75 % 49 % 100 % 74 % 46 %. soluciones reguladoras ii clase 19 27 de abril de 2005 dra. marisa...
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Porcentajes de aprobación Segunda evaluación de aprovechamiento
Abril de 2005
75 % 49 % 100 % 74 % 46 %
Soluciones reguladoras IIClase 19
27 de Abril de 2005
Dra. Marisa Repetto
Cátedra de Química General e Inorgánica
Ecuación de Henderson-Hasselbach
Utilizando el concepto de ácido y base conjugada de Bronsted
Acido: sustancia que puede donar un protón
Base conjugada: sustancia que puede aceptar un protón
HA (ac) A- (ac) + H+ (ac)Ácidode Bronsted
Base conjugada de Bronsted
protón
Par conjugado
CH3-COOH (ac) CH3-COO- (ac) + H+ (ac)Ácidode Bronsted
Base conjugada de Bronsted
protón
NH4 + (ac) NH3 (ac) + H+ (ac)
Ácidode Bronsted
Base conjugada de Bronsted
protón
H2O + H2O H3O + + OH -
Ácidode Bronsted
Ácidoconjugadode Bronsted
Base conjugada
Base conjugada
de Bronsted
HA (ac) A- (ac) + H+ (ac)Ácidode Bronsted
Base conjugada de Bronsted
protón
Ka =
[H+] [A-]
[HA]
[H+] =Ka [HA]
[A-]
Aplicando logaritmos, separando Ka y multiplicando por –1
[A-]- log [H+] = - log Ka – log [HA]
pH = pKa + log [A-][HA]
pH = pK + log [base conjugada]
[Acido de Bronsted]
[Ac-]pH = pK + log
[AH]
Para el HAc/NaAc
Para el NH4+/NH3 [NH3]pH = pK + log
[NH4+]
Para el H2PO4-/ HPO4
2- [HPO42-]
pH = pK + log
[H2PO4-]
Curvas de titulación
Titulación: determinación de la concentración de una solución utilizando otra solución de concentración conocida.
Solución estándar
Que sufra una reacción estequiométrica con la solución que se quiere titular
Curvas de titulación
Punto de equivalenciaPunto de equivalencia: reaccionan cantidades estequiométricamente equivalentes de ácido y de base
IndicadoresIndicadores
Punto final : Punto final : cambio de color del indicadorcambio de color del indicador
Titulación
Curvas de titulación
1) Ácido fuerte con una base fuerte1) Ácido fuerte con una base fuerte
2) Ácido débil con una base fuerte2) Ácido débil con una base fuerte
3) Base débil con una ácido fuerte3) Base débil con una ácido fuerte
4) Ácido poliprótico con una base fuerte4) Ácido poliprótico con una base fuerte
Curvas de titulación de ácido fuerte Curvas de titulación de ácido fuerte con una base fuertecon una base fuerte
Curvas de titulación de Ácido fuerte Curvas de titulación de Ácido fuerte con una base fuertecon una base fuerte
Curvas de titulación de Ácido fuerte Curvas de titulación de Ácido fuerte con una base fuertecon una base fuerte
Punto de equivalencia
Volumen de NaOH (mL)
pH
Volumen de NaOH agregado (mL)
pH inicial: dado por la concentración inicial del ácido.
pH antes de la neutralización: depende de la concentración de ácido que no fue neutralizado por la base.
pH en el punto de equivalencia: depende de solución salina resultante 7.00
pH después del punto de equivalencia: depende de la concentración de la base en exceso en la solución.
pH = - log[HCl]
Cálculo del pH inicial:Cálculo del pH inicial:
pH = - log[0,1]
pH = 1,00
Cálculo del pH antes del punto de equivalencia:Cálculo del pH antes del punto de equivalencia:
n de moles iniciales ácido:
n de moles base agregados:1 L 0,1 moles OH-
0,01 L x = 1 . 10 –3 moles OH-
1 L 0,1 moles H+
0,05 L x = 5 . 10 –3 moles H+
(5 . 10 –3 moles H+ - 1 . 10 –3 moles OH- = 4 . 10–3 moles H+
Volumen final= 60 mL
[H +] = 4 . 10–3 moles H+ / 0,060 L = 0,067 M
pH = 1,17
Punto de equivalenciaPunto de equivalencia
Número de moles de ácido = número de moles de base
Indicador seleccionado
•Fenolftaleína: pH 8,30 a 10,00
•Rojo de metilo: pH 4,20 a 6,30
Ácido: rojoBásico: amarillo
Ácido: incoloroBásico: rosa fucsia
Curvas de titulación Curvas de titulación Viraje de indicadoresViraje de indicadores
Fenolftaleina
Rojo de metilo
Volumen de NaOH agregado (mL)
Curvas de titulación de ácido débil con una Curvas de titulación de ácido débil con una base fuertebase fuerte
Curvas de titulación de ácido fuerte Curvas de titulación de ácido fuerte con una base fuertecon una base fuerte
Punto de equivalenciaPunto final
Indicadores
Hin (ac) + H2O (l) H3O + (ac) + In – (ac)
Kin = [H3O+ ] [In – ] [HIn]
En el punto final: pH = pKa
Curvas de titulación de ácido débil con una Curvas de titulación de ácido débil con una base fuertebase fuerte
Curvas de titulación de ácido débil con una Curvas de titulación de ácido débil con una base fuertebase fuerte
Volumen de NaOH (mL)
pH
Punto de equivalencia
Volumen de NaOH agregado (mL)
Curvas de titulación de ácido débil Curvas de titulación de ácido débil con una base fuertecon una base fuerte
HC2H3O2 (ac) + OH- (ac) C2H3O2 – (ac) + H2O (l)
dado por la disociación del ácido débilpH inicial:pH inicial:
0,20 moles 0,10 moles 0,10 moles
quedan 0,10 moles de ácido sin reaccionarquedan 0,10 moles de ácido sin reaccionar
HC2H3O2 + OH- C2H3O2 – (ac) + H2O (l)
antes de laneutralización
cambio
después de laneutralización
0,2 mol
0,1 mol
- 0,1 mol
0,1 mol
- 0,1 mol
0 mol
0 mol
+ 0,1 mol
0,1 mol
pH antes de la neutralización: depende de la constante de disociación del ácido débil.
pH = pKa
Buffer con capacidad reguladora máxima
Curvas de titulación de ácido débil con unaCurvas de titulación de ácido débil con una
base fuertebase fuerte
1) La solución de ácido débil tiene un pH inicial más alto que una solución de ácido fuerte de lamisma concentración.
2) El pH aumenta rápidamente en la parte inicial de la curva, pero con más lentitud cerca del puntode equivalencia.
3) Antes del punto de equivalencia, la neutralización produce una mezcla de ácido débil y su sal (buffer).
4) El pH en el punto de equivalencia no es 7,00. Depende de la solución salina resultante. Sólo contiene sal.
5) Después del punto de equivalencia el pH depende de la concentración de base en exceso.
Indicador adecuado: fenolftaleína
Cambio de color en el punto de equivalencia
Curvas de titulación de base dCurvas de titulación de base débil bil
con un ácido fuertecon un ácido fuerte
Curvas de titulación de base dCurvas de titulación de base débilbil
con un ácido fuertecon un ácido fuerte
Volumen de HCl agregado (mL)
Volumen de
HCl (mL) pH
Punto de equivalencia
Curvas de titulación de una base débil con Curvas de titulación de una base débil con
un ácido fuerteun ácido fuerte
Curvas de titulación de un ácido débil Curvas de titulación de un ácido débil poliprótico con una base fuertepoliprótico con una base fuerte
H2CO3 (ac) HCO3 – (ac) + H+ (ac)
HCO3 – (ac) CO3 2– (ac) + H+ (ac)
[H2CO3] >> [HCO3 – ] >> [CO3 2– ]
La neutralización se lleva a cabo en dos etapas
Hay dos puntos de equivalencia
H+ (ac) + OH – (ac) H2O (l)
Curvas de titulación de un ácido débil Curvas de titulación de un ácido débil
poliprótico con una base fuertepoliprótico con una base fuerte
Volumen (mL)
BIBLIOGRAFÍA
• Atkins P.W, Jones L. Química . 3ra edición. Ed Omega. 1999.
• Chang R. Química. 6ta edición. Ed Mc. Graw Hill. 1999.
• Whitten K.W.; Davis R.E.; Peck M.L. Química General . 5ta edición. Ed. Mc. Graw Hill. 1998.
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