Ácidos, Bases y pH: Conceptos Fundamentales en Química
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Características de Ácidos
Sabor agrio, corrosivos para la piel, enrojecen ciertos colorantes vegetales, disuelven sustancias, atacan a los metales desprendiendo H2, pierden sus propiedades al reaccionar con bases.
Características de Bases
Sabor amargo, suaves al tacto pero corrosivos para la piel, dan color azul a ciertos colorantes vegetales, pierden sus propiedades al reaccionar con ácidos, precipitan sustancias disueltas por ácidos.
Neutralización
Se produce al reaccionar un ácido con una base por formación de agua. H+ + OH- --> H2O
El anión se disocia del ácido y el catión se disocia de la base y se quedan en disolución inalterados. NaOH + HCl --> H2O + NaCl (Na+ + Cl-)
Disociación
- Ácidos: AH (en disolución acuosa) --> A- + H+
- Bases: BOH (en disolución acuosa) --> B+ + OH-
Par Ácido/Base Conjugado
Cuando una sustancia se comporta como ácido cede H+ y hay otra que se comporta como base y captura el H+.
Cuando el ácido pierde el H+ se convierte en su base conjugada, y cuando la base lo captura se convierte en su ácido conjugado.
Equilibrio de Ionización del Agua
El agua tiene una pequeña conductividad que nos indica que está parcialmente disociada en iones:
2H2O(l) --> H3O+(ac) + OH-(ac)
Kc =
Como H2O es constante por tratarse de un líquido, llamaremos
Kw = Kc x (H2O)2
Concepto de pH
Nos indica el grado de acidez o la basicidad de una disolución acuosa.
El valor de dicho producto iónico del agua es:
Kw (25º) = 10 M
Denominamos pH a:
Y en el caso del agua pura:
Concepto de pOH
Medida de la acidez o la alcalinidad de una disolución.
pOH = -log(OH-)
Aplicando logaritmos tenemos: pH + pOH = 14 a 25ºC.
Electrolitos Fuertes
Están totalmente disociados.
Electrolitos Débiles
Están disociados parcialmente.
Relación entre Ka y Kb Conjugada
Ka x Kb = Kw significa que si un ácido es fuerte, su base conjugada es débil, si el ácido es débil su base conjugada es fuerte.
Hidrólisis de Sales
Reacción de los iones de una sal con el agua. Solo es apreciable cuando los iones proceden de un ácido o base débil.
Hidrólisis ácida:
Hidrólisis básica:
Tipos de Hidrólisis
Se clasifican según procedan el catión y el anión de un ácido o una base fuerte o débil: base y ácido fuerte / ácido débil y base fuerte / ácido fuerte y base débil / ácido débil y base débil.
Disoluciones Amortiguadoras (Tampón)
Son capaces de mantener el pH después de añadir pequeñas cantidades tanto de ácido como de base. Se forman por: disoluciones de ácido débil + sal de dicho ácido débil con catión neutro / disolución de base débil + sal de dicha base débil con anión neutro.
Indicadores de pH (Ácido-Base)
Son sustancias que cambian de color al pasar de forma ácida a básica. El cambio de color se considera apreciable cuando: (HIn) > 10 x (In-)
Valoraciones Ácido-Base
Valorar es medir la concentración de un determinado ácido o base a partir del análisis volumétrico de la base o ácido utilizado en la reacción de neutralización.
La neutralización de un ácido/base con una base/ácido de concentración conocida se consigue cuando n(OH-) = n(H3O+)
La reacción de neutralización: bHaA + aB(OH)b --> BaAb + a x b H2O
Todavía se usa mucho la concentración expresada como Normalidad: Normalidad = Molaridad x n
V ácido x N ácido = V base x N base. En el caso de sales procedentes de ácido o base débiles debe utilizarse un indicador que vire al pH de la sal resultante de la neutralización.