CIDOS Y BASES CARACTERSTICAS GENERALES CIDOS: Los cidos tienen las caractersticas generales siguientes: A)Poseen sabor agrio como el limn, vinagre, etc. B)Reaccionanconlosmetalesactivos(metalesalcalinos,metales alcalino trreos, Fe, Ni, Zn, etc.) liberando hidrgeno gaseoso. Metal activo + cido sal + hidrgeno C)Descomponen a los carbonatos y bicarbonatos, liberando CO2(g). D)Reaccionanconlasbasesparaformarsalesyagua,medianteuna reaccin de neutralizacin. E)Tiendecolorrojotantoalpapeltornasolcomoalanaranjadode metilo. BASES: La bases presentan las caractersticas generales siguientes: A)Poseen sabor amargo como el t, jabn, etc. B)Al tacto son de consistencia jabonosa. C)Neutralizan a los cidos. D)Tiendecolorazulalpapeltornasolyconunacoloracinrojo grosella a la fenolftalena. INDICADORESCOLORIMTRICOSCIDO-BASE:Sonsustanciasdeorigen generalmenteorgnico,quesecaracterizanporadoptarunacoloracin especfica al tener contacto con un cido y otra al tener contacto con una base.Sonmuchoslosindicadoresusadosparaelreconocimientode cidos y bases, siendo los ms importantes el tornasol y la fenolftalena. IndicadorMedio cidoMedio bsico TornasolRojoAzul FenolftalenaIncoloroRojo grosella Anaranjado de metilorojoamarillo TEORAS CIDO-BASE

TEORA DE SVANTE ARRHENIUS: Un cido es toda sustancia que disuelta enaguaseionizaliberandoioneshidrgenooprotones(H+)yunabase aquella sustancia que al disolverse en agua libera ioneshidroxilo (OH-). Ejemplos: cido de Arrhenius : HNO3(ac) H+(ac) + NO3- ac) cido de Arrhenius : H2SO4(ac) 2H+(ac) + SO42-ac) Base de Arrhenius : KOH(ac) K+(ac) + OH-(ac) Base de Arrhenius : Ca(OH)2(ac) Ca+2(ac) + 2OH-(ac) SegnS.Arrheniuslareaccindeneutralizacinocurredelasiguiente forma: H+(ac) + OH-(ac) H2O(l) TEORADEBRNSTED-LOWRY:cidoeslaespeciequedonaunprotn (H+) y base la especie que acepta dicho protn. Por ejemplo: Otro ejemplo: NtesequeelcidodeBronsted-Lowrygeneraunabaseconjugadayla base un cido conjugado. Elcidoysurespectivabaseconjugadaformanunparconjugado; ademslabaseysurespectivocidoconjugadoformanotropar conjugado. Lasespeciesqueformanunparconjugadosediferencianporun hidrgeno en su frmula. TEORA DE G. N. LEWIS: cido es la especie acepta pares de electrones y baselaquedonaparesdeelectrones.LoscidosdeLewissontodoslos ionespositivos(cationes)ylasmolculascuyotomocentralno tieneel octetodeelectronescompleto(slohancompletadouncuartetooun sextetodeelectrones).PorotroladolasbasesdeLewisserntodoslos iones negativos (aniones) y aquellas especies cuyo tomo central dispone de pares no enlazantes (libres). Ejemplo: Son cidos de Lewis: Na+; Ca2+ ; Al3+ ; NH4+ ; BeCl2 ; AlCl3 ; etc. Son bases de Lewis: Cl-; S2-; N3- ; SO42- ; PO43- ; H2O ; NH3 ; etc. ANFTEROS,ANFOLITOSOANFIPRTICOS:Sonaquellassustanciasque bajociertascondicionespresentancarctercidoytambincarcter bsico.Porejemploelhidrxidodealuminiosecomportacomocidoy tambincomobasecomosemuestraenlassiguientesreacciones; entonces el hidrxido de aluminio es anftero. Al(OH)3ac) Al3+(ac) + OH-(ac) , (se comporta como base) Al(OH)3ac) 3H+(ac) + AlO33-ac) , (se comporta como cido) IONIZACINDELAGUA:Elaguaesunelectrolitomuydbilycomo resultadodesuionizacingeneraunasolucindecarcterneutro,pues sucomportamientopuedeserconsideradotantocidocomobase.Hay quetenerencuentaqueestadisociacinesendotrmica.La autoprotlisis del agua segn Brnsted-Lowry: H2O + H2O H3O++ OH- Segn Arrhenius: H2O H++ OH- Experimentalmentesehademostradoqueelproductoinicodelagua Kw tiene un valor constante: Kw = [H+][OH-] = 1.10-14 Finalmenteelaguatienelamismaconcentracinmolarparasusiones hidronio y iones oxidrilo. [H+] = [OH-] = 1.10-7 mol/L POTENCIALDEHIDRGENO:Llamadotambinpotencialde concentracindelinhidrgeno(pH).Fuesugeridoporprimeravezpor Soren Srensen en 1909 con la finalidad de evitar el uso de exponenciales ypotenciasnegativasalexpresarlaconcentracindelinhidrgenoen soluciones muy diluidas [H+] < 1M. ElpHesellogaritmodelarecprocadelaconcentracinmolardelos iones hidronio. 1pH = log+H ( ( Lo que es lo mismo: pH = -log [H+] Ejemplo: Enunasolucinacuosasusioneshidroniotienenunaconcentracin molar de 0,0001 mol/L. Determine su pH. RESOLUCIN: [H+] = 0,0001 mol/L = 10-4 mol/L pH = -log [H+] pH = -log 10-4 pH = -(-4)log 10 pH = 4(1) pH = 4 Paracalcularlaconcentracindelosioneshidronioaplicamosel respectivo antilogaritmo: [H+] = 1.10-pH Ejemplo: Determina la concentracin de los iones hidronio en una solucin acuosa de pH igual a 7. RESOLUCIN: pH = 7 [H+] = 1.10-pH [H+] = 1.10-7 [H+] = 0,0000001 mol/L POTENCIALDEOXIDRILO:Enformaanloga,sedefineelpotencialde oxidrilo. El pOH es el logaritmo de la recproca de la concentracin molar de los iones oxidrilo. O tambin: pOH = -log [OH-] As mismo para calcular la concentracin de los iones oxidrilo calculamos el antilogaritmo: [OH-] = 1.10-pOH Ejemplo: CalcularelpOHdeunasolucinacuosasilaconcentracindesusiones oxidrilo es 0,001 mol/L. RESOLUCIN: [OH-] = 0,001 mol/L = 10-3mol/L pOH = -log [OH-] pOH = -log 10-3 pOH = -(-3)log 10 pOH = 3(1) pOH = 3 Ejemplo: Hallar la concentracin molar de los iones oxidrilo en una solucin acuosa de pOH igual a 12. RESOLUCIN: pOH = 12 [OH-] = 1.10-pOH [OH-] = 1.10-12 [OH-] = 0,000 000 000 001 mol/L RELACIN ENTRE pH Y pOH: A una temperatura de 25 C, se cumple que: pH + pOH = 14 ESCALADEpH:Lassolucionesacuosas,porsupH,sepuedenclasificar como: SOLUCIONES CIDAS : pH < 7 SOLUIONES NEUTRAS : pH = 7 SOLUCIONES BSICAS : pH > 7 pH de algunos fluidos comunes MUESTRAVALOR DE pH Jugo gstrico en el estmago1,0 2,0Jugo de limn2,4 Vinagre3,0 Jugo de naranja3,5 Leche6,5 Agua pura7,0 Sangre7,35 7,45 Lgrima7,4 Leche de magnesia10,6 PROBLEMAS RESUELTOS 01. (U.N.M.S.M.-2004-II)Calcular el pH de una solucin cuyo pOH es 4,5. A) 8,5B) 10,5 C) 9,5 D) 7,5 E) 12,5 RESOLUCIN: pOH =4,5; pH = ? Se sabe que pH + pOH = 14; entonces: pH + 4,5 = 14 pH = 9,5 Rpta. C 02. (U.N.M.S.M.-2009-I)CuleselpHdeunasolucindeNaOHque contiene 40 g de NaOH por litro de solucin? A) 8B) 6C) 7D) 9E) 12 RESOLUCIN: i)Primero calculamos la masa molecular (peso frmula) del NaOH: = M 23+16+1 = 40 ii)A continuacin hallamos el nmero de moles de NaOH: nsto = m/M nsto = 40.10-6/40 = 10-6 mol iii)Luego hallamos la molaridad de la solucin: M = nsto/Vsol M = 10-6 mol/1 L M = 10-6 mol/L iv)Como vemos la disociacin del NaOH es: NaOH(ac) Na+(ac) + OH-(ac) Laconcentracindelosionesoxidriloeslamismaconcentracindel NaOH acuoso. [OH-] = 10-6 mol/L v)Entonces el se halla el pOH: pOH = -log [OH-] pOH = -log 10-6 pOH = -(-6)log 10 pOH = 6(1) pOH = 6 vi)Finalmente: pH + pOH = 14 pH + 6 = 14 pH = 8 Rpta. A 03. (U.N.C.-2008-I)DetermineelpHdeunadisolucindeNaOH,de concentracin 0,0001M. A) 14B) 8 C) 12 D) 10 E) 6 RESOLUCIN: [OH-] = 10-4 mol/L Entonces se halla el pOH: pOH = -log [OH-] pOH = -log 10-4 pOH = -(-4)log 10 pOH = 4(1) pOH = 4 Finalmente: pH + pOH = 14 pH + 4 = 14 pH = 10 Rpta. D 04. (U.N.I.-2001-I)IndiqueloscidosdeBrnsted-Lowrypresentesenel equilibrio siguiente: ) l ( 2 ) ac ( 4O H NH ++ ++) ac ( 3 ) g ( 3O H NH A) slo +) ac ( 3O H B) slo +) ac ( 4NH C) + +) ac ( 4 ) ac ( 3NH y O H D) slo H2OE) ) g ( 3 ) l ( 2NH y O H RESOLUCIN: Como vemos el in amonio NH4+(ac) dona el protn al agua por lo tanto se cumple. Rpta. C 05. (U.N.I.-2005-II)CalculeelpHdeunasolucinacuosadehidrxidode calcio, Ca(OH)2 0,05 M, a 25 C. A) 1B) 5C) 9D) 11E) 13 RESOLUCIN: i)Ca(OH)2,M = 0,05 mol/Lii)Como vemos la disociacin del Ca(OH)2 es: Ca(OH)2 ac) Ca+2(ac) + 2OH-(ac) La concentracin de los iones oxidrilo es el doble de la concentracin del Ca(OH)2 ac). [OH-] = 2(0,05 mol/L) = 0,1 mol/L iii)Entonces el se halla el pOH: pOH = -log [OH-] pOH = -log 0,1 = -log 10-1 = pOH = -(-1)log 10 pOH = 1(1) pOH = 1 iv)Finalmente: pH + pOH = 14 pH + 1 = 14 pH = 13 Rpta. E PRCTICA 1.Dadas las proposiciones, respecto a los cidos y bases, indique si son verdaderas (V) o falsas (F). I.Los cidos tienen sabor agrio como el vinagre. II.Las bases tien de color grosella al papel tornasol. III.Las bases neutralizan a los cidos. A) FFFB) FVF C) VFVD) VVF E)VVV 2.Indique un cido de Arrhenius. A) KOHB) NaCl C) H2O2D) H2SO4 E) Ca(OH)2 3.Indique la proposicin incorrecta: A)Los cidos tien de color rojo al papel tornasol. B)Los cidos tien de color rojo al anaranjado de metilo. C)SegnArrheniuslasbasesliberanioneshidronioaldisolverseen agua. D)El agua es una base de Lewis. E)El OH- es una base de Lewis. 4.Para una solucin cida se cumple: A) pH = 7 B) pH < 7 C) pH > 7D) pH = 14 E) pH < 14 5.El agua tiene pura tiene: A) pH > 7 B) pH < 7 C) pH = 8,5D) pH = 7 E) pH < 14 6.Respectoalpotencialdehidrgeno,indiquela(s)afirmacin(es)que es(son) correcta(s): I.En toda solucin la suma del pH y el pOH es 10-14. II.En toda solucin acuosa se cumple que [H+][OH-] = 1.10-14. III.La lluvia cida tiene pH > 7. A) Slo I B) Slo II C) Slo IIID) I y II E) II y III 7.Unasolucinacuosatieneunaconcentracinde0,00000001mol/L para sus iones hidronio. Calcular su pH y su pOH. A) 6 ; 8 B) 7 ; 7C) 8 ; 6 D)9 ; 5 E) 5 ; 9 8.En las siguientes reacciones, el agua se comporta como : I. + -2 3H O+HCl H O +ClII. - +3 2 3 3CH COOH+H O CH OO +H O III. + -3 2 4NH +H ONH +OH A)cido, cido, base. B)Base, cido, base. C)cido, base, base. D)Base, base, cido. E)Base, cido, cido. 9.Cuntas alternativas se cumplen en una solucin cida? I.pH < 7II.[OH] 10-7IV. pH + pOH = 14 A) Slo I B) I y III C) I, II, III D) I y IVE) Todas 10. Enculdelossiguientesconjuntosunaespecienoesconsiderado como cido de Lewis. A)Na+ ; Al3+ ; BeCl2; AlCl3 B)Ca2+; NH4+; BeCl2; AlCl3 C)K+ ;S2-; PH4+; BH3 D)Li+ ; Ca2+; Fe3+; Cu+ E)Mg2+ ; Ca2+ ; Al3+ ; Pb4+

11. En cul de los siguientes conjuntos se tienen slo baes de Lewis. A)Cl- ; S2-; N3-; SO42- B) Cl- ;N3-;HPO42- ; H2OC)S2- ; N3- ; PO43- ; NH3 D) Br- ; SO32-;H2S ; PH3 E) F- ; Se2-; PH41+; BH3 12. Correlacione : I.Teora de ArrheniusII.Teora de Brnsted Lowry 1.cido : libera iones hidrgenos (H+) 2.Base : libera iones OH- 3.Base : sustancia que puede aceptar un protn 4.cido : sustancia que puede donar un protn (H+) A)I1, II3, I4, II2 B) I3, II1, I2, II4 C)I1, II4, I3, II2 D) I1, II3, I2, II4 E)I3, II1, I4, II2 13. Identifique los pares conjugados para la siguiente reaccin : + -2 3MgOH +NH MgO+NH A)NH3 y MgOH+ ; MgO y NH2- B)MgOH+ y MgO ; NH2- y NH3 C)MgOH+ y NH3;NH2- y MgO D) MgOH+ y NH2- ; NH3 y MgO E)NH2- y MgO ;NH3 y MgOH+ 14. DetermineelpHdeunasolucinacuosasisusioneshidroniotienen una concentracin de 0,002 mol/L. Dato : log 2 = 0,30. A) 2,70 B) 1,70 C) 3,30D) 12,70 E) 12,30 15. CalculeelpHdeunasolucinacuosasisusionesoxidrilotienenuna concentracin de 0,000 003 mol/L. Dato : log 3 = 0,48. A) 5,48 B) 4,48 C) 5,52 D) 4,52E) 0,52 16. 125gdeclorurodesodiosedisuelvenen800mLdeaguapura, entonces la solucin acuosa tiene un pH igual a:

A) 7,4 B) 4,3C) 10,6 D) 9.1E) 7,0 AUTOEVALUACIN 1.Dadaslasproposiciones,respectoaloscidosybases,indiquesies verdadera (V) o falsa (F). I.Las bases tienen sabor amargo como el jabn. II.Las bases tien de color azul al papel tornasol. III.Los cidos neutralizan a las bases. A) FFF B) FVFC) VFVD) VVF E)VVV 2.Indique un cido de Arrhenius. A) HI(ac)B) KCl(ac) C) K2O D) Ni(OH)3(ac) E) CuSO4(ac) 3.Indique la proposicin incorrecta: A)Los cidos tien de color rojo al anaranjado de metilo. B)Las bases tien de color grosella al papel tornasol. C)SegnLewis,loscidossonespeciescapacesdeaceptar electrones libres. D)SegnLewis,lasbasessonespeciescapacesdedonarelectrones libres. E)Los anfteros se comportan como cidos y tambin como bases. 4.Para una solucin cida se cumple: A) pH = 7 B) pH < 7 C) pH > 7D) pH = 14 E) pH < 14 5.El agua tiene pura tiene: A) pH > 7 B) pH < 7 C) pH = 8,5D) pH = 7 E) pH < 14 6.CulesuncidoconjugadodeBrnsted-Lowryenlasiguiente reaccin? + -2 3 3 3H CO +HCl H CO +Cl A) HClB) H+ C) H3CO3+

D) H2CO3E) Cl- 7.Indicar verdadero (V) o falso (F) segn corresponda: I.Si pH > 7; la solucin es cida. II.Si PH = pOH, la solucin es neutra. III.Si [H+] = 0,001, pH = 3 IV.Si [OH-] = 0,1, pH = 1 A) VVFF B) VVVV C) FVVF D) VFVV E) FFFF 8.HallarElpOHdeunasolucinsisusioneshidroniotienenuna concentracin de 0,000 01 mol/L. A) 5B) 6C) 7D) 8E) 9 9.respecto a la reaccin: Marque la proposicin correcta. A)El Cu+2 es cido de Arrhenius. B)El NH3 es cido de Lewis. C)El NH3 es base de Lewis. D)El Cu+2 es base de Brnsted-Lowry. E)No se puede predecir nada. 10. UnamuestradesalivahumanatieneunpHde6,0.Culesla concentracin molar de los iones hidronio H+? A) 6,0 x 10-8 B) 1,0 x 10-11C) 6,0 x 10-1

D) 1,0 x 10-6 E) 10 x 10-11 ingenio helicoidal 11. UnamuestradeorinahumanatieneunpOHde7,5.Culesla concentracin molar de los iones hidronio H+? A) 3,16 x 10-8 B) 3,16 x 10-11C) 3,16 x 10-8

D) 3,16 x 10-6 E) 3,16x 10-7

12. Respectoalareaccinquesemuestraacontinuacin,indiquels proposiciones correctas: + -6 5 2 2 6 5 3C H NH +H O C H NH +OH

I.El agua es un cido de Brnsted-Lowry. II.La anilina es un a base de Brnsted-Lowry. III.El C6H5NH3+ es un cido conjugado de Brnsted-Lowry. IV.El OH- es una base conjugada de Brnsted-Lowry. A) Slo IB) Slo IIC) Slo IIID) II y III E) Todas TAREA 1.Dadaslasproposiciones,respectoaloscidosybases,indiquesies verdadera (V) o falsa (F). I.Loscidossepuedenreconocerinmediatamenteconla fenolftalena.. II.Unasolucindeclorurodesodiopintadecolorgrosellaala fenolftalena. III.La fenolftalena se utiliza para reconocer soluciones bsicas.. A) FFF B) FVFC) FFV D) VVFE)VVV 2.Identifique una base de Arrhenius:

A) Mg(OH)2 B) HCl C) HNO3 D) NaCl E) ZnS 3.Indique la proposicin incorrecta: A)Las soluciones alcalinas o bsicas tienen un pH superior a 7. B)Loscidosdebrnsted-Lowrysonespeciesqueaceptanun protn. C)El agua pura tiene pH igual a 7. D)El agua pura tiene pOH igual a 7. E)La lluvia ida tiene un pH inferior a 7. 4.Dada la reaccin, identifique la base conjugada de Brnsted-Lowry. H2O + H3PO4 H3O+ + H2PO4-1 A) H2O B) H3PO4C) H3O+ D) H2PO4-1 E) HPO4-2 5.Calcule el pH de una solucin acuosa si sus iones hidronio tienen una concentracin de 0,0001 mol/L. A) 1B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 6.DetermineelpHdeunasolucinacuosasisusionesoxidrilotienen una concentracin de 0,000 001 mol/L. A) 14B) 6 C) 5 D) 8 E) 9 7.Sedisuelven400gdesulfatodecobreCuSO4(P.F.=159,5)enagua hasta completar un volumen de 5 L. Determine su pH. A) 0 B) 1 C) 5 D) 6 E) 7 8.En la reaccin qumica: C6H5OH+ NH3 NH4++C6H5O-1 I.ElC6H5OH es el cido de Brnsted-Lowry. II.ElNH3 es la base onjugada de Brnsted-Lowry. III.ElC6H5O-1 es el cido conjugado de Brnsted-Lowry. Son correctas: A) Slo I B) Slo II C) Slo IIID) I y IIIE) I, II y III 9.Seale las proposiciones correctas, respecto al agua a 25C. I.pH = pOH = 7 II.[H+][OH-] = 1,0 x 10-14 III.[H+] = [OH-] = 1,0 x 10-7 A) Slo I B) Slo IIC) Slo III D) I y IIE) I, II y III 10.Respectoalasteorassobrecidos,marquelasproposicionescorrectas. I.LoscidosdeArrheniussonsustanciasqueensolucinacuosa liberan iones oxidrilo. II.Los cidos de Brnsted-Lowry son las especies capaces de aceptar un protn. III.LoscidosdeLewissonaquellasespeciesqueaceptanparesde electrones libres. A) Slo I B) Slo IIC) Slo IIID) I y IIE) I, II y III