Acido base.

...

NH3 (ac) + H2O (l) NH4+ (ac) + OH-(ac)[pic 8]

El HCl es el reactivo limitante consumiéndose por completo, quedando al final de la reacción el exceso de concentración de NH3 y la concentración de su ácido conjugado (NH4+)

Conociendo Kb = 1,8 -5 , se puede determinar el pOH teórico, el cual está determinado por la concentración de iones OH-. Conocido el pOH, se pudo determinar el pH, donde ambos valores, tanto experimental como teórico resultaron ser mayores a 7, por lo tanto, la disolución es básica. [pic 9]

- Ácido débil + Base fuerte

NaOH(ac) + CH3COOH(ac) CH3COONa(ac) + H2O(l)[pic 10]

Puesto que la proporción volumétrica entre el ácido débil y la base fuerte, es de 6:4 respectivamente, existe una mayor presencia de ácido débil, por lo tanto el NaOH será el reactivo limitante (consumiéndose completamente), quedando al final de la reacción el exceso de concentración de CH3COOH y la concentración de su base conjugada:

CH3COOH(ac) + H2O(l) CH3COO-(ac) + H3O+(ac)[pic 11]

Conociendo Ka= 1,8 -5, se pudo desarrollar la ecuación de pH para determinar el pH teórico, el cual será otorgado por los iones Hidronio provenientes de la disociación del CH3COOH.[pic 12]

III.- Hidrólisis de sales

Nº

Sal

pH experimental

pH teórico

1

NaCl

5,86

7,00

2

NH4Cl

5,4

5,13

3

Na2CO3

11,11

11,63

4

CH3COONa

7,39

8,87

Tabla 3.- pH teórico y experimental de sales

Las sales son electrolitos fuertes que se disocian totalmente en agua. La expresión hidrólisis de una sal describe la reacción de un anión o un catión de una sal, o ambos, con agua. Por lo general, la hidrólisis de una sal afecta el pH de una disolución. Generalmente, las sales que contienen un ión metálico alcalino o alcalinotérreo (exceptuando el Be2+) y la base conjugada de un acido fuerte no se hidrolizan y sus disoluciones son neutras.

En 1, el NaCl es una sal derivada de la neutralización de un ácido fuerte con una base fuerte, los cuales son el HCl y el NaOH respectivamente. Ninguno de los cationes o aniones se hidroliza.

NaCl(s) + H2O(l) Na+(ac) + Cl-(ac)[pic 13]

Este tipo de sal en disolución acuosa debería tener pH 7 (neutro) otorgado por el agua. Sin embargo al medirle el pH a la disolución arrojó un pH 5,86 (pH ácido), lo que se contradice con la teoría. El pH acido de la disolución existe a raíz del CO2 del ambiente, el cual reacciona con el agua de la disolución, formando un compuesto llamado ácido carbónico (H2CO3), por lo tanto es el H2CO3 el responsable del pH ácido, entregándole protones a la disolución.

En 2, el NH4Cl corresponde a una sal ácida, proveniente de una neutralización de una base débil (NH3) y un ácido fuerte (HCl)

NH4Cl(s) + H2O(l) NH4+(ac) + Cl-(ac)[pic 14]

El ión amonio es acido conjugado y se hidroliza para generar protones, o por otro lado, formando el ión hidronio dando como resultado un pH ácido.

NH4+(ac) + H2O(l) NH3(ac) + H3O+(ac)[pic 15]

Ambos resultados, tanto teórico como experimental coinciden en un valor menor a 7, por lo tanto si se puede asegurar que se trata de una sal ácida, no obstante, existe una leve diferencia entre ambos. Dado que la reacción libera iones H3O+ se afirma que el pH de la disolución es ácido, predominando lo fuerte sobre lo débil, ya que el ion hidronio es el acido conjugado fuerte del agua que actúa como base débil.

En 3, el Na2CO3, corresponde a una sal básica proveniente de la neutralización de una base fuerte (NaOH) y un ácido débil (H2CO3)

Na2CO3(s) + H2O(l) 2Na+(ac) + CO32-(ac)[pic 16]

El anión CO32- se hidroliza para producir iones OH-. Sin embargo al provenir del H2CO3 (acido poliprótico), dispone de dos hidrolisis, predominando la que tiene mayor constante de hidrolización.

- HCO3-(ac) + H2O(l) H2CO3(ac) + OH-(ac) KH1 = 2,33 10-8[pic 17][pic 18]

- CO32-(ac) + H2O(l) HCO3-(ac) + OH-(ac) KH2 = 1,8 10-4[pic 19][pic 20]

Por lo tanto la constante de hidrolización 2 predominará en la disolución, al liberar iones OH- se puede afirmar que el pH de la disolución es básico.

En 4, el CH3COONa, corresponde a una sal básica que proviene de un ácido débil(CH3COOH) y una base fuerte (NaOH)

CH3COONa(s) + H2O(l) CH3COO-(ac) + Na+(ac)[pic 21]

El anión CH3COO- se hidroliza para generar iones OH-, aumentando asi el pH de la disolución (pH básico)

CH3COO-(ac) + H2O(l) CH3COOH(ac) + OH-(ac)[pic 22]

Comparando ambos resultados, tanto experimental como teórico, los dos otorgaron un pH básico, el cual está dado por la presencia de concentración de iones OH-.

_ _ Conclusión

A partir de la teoría de Bronted-Lowry, fue posible identificar sustancias ácidas y básicas con el papel indicador a través de la variación de color. Además se logró determinar el pH de forma cuantitativa utilizando el peachímetro previamente calibrado.

A partir del exceso de concentración de acido o base en las neutralizaciones realizadas, se pudo calcular el pH de forma teórica, comparándolo con el entregado por el peachímetro.

Finalmente, se logró identificar