PREPARACION PARA EL LABORATORIO 6

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1. ¿Dónde has escuchado el termino ácido – base? ¿Qué tipos de uso

común usan estos términos?

El termino BASE no se escucha mucho pero son frecuentemente y

utilizados en los productos de limpieza y el termino ÁCIDO se escucha

cuando se habla de metales ya que se utiliza para disolver estos metales.

a. Productos que utilizan ácido

Jugo de Limón Vinagre Limpiador Quita sarro Blanqueador casero (Clarasol) Aspirina (ácido acetilsalicílico) Productos que utilizan base

Bicarbonato de sodio Detergente en polvo Jabón para baño Sosa caustica Amoniaco para limpieza

2. ¿Cuáles son algunas de las propiedades de los ácidos y las bases?

a. Propiedades de los ácidos

Tienen sabor agrio como en el caso del ácido cítrico en la naranja y el limón.

Cambian el color del papel tornasol azul a rosa, el anaranjado de metilo de anaranjado a rojo y deja incolora a la fenolftaleína.

Son corrosivos. Producen quemaduras de la piel.

Son buenos conductores de electricidad en disoluciones acuosas.

Reaccionan con metales activos formando una sal e hidrógeno.

Reaccionan con bases para formar una sal más agua. Reaccionan con óxidos metálicos para formar una sal más

agua.b. Propiedades de las bases

Poseen un sabor amargo característico. Sus disoluciones conducen la corriente eléctrica. Cambian el papel tornasol rojo en azul. La mayoría son irritantes para la piel (cáusticos) ya que

disuelven la grasa cutánea. Son destructivos en distintos grados para los tejidos humanos. Los polvos, nieblas y vapores provocan irritación respiratoria, de piel, ojos, y lesiones del tabique de la nariz.

Tienen un tacto jabonoso. Son solubles en agua (sobre todo los hidróxidos). Reaccionan con ácidos formando sal y agua.

3. ¿Qué es pH y como se relacionan con los ácidos y las bases?

El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución, indica la

concentración de iones hidronio [H3O]+ presentes en determinadas

disoluciones.

La sigla significa ‘potencial hidrógeno. Este término fue acuñado por el

químico danés S. P. L. Sørensen (1868-1939), quien lo definió en 1909

como el opuesto del logaritmo en base 10 (o el logaritmo del inverso) de

la actividad de los iones hidrógeno. Esto es:

Desde entonces, el término "pH" se ha utilizado universalmente por lo

práctico que resulta para evitar el manejo de cifras largas y complejas. En

disoluciones diluidas, en lugar de utilizar la actividad del ion hidrógeno, se

le puede aproximar empleando la concentración molar del ion hidrógeno.

4. A nivel molecular ¿Qué hace que algo más ácido o menos ácido?

Por lo que es más ácido es por la tendencia para ionizarse, y otra es por

la fuerza en el enlace que tiene y la polaridad del enlace.

5. De la siguiente tabla ¿Qué significan los valores de conductividad?

Comente sobre el ácido clorhídrico, agua destilada y el hidróxido de

sodio.

0.1M HCl Agua destilada 0.1m NaOH

Probador de conductividad

luz Sin luz luz

Sensor de conductividad (uS/cm)

32 227 15 16 658

Los valores de la conductividad significa la capacidad que tiene las sustancia de conducir la corriente elctrica.

6. ¿Qué iones están involucrados en cada una de las soluciones medidas? ¿Cuál es la concentración de cada uno de los iones presentes?

0.1M HCl 0.1M NaOH

0.1M 36.5 HCl

XM 35.5 Cl

x = 0.0973 M

0.1M 36.5 HCl

XM 1 H

0.1M 40 NaOH

XM 23 Na

x = 0.0575 M

0.1M 40 NaOH

XM 17 OH

X = 0.00274 M X = 0.0425 M

7. ¿Cómo se definen los ácidos y las bases en términos de iones H+?

Un ácido es considerado tradicionalmente como cualquier compuesto químico que, cuando se disuelve en agua, produce una solución con una actividad de catión hidronio mayor que el agua pura, esto es, un pH menor que 7. Esto se aproxima a la definición moderna de Johannes Nicolaus Brønsted y Thomas Martin Lowry, quienes definieron independientemente un ácido como un compuesto que dona un catión hidrógeno (H+) a otro compuesto (denominado base). Algunos ejemplos comunes son el ácido acético (en el vinagre), el ácido clorhídrico (en el Salfumant y los jugos gástricos), el ácido acetilsalicílico (en la aspirina), o el ácido sulfúrico (usado en baterías de automóvil). Los sistemas ácido/base se diferencian de las reacciones redox en que, en estas últimas hay un cambio en el estado de oxidación. Los ácidos pueden existir en forma de sólidos, líquidos o gases, dependiendo de la temperatura y también pueden existir como sustancias puras o en solución.

Una base o álcali es cualquier sustancia que presente propiedades alcalinas. En primera aproximación (según Arrhenius) es cualquier sustancia que en disolución acuosa aporta iones OH− al medio. Un ejemplo claro es el hidróxido potásico, de fórmula KOH:

KOH → OH− + K+

Los conceptos de base y ácido son contrapuestos. Para medir la basicidad (o alcalinidad) de un medio acuoso se utiliza el concepto de pOH, que se complementa con el de pH, de forma tal que pH + pOH = pKw, (Kw en CNPT es igual a 10−14). Por este motivo, está generalizado el uso de pH tanto para ácidos como para bases.

8. ¿Qué sucede con las concentraciones de H3O+ cuando un ácido es

adicionado al agua? ¿Cuándo una base es adicionada al agua?

Cuando un ácido se disuelve en agua algunas de sus moléculas pueden disociarse dependiendo de la naturaleza del ácido. La fuerza de un ácido puede medirse por la fracción de sus moléculas que se ionizan.

9. Compare la concentración de los iones de H3O+ en los ácidos, bases y

soluciones neutras con sus valores de pH.

Disolución neutra: =7

Disolución ácida: <7

Disolución básica: >7

10.¿Por qué hay un concepto de pH si es simplemente la concentración de

iones de H3O+?

Porque se ha utilizado por lo práctico que resulta para evitar el manejo de

cifras largas y complejas. En disoluciones diluidas, en lugar de utilizar la

actividad del ion hidrógeno, se le puede aproximar empleando la concentración

molar del ion hidrógeno

11.¿En qué se diferencia una escala logarítmica de una escala lineal?

¿Cuándo se prefiere una escala logarítmica sobre una escala lineal? ¿Una

escala lineal o una escala logarítmica cubre un amplio rango de valores?

ESCALA LOGARÍTMICA ESCALA LINEAL

Una escala logarítmica es una escala

de medida que utiliza el logaritmo de

una cantidad física en lugar de la

propia cantidad.

La escala lineal puede ser adecuada en

casos donde los componentes tienen

todos casi el mismo tamaño, pero en el

caso de vibración de maquinaria, las

Un ejemplo sencillo de escala

logarítmica muestra divisiones

igualmente espaciadas en el eje

vertical de un gráfico marcadas con

1, 10, 100, 1000, ... en vez de 0, 1, 2, 3,

...

fallas incipientes en partes como

rodamientos producen señales con

amplitudes muy pequeñas. Si queremos

hacer un buen trabajo en establecer

una tendencia en los niveles de estos

componentes del espectro, es mejor

trazar el logaritmo de la amplitud en

lugar de la misma amplitud. De esta

manera podemos facilmente mostrar e

interpretar visualmente un rango

dinámico de por lo menos 5000 a 1 o

sea más que 100 veces mejor que lo

que permite una escala lineal.

12.¿Qué es pH? Relacione la concentración de iones H3O+ respecto al pH.

Es el término que indica la concentración de iones de hidrógeno en una

disolución. Se trata de una medida de la acides de la disolución.

13.Una solución de pH 4 tiene más o menos iones hidronio que una

solución con pH 7?

pH = -log[H+] pH = -log[H+]7 = -log[H+] 4 = -log[H+]H+ = 10-7 H+ = 10-4

10-4 es mayor a 10-7

14. Calcule la concentración de iones H3O+ de una solución desconocida que tiene un pH de 10,6.

pH = - log [OH-1] 10,6= -log [OH-1] OH- = 2.512 x 10 -11

15. Calcule la concentración de iones hidronio de una solución desconocida que tiene un pH de 2.2. pH = -log [H+] 2.2 = -log [H+] H+ = 10 – 2.2 H+ = 6.31 x 10 -3

16. Investigue por que los indicadores orgánicos generan diferentes colores en medio ácido y en medio básico.

-El color se da por movimiento de electrones. Los indicadores ac- base tienen grupos que se protonan o se desprotonan según el pH. A l protonarse o desprotonarse, cambia la cantidad de electrones que pueden moverse en la molécula (esto se llama resonancia), lo cual hace que el color que se vea sea distinto. Los colorantes suelen ser anillos aromáticos unidos a entre sí, con grupos OH. Si el grupo OH esta desprotonado, hay un par mas de electrones resonando en Iso anillos, cambiando la coloración del mismo.

17. Investigue los principales ácidos fuertes y ácidos débiles; bases fuertes y bases débiles.

Ácidos Fuertes: Acido Sulfúrico, Acido Clorhídrico, Acido Nítrico.Ácidos débiles. Ácido Cítrico, Acético, Peopionico.Base Fuerte: Hidróxido de Sodio, Hidróxido de Potasio, Hidróxido de Calcio.Base débil: Carbonato de Calcio, Hidróxido de Magnesio, Amoniaco acuoso e hidróxidos de metales de transición.

18. Escriba la ecuación de la reacción del gas SO2 con el agua.

SO2+ H2O H2SO3

19. Investigue el manejo adecuado de ácidos concentrados y bases concentradas en solución acuosa.

DISOLUCIONES ACIDAS: Ácidos inorgánicos y sus disoluciones acuosas concentradas. La mezcla de algunos de estos ácidos, en función de su concentración y composición, puede producir alguna reacción química peligrosa con el desprendimiento de gases tóxicos y aumento de la temperatura. Para evitar este riesgo, antes de hacer mezclas de ácidos concentrados en un mismo recipiente, se realizara una prueba con pequeñas cantidades, y si no se observa ninguna reacción se realizara la mezcla correspondiente; en caso contrario los ácidos se recogerán separadamente.

GRUPO IV: DISOLUCIONES BASICAS:Bases inorgánicas y sus disoluciones acuosas concentradas. Se incluye el hidróxido Sódico e hidróxido potásico. Al igual que en el caso de los ácidos, se comprobara que la mezcla de gases no produzca ninguna reacción química peligrosa, en caso de exista reacción, las bases se recogerán por separado.

20. Escriba la ecuación de la reacción de hidróxido de sodio y el ácido clorhídrico.

NaOH + HCl NaCL + H2O

21. Defina los siguientes términos según la teoría de bronsted y Lowry: acido-base, acido conjugado, base conjugada. De un ejemplo de cada uno de ellos.

ACIDO BASE:El amoníaco recibe un protón del cloruro de hidrógeno y se comporta como una base de Brönsted-Lowry mientras que el cloruro de hidrógeno al donar el protón se comporta como un ácido de Brönsted-Lowry.

Para que una sustancia actúe como un ácido de Brönsted-Lowry es necesario que el hidrógeno esté unido a un átomo más electronegativo que el. De la misma forma, para que una sustancia actúe como base de Brönsted-Lowry es indispensable que tenga un par de electrones no compartidos con el cual pueda establecerse el enlace covalente con el protón.

ACIDO CONJUGADO:

Brönsted-Lowry muestran la particular importancia de las soluciones acuosas.Debe existir por lo tanto una sustancia capaz de tomar los protones que otra libera, por lo que se habla de pares ácido – base conjugados.Si se trata de una solución acuosa, el agua (que también tiene carácter anfótero); es la que toma o libera los hidrogeniones [H+] reaccionando con el [H+OH-] para formar el ión hidronio [H3O+]. Cuando el agua acepta un protón, actúa como base.

BASE CONJUGADA:Los ácidos y las bases se clasifican en fuertes y débiles.Los ácidos y bases fuertes son aquellos que en concentraciones ordinarias, todas sus moléculas están prácticamente disociadas, y ceden o aceptan su protón con facilidad. Cuando ocurre la reacción química siempre es de forma directa.Los ácidos y bases débiles tienen constantes de ionización pequeñas de tal manera que cuando se disuelven en concentraciones ordinarias, gran parte de sus moléculas permanecen sin disociar y ceden o aceptan su protón con mucha dificultad. Cuando ocurre la reacción química siempre es de forma reversible

22. Distinga entre acido fuerte y ácidos débiles dar ejemplos de cada clase.

Un ácido débil es aquel acido que no está totalmente disociado en una disolución acuosa.Aporta H+ al medio, pero también es capaz de aceptarlos.

H2CO3 acido carbónico

Un ácido fuerte es un ácido que se disocia casi por completo en solución acuosa para ganar electrones

H2SO4 ácido sulfúrico

23. ¿Qué quiere decir que el agua es anfiprotica?

El agua es "Anfiprótica", y es así porque describe la habilidad para reaccionar como ácido o como base, según la sustancia con que reaccione. El comportamiento anfiprótico describe los casos en los que las sustancias exhiben anfoterismo aceptando o donando un protón (H+).