Instalación para fusión nuclear

sábado, 23 de enero de 2010

Equilibrio iónico de ácidos y bases

Fuerzas de los acidos y bases: Los ácidos y bases fuertes son electrolitos fuertes, es decir, tienen la capacidad de ionizarse completamente en agua. Los ácidos y bases débiles son electrolitos débiles
Ej de Acidos fuertes: HCl, HBr, HI, HNO3, HClO4, H2SO4
Ej de Bases fuertes: LiOH, NaOH, KOH, Mg(OH)2, Ca(OH)2, Ba(OH)2

Constantes de acidez y basisidad: La mayoría de los ácidos y bases son electrolitos débiles. Por lo tanto, al disolverse en agua solo se ionizan parcialmente. Ejemplo:
HNO2 + H2O <---------> H3O+  + NO2-
según la ecuación anterior se establece un equilibrio que se caracteriza por una constante de equilibrio Ka
Ka = [H3O+][NO2-]/ [HNO2];  la constante Ka se llama constante de acidez o de ionización. El valor de la constante indica el grado de ionización y por lo tanto la fuerza del ácido.
De la misma manera se puede caracterizar una base débil por la constante Kb, la constante de basisidad o de ionización de la base. Ejemplo:
Kb = [NH4+][OH-]/ [NH3]

Acidos y bases fuertes: Un acido fuerte esta totalmente disociado en solución, de modo que la concentración de H3O+ formado tiene que ser igual a la concentración del ácido inicialmente disuelto en agua. Así, si la concentración de un ácido es 0,1 mol/L, se forma 0,1 mol/L de ion H3O+ y 0,1 mol/L de ion Cl-. Por esto el pH se determina tomando la concentración del ácido. pH = -log 0,1 = 1

Acidos y bases débiles: En este caso la situación es muy diferente porque estas especies no se ionizan totalmente. Para calcular el pH hay que determinar la concentración de ion H3O+ a partir de la ecuación estequiometrica y la expresión de Ka. Ej. si quiere averiguar el pH de una solución 0,1 mol/L de acido nitroso se procede del siguiente modo:
HNO2 + H2O <----------> H3O+ + NO2-;  la constante es Ka= [H3O+][NO2]/ [HNO2]
Las concentraciones de cada expresion son:
Concentración inicial  [HNO2] =0,1 mol/L
Concentración inicial [H3O+] = 0 mol/L
Concentración inicial [NO2]= 0
Cambio [HNO2] = -x
Cambio [H3O] = +x
Cambio [NO2] = +x
Equilibrio [HNO2] = 0,1-x
Equilibrio [H3O] = +x
Equilibrio [NO2] = +x
Se incorporan los datos a la ecuación Ka = x^2/(0,1-x) = 7,2x10^-4
produce una ecuación de segundo grado con dos valores para x: +8,13x10^-3 y -8,85x10^-3
la primera es la solución correcta porque no existen concentraciones negativas.
Sin embargo en la ecuación Ka = x^2/ 0,1-x , se puede simplificar a Ka= x^2/0,1
resolviendo x = 8,48x10^-3 y por lo tanto [H3O]=8,48x10^-3 es decir pH=2,07.

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