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REACCIONES ÁCIDO BASE EN DISOLUCIÓN ACUOSA ÁCIDOS POLIPRÓTICOS.

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2 REACCIONES ÁCIDO BASE EN DISOLUCIÓN ACUOSA ÁCIDOS POLIPRÓTICOS

3 Los balances de masa y carga son expresiones matemáticas que nos ayudan a encontrar la concentración de los iones en disolución. Balances de Masa y Carga Por ejemplo: Una disolución acuosa de NaNO 3 de concentración 0,1 mol/L. B. M.: NaNO 3 Na + (ac) + NO 3 – (ac) C i = [Na + ] = [NO 3 - ] = 0,1 n/L B. C.:[Na + ] + [H + ] = [NO 3 - ] + [OH - ]

4 balance de masatodas las especies En el balance de masa se representan todas las especies solubles en disolución acuosa, excepto H + y OH -. solubles en disolución acuosa, excepto H + y OH -. balance de cargatodos los iones En el balance de carga se representan todos los iones solubles en disolución acuosa, incluyendo H + y OH -. solubles en disolución acuosa, incluyendo H + y OH -. Otro ejemplo: Una disolución acuosa de Fe(NO 3 ) 3 de concentración 0,1 mol/L. B. M.: Fe(NO 3 ) 3 Fe 3+ (ac) + 3 NO 3 – (ac) C i = [Fe 3+ ] = [NO 3 - ] = 0,1 n/L B. C.:3[Fe 3+ ] + [H + ] = [NO 3 - ] + [OH - ]

5 Otro ejemplo: Una disolución acuosa de HF de concentración 0,1 mol/L. B. M.: HF H + (ac) + F – (ac) C i = [HF] + [F - ] = 0,1 n/L B. C.:[H + ] = [F - ] + [OH - ]

6 ÁCIDOS POLIPRÓTICOS monopróticoposee un átomo de H ionizable Un ácido monoprótico es aquel que posee un átomo de H ionizable, aunque su molécula posea más de un átomo de hidrógeno. CH 3 COOH H + + CH 3 COO - Ka = [H + ][CH 3 COO - ] [CH 3 COOH]

7 polipróticoposee más de un átomo de H ionizable Un ácido poliprótico es aquel que posee más de un átomo de H ionizable, aunque su molécula posea más de un átomo de hidrógeno. H 3 A H + + H 2 A - H 2 A - H + + HA 2- HA 2- H + + A 3- Ka 1 = [H + ][H 2 A - ] [H 3 A] Ka 2 = [H + ][HA 2- ] [H 2 A - ] Ka 3 = [H + ][A 3- ] [HA 2 - ]

8 El ácido fosfórico, H 3 PO 4, es un ácido triprótico, que se disocia según las siguientes ecuaciones: H 3 PO 4 H + + H 2 PO 4 - H 2 PO 4 - H + + HPO 4 2- HPO 4 2- H + + PO 4 3- Ka 1 = [H + ][H 2 PO 4 - ] [H 3 PO 4 ] Ka 2 = [H + ][HPO 4 2- ] [H 2 PO 4 - ] Ka 3 = [H + ][PO 4 3- ] [HPO ] = 7,1 x = 6,3 x = 4,2 x

9 Ejercicio 1.El ácido sulfuroso, H 2 SO 3, es un ácido débil cuyas contantes de ionización son Ka 1 igual a 1,3 x y Ka 2 igual a 6,2 x Calcule la [H + ] y el pH para una disolución 0,1 mol/L de este ácido débil. Respuesta: H 2 SO 3 H + + HSO 3 - HSO 3 - H + + SO 3 2- Ka 1 = [H + ][HSO 3 - ] [H 2 SO 3 ] Ka 2 = [H + ][SO 3 2- ] [HSO 3 - ] = 1,3 x = 6,2 x Los equilibrios de disociación para este ácido débil son:

10 B. M.:C i = [H 2 SO 3 ] + [HSO 3 - ] + [SO 3 2- ] = 0,1 n/L B. C.:[H + ] = [HSO 3 - ] + 2 [SO 3 2- ] + [OH - ] Donde: 1ª aproximación: [H + ] >>> [OH - ] B. C.: [H + ] = [HSO 3 - ] Por lo tanto, el balance de carga queda: 2ª aproximación: [HSO 3 - ] >>> [SO 3 2- ] [H + ] = [HSO 3 - ] + 2 [SO 3 2- ] + [OH - ]

11 Pero: Por lo tanto: [H 2 SO 3 ] = C i - [HSO 3 - ] Despejando [H 2 SO 3 ]: B. M.:C i = [H 2 SO 3 ] + [HSO 3 - ] + [SO 3 2- ] = 0,1 n/L Y el balance de masa queda: C i = [H 2 SO 3 ] + [HSO 3 - ] = 0,1 n/L [H + ] = [HSO 3 - ] [H 2 SO 3 ] = C i - [H + ]

12 Entonces: Reemplazando en Ka 1 : Ka 1 = [H + ][HSO 3 - ] [H 2 SO 3 ] = [H + ] 2 C i - [H + ] = 1,3 x Resolviendo para encontrar [H + ]: [H + ] 2 + 1,3 x [H + ] – (1,3 x x 0,1) = 0 [H + ] = [HSO 3 - ] [H 2 SO 3 ] = C i - [H + ]

13 Entonces, la [H + ] es: [H + ] = 3 x n/L pH = 1,5


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