
- Un ácido que contiene más de un protón ionizable es un ácido poliprótico. Los protones de estos ácidos se ionizan en pasos. Las diferencias en las constantes de ionización ácida para las ionizaciones sucesivas de los protones en un ácido poliprótico suelen variar aproximadamente en cinco órdenes de magnitud. Siempre y cuando la diferencia entre los valores sucesivos de Ka del ácido sea mayor que aproximadamente un factor de 20, es apropiado descomponer los cálculos de las concentraciones secuencialmente.
- 14.6: Búferes
- Una solución que contiene una mezcla de un ácido y su base conjugada, o de una base y su ácido conjugado, se denomina solución tampón. A diferencia del caso de una solución de ácido, base o sal, la concentración de iones hidronio de una solución tampón no cambia mucho cuando se agrega una pequeña cantidad de ácido o base a la solución tampón. La base (o ácido) en el tampón reacciona con el ácido (o base) agregado.
- 14.7: Titulación ácido-base
- Una curva de titulación es una gráfica que relaciona el cambio en el pH de una solución ácida o básica con el volumen de valorante agregado. Las características de la curva de titulación dependen de las soluciones específicas que se valoran. El pH de la solución en el punto de equivalencia puede ser mayor que, igual o menor que 7.00. La elección de un indicador para una valoración dada depende del pH esperado en el punto de equivalencia de la titulación, y del rango del cambio de color del indicador.
- 14.E: Equilibrios ácido-base (Ejercicios)
- Estos son ejercicios de tarea para acompañar el Textmap creado para “Química” por OpenStax.