CONCENTRACIONES DE IONES HIDRONIO EN DISOLUCIONES DE ACIDOS DEBILES
Enviado por miguelpetrielli • 5 de Julio de 2016 • Trabajos • 6.694 Palabras (27 Páginas) • 301 Visitas
UNIVERSIDAD DE ORIENTE[pic 1]
NÚCLEO DE SUCRE
ESCUELA DE CIENCIAS
DEPART. DE QUÍMICA
QUIMICA ANALITICA I
TEMA 4. EQUILIBRIO ACIDO – BASE
CONCENTRACIONES DE IONES HIDRONIO EN DISOLUCIONES DE ACIDOS DEBILES
Cuando un ácido debil HA, se disuelve en agua hay dos equilibrios que producen iones hidronio:
HA + H2O [pic 2] H3O+ + A- (Ec 1) Ka = [H3O+] [A-]
[HA]
2 H2O [pic 3] H3O+ + OH- (Ec 2) Kw = [H3O+] [OH-]
Por lo general, los iones hidronio producidos en la primera reacción inhiben la disociación del agua en una extensión tal que la contribución de los iones hidronio que provienen del segundo equilibrio es insignificante. En estas circunstancias:
[A-] ≈ [H3O+] (Ec 3)
La suma de las concentraciones molares del acido débil y su base conjugada debe ser igual a la concentración analítica del acido, ya que la disolución no contiene otra fuente de iones A-. Entonces
CHA = [A-] + [HA] (Ec 4)
Al sustituir la [A-] por [H3O+] en la ecuación 4, se tiene:
CHA = [H3O+] + [HA] (Ec 5)
Reorganizando, se tiene:.
[HA] = CHA - [H3O+] (Ec 6)
Cuando se sustituyen las ecuaciones 3 y 6 en la expresión de Ka, se tiene:
Ka = [H3O+] [H3O+] (Ec 7)
CHA - [H3O+]
Que al reorganizarla da:
[H3O]2 + Ka [H3O +] - Ka CHA = 0 (Ec 8)
La resolución positiva de esta ecuación es:
[pic 4] (Ec 9)
Esta ecuación 9 se puede simplificar en muchos casos si se supone además que la disociación no reduce de manera apreciable la concentración molar de HA.
Por lo tanto, siempre [H3O +] •• CHA y CHA - [H3O+] ≈ CHA, , la ecuación 7 se reduce a:
Ka = [H3O+]2 (Ec 10) y
CHA
[pic 5] (Ec 11)
La magnitud del error introducido si se supone que [H3O+] •• CHA, aumenta a medida que la concentración molar del ácido disminuye y su constante de disociación aumenta. Esto se muestra en la Tabla 1 a continuación:
Tabla 1: Error introducido al suponer que la concentración de H3O+ es pequeña comparada con CHA en la ecuación 6.
ka | CHA | [H3O+] utilizando la suposición | CHA Ka | [H3O+] utilizando la ecuación mas exacta | Porcentaje de error |
1.00 x 10 -2 | 1.00 x 10 -3 | 3.16 x 10 -3 | 10 -1 | 0.92 x 10 -3 | 244 |
1.00 x 10 -2 | 1.00 x 10 -2 | 10 0 | 0.62 x 10 -2 | 61 | |
1.00 x 10 -1 | 3.16 x 10 -2 | 101 | 2.70 x 10 -2 | 17 | |
1.00 x 10 -4 | 1.00 x 10 -4 | 1.00 x 10 -4 | 100 | 0.62 x 10 -4 | 61 |
1.00 x 10 -3 | 3.16 x 10 -4 | 101 | 2.70 x 10 -4 | 17 | |
1.00 x 10 -2 | 1.00 x 10 -3 | 102 | 0.95 x 10 -3 | 5.3 | |
1.00 x 10 -1 | 3.16 x 10 -3 | 103 | 3.11 x 10 -3 | 1.6 | |
1.00 x 10 -6 | 1.00 x 10 -5 | 3.16 x 10 -6 | 101 | 2.70 x 10 -6 | 17 |
1.00 x 10 -4 | 1.00 x 10 -5 | 102 | 0.95 x 10 -5 | 5.3 | |
1.00 x 10 -3 | 3.16 x 10 -5 | 103 | 3.11 x 10 -5 | 1.6 | |
1.00 x 10 -2 | 1.00 x 10 -4 | 104 | 9.95 x 10 -5 | 0.5 | |
1.00 x 10 -1 | 3.16 x 10 -4 | 105 | 3.16 x 10 -4 | 0.0 |
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