equilibrio químico [modo de compatibilidad]
Post on 07-Jan-2016
220 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
-
1
-
21. Los cidos las bases y las sales disueltos en un disolvente adecuado(agua), estn disociados en unidades llamadas iones
Los cidos originan iones H+ Las bases originan iones OH- Las sales dan iones positivos distintos de los H+ y negativos distintos
de los OH-
2. Los iones estn cargados elctricamente y sus disoluciones conducenla corriente elctrica (electrolito)
Los iones que en la electrlisis emigran hacia el nodo (electrodopositivo) estn cargados negativamente y se llaman aniones
Los iones que en la electrlisis emigran hacia el ctodo (electrodonegativo) estn cargados positivamente y se llaman cationes
3. La ionizacin es un proceso que obedece a un equilibrio reversible,implcito en el trmino disociado
-
34. Los diferentes iones varan ampliamente en cuanto a su grado oextensin de la ionizacin
5. El grado de ionizacin aumenta si se diluye la solucin, todos los ionesse consideran completamente ionizados a dilucin infinita
6. Cada ion tiene propiedades fsicas y qumicas propias
-
4TEORA DE ARRHENIUS
Es til para la interpretacin de los equilibrios de los iones en solucin
XY X+ + Y-
ACIDO : es una sustancia que origina iones H+ BASE : es una sustancia que origina iones OH-
HCl H+ + Cl- ( ACIDO DE ARRHENIUS)
NaOH Na+ + OH- (BASE DE ARRHENIUS)
-
5TEORA DE BRONSTED - LOWRY
ACIDO : es un donador de protones BASE : es un receptor de protones
Por lo tanto una reaccin CIDO BASE consiste en una transferencia deun protn desde un cido a una base, con formacin de un nuevo cidoy de una nueva base
Ejemplos : Sistema acuoso (disolvente agua)
Acido 1 + Base 1 Acido 2 + Base 2
H2O + H2O H3O+ + OH-
HCl + H2O H3O+ + Cl-
HAc + H2O H3O+ + Ac-
-
6TEORA DE BRONSTED - LOWRY
Ejemplos : Sistema acuoso (disolvente agua)
Acido1 + Base1 Acido2 + Base2
H2O + NH3 NH4+ + OH-
NH4+ + H2O H3O+ + NH3
HCO3- + H2O H3O+ + CO3=
H3O+ + HCO3- H2CO3 + H2O
Los pares Acido1 - Base2 o Base1-Acido2 se denominan conjugado
-
7TEORA DE LEWIS
BASE : es una sustancia que tiene un par de electrones no compartidoque puede ceder
ACIDO: es toda sustancia que puede aceptar un par de electrones
Por lo tanto una reaccin CIDO BASE consiste en una donacin de unpar de electrones que un tomo hace a otro, el producto de la reaccinse llama aducto
En sta teora:
Los cidos: son iones positivos o molculas que contienen un octeto deelectrones incompleto
Las bases: son iones negativos o molculas que contienen uno o dospares de electrones sin compartir
-
8TEORA DE LEWIS
ESTRUCTURA DE LEWIS: Explica la estructura de las molculas y facilitael estudio de un enlace, es un sistema de notacin de puntos pararepresentar los electrones de valencia
Ejemplo: Para un tomo libre: nitrgeno
N z= 7 1s2 2s2 2p3 5 electrones de valencia
Aplicando la regla de Hund: que dice que los electrones se distribuyenen un subnivel de manera tal que presenten el mayor nmero deelectrones desapareados
2s2 2px1 2py1 2pz1
-
9TEORA DE LEWIS
ESTRUCTURA DE LEWIS
Por lo tanto la estructura de Lewis para el nitrgeno ser:
... N ..
REGLA DEL OCTETO : Cuando se forma un enlace qumico, lostomos reciben , ceden o comparten electrones enlazantes demodo que el ltimo nivel de energa de cada tomo contenga 8electrones y as adquiera la configuracin electrnica del gasnoble ms cercano en la tabla peridica
-
10
TEORA DE LEWIS
ESTRUCTURA DE LEWIS
Qu hacen los tomos para cumplir la regla del octeto?
Los metlicos ceden electrones
ej. Mg (z=12)
Los no metlicos ganan electronesej. O (z=8)
tomo de magnesio
12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2 Mg ::::
ion de magnesio
12Mg+2 1s2 2s2 2p6 [ Mg] +2
gas noble ms cercano........
10Ne 1s2 2s2 2p6 : Ne ::::
........
tomo de oxgeno..
8O 1s2 2s2 2p4 : O ::::
........ion de oxgeno
..
8O2- 1s2 2s2 2p6 [ :O:] -2
........
gas noble ms cercano........
10Ne 1s2 2s2 2p6 : Ne ::::
........
-
11
TEORA DE LEWIS
ESTRUCTURA DE LEWIS
Qu hacen los tomos para cumplir la regla del octeto?
Los metlicos ceden electrones
ej. Na (z=11)
Los no metlicos ganan electronesej. F (z=9)
tomo de sodiotomo de sodiotomo de sodiotomo de sodio
11Na 1s2 2s2 2p6 3s1 Na*
ion de sodioion de sodioion de sodioion de sodio
11Na+ 1s2 2s2 2p6 [ Na] +
gas noble ms cercanogas noble ms cercanogas noble ms cercanogas noble ms cercano........
10Ne 1s2 2s2 2p6 : Ne ::::
........
tomo de Flortomo de Flortomo de Flortomo de Flor..
9F 1s2 2s2 2p5 : F ::::
....ion de florion de florion de florion de flor
..
9F- 1s2 2s2 2p6 [ :F:] -
..
gas noble ms cercanogas noble ms cercanogas noble ms cercanogas noble ms cercano........
10Ne 1s2 2s2 2p6 : Ne ::::
........
-
12
TEORA DE LEWIS
ESTRUCTURA DE LEWIS
RESUMIENDO:
Los tomos se unen a travs de un enlace qumico para lograr unamayor estabilidad
Los electrones involucrados en la formacin de un enlace qumico sonlos del ltimo nivel de energa, llamados electrones de valencia
La estructura de Lewis se utiliza para representar los electrones devalencia de un elemento
Los iones que tienen la misma configuracin electrnica se llamaniones isoelectrnicos EJ. F- , Na+
-
13
TEORA DE LEWIS
Ejemplos:
Acido + Base Aducto.. ..
H+ + [ : F : ] - H: F :.. ..
H H.. ..
H+ + : O : H [ H: O :H]+.. ..
H H.. ..
H+ + : N : H [ H: N :H] +.. ..
H H
-
14
ENLACE INICO
En determinadas condiciones, los tomos pueden ganar o perder uno oms de sus electrones de valencia, formando iones.
un ion: es un tomo o un grupo de tomos que tiene carga elctricapositiva o negativa
El enlace inico es la fuerza de atraccin que se establece entre ionespositivos y negativos; se produce por la transferencia de electrones deun tomo a otro
Ejemplo:
.. ..Na. + . Cl : Na+ [: Cl :] -
.. ..
-
15
ENLACE COVALENTE
La unin entre tomos no slo ocurre por transferencia de electrones,como es la formacin del enlace inico. Hay compuestos en los que launin es positiva gracias a que los tomos comparten uno o mselectrones de valencia
El enlace covalente es la fuerza de atraccin que se establece entretomos no metlicos de igual o diferente electronegatividad, cuandocomparten sus electrones de valencia para formar molculas
Cmo se forma un enlace covalente?
Entre tomos iguales. En la molcula del flor (z=9), los tomoscomparten un par de electrones; cada tomo comparte un electrn
La estructura de Lewis para representar el enlace es:.. ..
8e : F . . F : 8e.. ..
-
16
ENLACE COVALENTE
Al enlazarse, cada uno de los tomos de flor completa su octeto yalcanza la configuracin electrnica del gas noble nen (z=10).El par deelectrones compartidos se simboliza con una lnea
F F frmula estructuraF2 frmula molecular
Entre tomos diferentes. El agua (H2O), el dixido de carbono (CO2),el cido clorhdrico (HCl) y todos los compuestos de carbono, estnformados por tomos diferentes unidos a travs de enlaces covalentes
Dependiendo del nmero de pares de electrones que se comparten entredos tomos, el enlace que se comparte puede ser simple, doble, triple.
-
17
ENLACE COVALENTE
Enlace covalente simpleSe forma cuando dos tomos comparten solo un par de electrones.Es el caso del hidrgeno (H2) y el agua (H2O)
Enlace covalente dobleSe forma cuando dos tomos comparten dos pares de electrones. Es elcaso del oxgeno (O2) y el dixido de carbono (CO2)
Enlace covalente tripleSe forma cuando dos tomos comparten tres pares de electrones. Es elcaso del oxgeno (N2) y el etino (C2H2)
-
18
ENLACE METALICOLos tomos de los metales se mantienen unidos formando una redcristalina tridimensional, muy similar a la de los compuestos inicos
El enlace metlico es la fuerza de atraccin que se establece entre ungran nmero de iones positivos que se mantienen unidos por una nubede electrones
La red cristalina de un metal est compuesta por un nmero indefinidode iones positivos (cationes) que se encuentran rodeado por una nube deelectrones formada por los electrones de valencia de los tomosmetlicos. La deslocalizacin de estos electrones se traduce en una granfuerza de cohesin entre los tomos y es la responsable de gran parte delas propiedades de los metales:
Tienden a oxidarse, debido a la tendencia a ceder electronesconvirtindose en iones positivos
-
19
ENLACE METALICO
Son buenos conductores del calor y la electricidad, esto se debe aque los electrones externos tienen absoluta libertad de movimiento
Son tenaces, dctiles y maleables, ya que los iones de la red puedendesplazarse sin que haya repulsin de cargas de igual signo
Presentan brillo, debido a que la luz recibida es reflejada por loselectrones libres
La mayora de los metales son densos, duros y poseen elevadospuntos de fusin y ebullicin , debido a su modelo deempaquetamiento
-
EQUILIBRIOS ACIDO BASE EN DISOLUCIN ACUOSA
EL EQUILIBRIO DEL AGUA :pH
Segn el concepto de Bronsted Lowry de cidos y bases, un
cido es un donador de protn y una base un receptor de protn
En disolucin acuosa el propio disolvente es un cido y/o una base ,
sufriendo una autoionizacin o autoprotlisis:
H2O + H2O H3O+ + OH-
El agua es, por tanto, un disolvente anfiprtico
H3O+ : protn hidratado
20
-
EQUILIBRIOS ACIDO BASE EN DISOLUCIN ACUOSA
EL EQUILIBRIO DEL AGUA :pH
La ionizacin del agua se representa de forma simplificada por
H2O H+ + OH-
Como consecuencia de su escasa ionizacin, el agua presenta:
conductancia pequea (medible)
ciertas propiedades caractersticas de sus iones pero solo en
limitada extensin (debido a su baja concentracin inica)
21
-
EQUILIBRIOS ACIDO BASE EN DISOLUCIN ACUOSA
EL EQUILIBRIO DEL AGUA :pH
La constante de equilibrio o de ionizacin del agua tiene un valor
H2O H+ + OH-
Kion = [H+] [OH-] = 1.82 x 10 -16 (a 25 C)
[H2O]
En agua y en soluciones acuosas diluidas
[H2O]= 55,3 M ( constante a 25C)
Combinando sta con la de ionizacin del agua , se obtiene:
KH2O = [H+] [OH-] = 55,3(1.82 x 10 -16)= 1.01 x 10 -14 (Producto inico
del agua constante del agua)
22
-
EQUILIBRIOS ACIDO BASE EN DISOLUCIN ACUOSA
EL EQUILIBRIO DEL AGUA :pH
KH2O = [H+] [OH-] = 55,3(1.82 x 10 -16)= 1.01 x 10 -14 (*)
Esta relacin indica que en agua pura a 25C ,
[H+] = [OH-] = 1x 10 -7
EscalaEscalaEscalaEscala dededede pH
El pH se define como:
pH= log(1/ [H+] ) = -log [H+]
pOH= log(1/ [OH-] ) = -log [OH-]
(*) puede escribirse pKH2O = pH + pOH = 14,00
23
-
EQUILIBRIOS ACIDO BASE EN DISOLUCIN ACUOSA
EL EQUILIBRIO DEL AGUA :pH
Las siguientes afirmaciones resumen las relaciones anteriores:
En el agua y en disoluciones acuosas neutras (a 25C),
[H+]= [OH-] = 1.0 x 10 -7 , y pH= pOH = 7.00
En una solucin cida la concentracin del ion hidrgeno es mayor
que la de in hidroxilo, el pH< 7,00 y el pOH > 7.00
En una solucin alcalina la concentracin del ion hidroxilo es mayor
que la de in hidrgeno, el pOH< 7,00 y el pH > 7.00
Una variacin de 10 veces en la concentracin del in hidrgeno o
hidroxilo corresponde a una variacin de una unidad del pH o pOH,
(log10=1)
24
-
EQUILIBRIOS ACIDO BASE EN DISOLUCIN ACUOSA
Ejemplos:
1. En una disolucin [H+]= 5.0 x 10 -6
Calcular:
a. pH
b. pOH
c. [OH-]
2. La cerveza suele tener un pH de 4,7 cul es la concentracin de
in hidrgeno a la que corresponde ste valor?
3. Una solucin tiene una concentracin en ion hidrgeno de 2,89
M, cul es su pH?
25
-
EQUILIBRIOS ACIDO BASE EN DISOLUCIN ACUOSA
Ejemplo:
4. Cul es el pH de una solucin cuya concentracin en OH es
2,5 x 10 -3 M
26
-
EQUILIBRIOS ACIDO BASE EN DISOLUCIN ACUOSA
Ley de equilibrio qumico Ley de accin de masa
La velocidad de una reaccin qumica, es proporcional al producto
de las masas activas (concentracin) de la sustancias
reaccionantes
Para un sistema homogneo (misma fase por ej. solucin)
Pa una reaccin reversible
A + B C + D
Para cada temperatura
v1 = k1 [A] x [B]
Donde : k1 : coeficiente de velocidad, [] concentraciones molares (A ,B)
27
-
EQUILIBRIOS ACIDO BASE EN DISOLUCIN ACUOSA
Ley de equilibrio qumico Ley de accin de masa
A + B C + D
Anlogamente, la velocidad de la reaccin inversa est dada por:
v2 = k2 [C] x [D]
En el equilibrio, las velocidades de ambas reacciones, la directa y la
inversa son iguales
v1 = v2 o bien k1 [A] x [B]= k2 [C] x [D]
de donde: [C] x [D] = k1 = K (cte. de equilibrio a una temperatura dada)
[A] x [B] k2
28
-
EQUILIBRIOS ACIDO BASE EN DISOLUCIN ACUOSA
Ley de equilibrio qumico Ley de accin de masa
de donde: [C] x [D] = k1 = K (cte. de equilibrio a una temperatura dada)
[A] x [B] k2
Se debe tener presente, que la velocidad con que una reaccin
tiende al equilibrio, no depende de la constante de equilibrio.
La velocidad de una reaccin aumenta rpidamente con la
temperatura y es modificada por la presencia de ciertas sustancias
(catalizadores)
29
-
EQUILIBRIOS ACIDO BASE EN DISOLUCIN ACUOSA
IONIZACIN DE LOS CIDOS Y LAS BASES
Algunos electrlitos solubles manifiestan las propiedades de sus
iones en pequea extensin debido a que las concentraciones de
sus iones son pequeas (cido dbil)
Acido dbil
Ej. cido actico (C2H4O2)
Segn la teora clsica de Arrhenius, solamente una pequea
fraccin de HAc est ionizado
HAc H+ + Ac-
Ka = Kion = [H+] [Ac-] (cte. de ionizacin del cido)
[HAc]
30
-
EQUILIBRIOS ACIDO BASE EN DISOLUCIN ACUOSA
IONIZACIN DE LOS CIDOS Y LAS BASES
Segn la teora de Bronsted Lowry
HAc + H2O H3O+ + Ac-
donde la constante de equilibrio es:
Keq. = [H3O+] [Ac-] (cte. de equilibrio de la rx. cido base)
[H2O] [HAc]
Por lo que ambas expresiones resultan idnticas
Ka = [H+] [Ac-]
[HAc]
31
H+
-
EQUILIBRIOS ACIDO BASE EN DISOLUCIN ACUOSA
IONIZACIN DE LOS CIDOS Y LAS BASES
A partir del grado de ionizacin y de la concentracin analtica del
cido puede calcularse la cte. de ionizacin
Si M=conc. molar del soluto
x = la fraccin del soluto que est ionizada
[H+] = Mx
[Ac-] = Mx
[HAc]= M(1- x)
Por lo tanto:
Ka = [Mx] [Mx]= Mx2 (Ley de la dilucin de Ostwald)*
M[1 - x] 1- x(*) establece una relacin entre el grado de ionizacin y la concentracin (dilucin) del electrolito, es decir ,
el grado de ionizacin aumenta en la medida que se diluye la solucin
32
-
EQUILIBRIOS ACIDO BASE EN DISOLUCIN ACUOSA
IONIZACIN DE LOS CIDOS Y LAS BASES
Ejemplo: En disolucin 0,10 M el HAc est ionizado en un 1,34%
calcular la cte. de ionizacin Ka
Si M=conc. molar del soluto
x = la fraccin del soluto que est ionizada
[H+] = Mx
[Ac-] = Mx
[HAc]= M(1- x)
Por lo tanto:
Ka = [Mx] [Mx]= Mx2
M[1 - x] 1- x33
top related