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17.S: Aspectos adicionales de los equilibrios acuosos (resumen)

                 

17.1: El efecto de iones comunes

 

El efecto de iones comunes argumenta que la disociación de un electrolito débil disminuye al agregar un electrolito fuerte a la solución que tiene un ion común con el electrolito débil.

 

17.2: Soluciones tamponadas

 

Los tampones son soluciones que resisten un cambio en el pH

 


 

 


 

 

17.2.1 Composición y acción de las soluciones tamponadas

 

         

  • los amortiguadores tienen especies ácidas y básicas para neutralizar H + y OH iones
  •      

  • equilibrio de disociación ácida en solución tamponada [HX (aq) rightleftharpoons H ^ + (aq) + X ^ – (aq) ] con [K_a = dfrac {[H ^ +] [X ^ -] } {[HX]} ] o [[H ^ +] = K_a dfrac {[HX]} {[X ^ -]} ]
         

               

    • pH determinado por: valor de K a Y la relación de [HX] / [X ]
    •          

    • si OH agregó:
               

                     

      • [OH ^ – (aq) + HX (aq) rightleftharpoons H_2O (l) + X ^ – (aq) ]
                     

                           

        • Por lo tanto, [HX] disminuye y [X ] aumenta
        •                  

        • si las cantidades de HX y X presentes son mucho mayores que la cantidad de OH agregado, entonces la relación de [HX] / [X – [ 19459019]] no cambiará mucho, por lo que el aumento del pH debido al ion hidróxido agregado es bastante pequeño
        •              

                     

      •          

               

    •          

    • cuando [HX] y [X ] son ​​más o menos iguales, los búferes son más efectivos: es decir, cuando ([H ^ +] = K_a )
    •      

         

  •  

 


 

 


 

 

17.2.2 Capacidad de tampón y pH

 

         

  • capacidad de tampón: la cantidad de tampón ácido o base puede neutralizarse antes de que el pH cambie considerablemente
  •      

  • la capacidad depende de la cantidad de ácido o base en el tampón
  •      

  • El pH depende de K a para el ácido y las concentraciones relativas del ácido y la base
  •      

  • Aproximación de Henderson-Hasselbalch : [pH = pK_a + log_ {10} dfrac {[base]} {[ácido]} ]
  •      

  • [base] y [ácido] = concentraciones de conjugado par ácido-base
  •      

  • cuando [base] = [ácido], pH = pK a
  •      

  • puede usar concentraciones iniciales de componentes ácidos y básicos del tampón directamente en la ecuación
  •  

 

17.2.3 Adición de ácidos o bases fuertes a los tampones

 

las reacciones entre ácidos y bases fuertes se completan

 

 

Se supone que la base fuerte o el ácido se consumen completamente por reacción con el tampón si no se excede la capacidad de tamponamiento

 

17.3: Titulaciones ácido-base

 

         

  • solución que contiene una [base] conocida añadida a un ácido o solución ácida añadida a la base
  •      

  • indicadores ácido-base utilizados para señalar el punto de equivalencia
  •      

  • curva de titulación – pH vs volumen
  •  

 


 

 


 

 

17.3.1 Ácido fuerte – Titulaciones de base fuerte

 

         

  • El pH comienza bajo termina alto
  •      

  • El pH antes del punto de equivalencia es el pH del ácido no neutralizado por la base
  •      

  • El pH en el punto de equivalencia es el pH de la solución
  •      

  • pH es igual a 7,00
  •      

  • para titulaciones de bases fuertes, el pH comienza en extremos altos y bajos
  •  

 


 

 


 

 

17.3.2 La adición de una base fuerte a un ácido débil

 

Las reacciones entre el ácido débil y la base fuerte se completan

 

         

  • calculando el pH antes del punto de equivalencia
         

               

    • cálculos estequiométricos: permiten que la base fuerte reaccione hasta su finalización produciendo una solución que contiene un ácido débil y su base conjugada
    •      

         

  •  

 

 

         

  • cálculo de equilibrio: use K a y expresión de equilibrio para encontrar las concentraciones de equilibrio del ácido débil y su base conjugada, y H +
  •  

 

17.3.3 Curvas de titulación para ácidos débiles o bases débiles

 

Diferencias entre valoraciones fuertes de bases ácido-fuertes

 

         

  1. solución de ácido débil como pH inicial más alto que la solución de un ácido fuerte con la misma concentración
  2.      

  3. la solución de ácido débil aumenta más rápidamente en la primera parte de la valoración y más lentamente a medida que alcanza el punto de equivalencia
  4.      

  5. El pH no es 7,00 en el punto de equivalencia
  6.  

 

         

  • antes de la solución de punto de equivalencia tiene una mezcla de ácido débil y su sal
  •      

  • también llamada la región de amortiguamiento de la curva
  •      

  • en la solución de punto de equivalencia contiene solo sal
  •      

  • débilmente básico debido a la hidrólisis del anión
  •      

  • después de que la solución de punto de equivalencia tiene una mezcla de sal y exceso de base fuerte
  •      

  • pH determinado por [base]
  •  

 


 

 


 

 

17.3.4 Titulaciones de ácidos polipróticos

 

         

  • la reacción ocurre en una serie de pasos
  •      

  • la curva de titulación muestra múltiples puntos de equivalencia
  •  

 

17.4: Equilibrios de solubilidad

 

17.4.1 La constante del producto de solubilidad, K sp

 

         

  • solución saturada – el soluto disuelto y no disuelto está en equilibrio
  •      

  • expresado en g / L
  •      

  • solubilidad molar – moles de soluto disuelto para formar un litro de solución saturada (mol / L)
  •      

  • K sp constante de equilibrio para el equilibrio entre un sólido iónico y su solución saturada
  •      

  • Solubilidad del compuesto (g / L) à solubilidad molar del compuesto (mol / L) à [molar] de iones à K sp de iones
  •  

 

17.5: Factores que afectan la solubilidad

 

solubilidad afectada por la temperatura y la presencia de otros solutos. La solubilidad del compuesto iónico afectado por:

 

         

  • la presencia de iones comunes
  •      

  • pH de la solución
  •      

  • presencia de agente complejante
  •  

 


 

 


 

 

17.5.1 Efecto de iones comunes

 

         

  • la solubilidad de la sal ligeramente soluble disminuye cuando un segundo soluto tiene un ion común
  •  

 


 

 


 

 

17.5.2 Solubilidad y pH

 

         

  • solubilidad de cualquier compuesto iónico afectado si la solución es ácida o básica
  •      

  • cambio solo notable si ambos iones son moderadamente ácidos o básicos
  •      

  • la solubilidad de las sales ligeramente solubles que contienen aniones básicos aumenta a medida que aumenta [H + ] (a medida que se reduce el pH)
  •      

  • cuanto más básico es un anión, mayor será la solubilidad afectada por el pH
  •  

 


 

 


 

 

17.5.3 Formación de iones complejos

 

         

  • los iones metálicos actúan como ácidos de Lewis en el agua
  •      

  • ion complejo – ion metálico y base de Lewis unidos
  •      

  • K f – constante de formación, expresión de equilibrio para la formación de un ion complejo
  •      

  • La ​​solubilidad de las sales metálicas aumenta en bases de Lewis aceptables si el metal forma una base compleja
  •      

  • Bases de Lewis: (NH_3 ), (CN ^ – ), (OH ^ – )
  •  

 


 

 


 

 

17.5.4 Anfoterismo

 

         

  • Las sustancias anfóteras incluyen hidróxidos y óxidos de: Al 3+ , Cr 2+ , Zn 2+ y Sn 2+ [19459019 ]
  •      

  • disolver en soluciones fuertemente básicas
  •      

  • formación de aniones complejos que contienen, típicamente cuatro, hidróxidos unidos a iones metálicos
  •      

  • el anfoterismo también se asocia con el comportamiento de las moléculas de agua que rodean y se unen a los iones metálicos por las interacciones ácido-base de Lewis
  •  

 

17.6: Precipitación y separación de iones

 

Q = producto iónico

 

         

  • Si Q> K sp , la precipitación ocurre hasta Q = K sp
  •      

  • Si Q = K sp , existe equilibrio, tenga una solución saturada
  •      

  • Si Q sp , el sólido se disuelve hasta Q = K sp
  •  

 


 

 


 

 

17.6.1 Precipitación selectiva de iones

 

         

  • separación de iones en solución acuosa usando un reactivo que precipita solo con iones seleccionados
  •  

 

17.7: Análisis cualitativo de elementos metálicos

 

Análisis cualitativo: determina la presencia o ausencia de un ion metálico particular

 

         

  • iones separados en grupos amplios en función de la solubilidad
  •      

  • iones separados disolviendo miembros seleccionados en el grupo
  •      

  • iones identificados por pruebas específicas
  •