Capítulo 16: Equilibrios ácido y base y equilibrios de

Capítulo 16: Equilibrios ácido y base
y equilibrios de solubilidad
Dr. Alberto Santana
Universidad de Puerto Rico
Recinto Universitario de Mayagüez
Departamento de Quı́mica
QUIM-3002
Quimica general II, Equilibrios ácido y base y equilibrios de solubilidad – p.1
Efecto del ión común
La presencia de un ión común inhibe la ionización de un ácido o base débil.
Tonemos ácido acético y una sal de acetato como víctimas.
H O
2
CH3 COONa(s) −→
CH3 COO− (ac) + Na+ (ac)
(1)
CH3 COOH(ac) CH3 COO− (ac) + H+ (ac)
(2)
Recuerde que el acetato de sodio es un electrolito fuerte. Si se añade una sal
de acetato a una sol’n de ácido acético, tendremos el efecto del ión común
(acetato en este caso). De acuerdo al principio de Le Châtelier, el añadir
iones de acetato desplazará el equilibrio en la reaccion (2) hacia los reactivos
(inhibe la ionización del ácido). Eso es lo que se conoce como el efecto del
ión común.
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La ecuación de Henderson-Hasselbalch
[base conjugada]
pH = pKa + log
[ácido]
(3)
− log Ka
Ejemplo 1: Calcule el pH de una sol’n que contiene 0.30M HCOOH
y 0.52M HCOOK.
HCOOH(ac) HCOO− (ac) + H+ (ac)
Busco el valor de Ka = 1.7 × 10−4 , [HCOO− ] = 0.52M,
[HCOOH] = 0.30M.
0.52
pH = 3.77 + log
= 4.01
0.30
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Ejemplo 2: Determine el pH de una sol’n que contiene 0.20M NH3 y
0.30M NH4 Cl. Ka = 5.6 × 10−10 .
0.20
pH = 9.25 + log
= 9.07
0.30
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Soluciones amortiguadoras
Una sol’n amortiguadora es una solución que contiene un ácido o
base débil y su sal. Éstas soluciones son capaces de resistir cambios
en pH. La capacidad de la sol’n como amortiguador depende de la
cantidad de ácido y base conjugada que se usó para prepararla. Mayor
cantidad, mayor eficiencia como amortiguador.
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Ejercicio 16.4
Calcule el pH de una sol’n amortiguadora que tiene 0.30M NH3 /0.36M
NH4 Cl. ¿Cuál es el pH después de añadir 20.0mL de NaOH 0.050M a
80.0mL del amortiguador. Ka = 5.6 × 10−10 .
0.30 pH del amortiguador: pH = 9.25 + log 0.36 = 9.17 . Luego añado
(0.0200L)(0.050moles/L) = 0.001 moles de OH− . La cantidad de NH3
en la muestra de 80.0 mL de amortiguador es
(0.0800 L)(0.30 moles/L) + 0.001 moles = 0.0250 moles ó
0.0250 moles/0.100 L = 0.250 M. La nueva concentración de NH4 Cl es
(0.0800 L)(0.36 moles/L) − 0.001 moles = 0.0278 moles,
0.0278 moles/0.100 L = 0.278 M.
0.250
pH = 9.25 + log
= 9.20
0.278
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Note que después de añadir esa cantidad de base fuerte (NaOH), el
pH de la solución solo aumentó 0.03 unidades (de 9.17 a 9.20). Eso
es lo que hace una solución amortiguadora!!!
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