Equilibrio Acido

Equilibrio acido-base

Ahora mencionaremos en forma breve la formulación de las constantes de equilibrio para los cuatro tipos de reacciones químicas que se utilizan en los análisis volumétricos. También examinaremos algunos cálculos típicos del equilibrio que son de interese en química analítica.

Equilibrio acido-base

Ya hemos mencionado que que el agua es un electrolito débil disociado en iones H3O y OH:

2H2O===H3O

El grado de solución de agua se ha medido en forma experimental y se ha encontrado que las concentraciones de los iones hidronio e hidróxido a 25 °C son de 1.0* 10? M. esto significa que le valor de Kw, la constante de autoprotolisis de agua, es de 1.0*10-14 a 25°C:

Kw =[H3O+][OH]

Kw=(1.*10-7)(1.0*10-7)

Kw=1.0*10-14

Es conveniente utilizar el termino pH para expresar la concentración de ion hidrogeno, ya que estos valores son números muy pequeños durante su titulaciones su magnitud puede variar mucho. El termino pH se define de tal manera que convierte una potencia de diez negativo en un numero positivo pequeño. La definición es

pH= - Log [H3O]= log 1/[H3O]

asi una concentración de ion de hidrogeno de 1*10-1 le corresponde un pH de 1.00 y a una concentración de ion hidrogeno de 1.0*1-13 un pH de 13.00 estos números que van de 0 a 1 hasta quizá de 13 o 14. Significan con comodidad en las curvas de titulación, como veremos adelante.

El siguiente ejemplos ilustra la conversación de la concentración de ion hidrogeno a pH y viceversa.

La concentración de ion de hidrogeno es 5.0*10-07. Calcule el pH

pH=-log (5.0*10-7)

pH=-(log 5.0+log10-7)

pH=(0.70-7.00)

pH=7.00-0.70

pH=6.30

equilibrio de solubilidad

a la constante de equilibrio que expresa la solibilidad de un pricipitado en el agua se le llama constante del producto de solubilidad. Para un precipitado de cloruro de plata, la constante de equilibrio reacción.

AgCl====Ag+(aq)+Cl- (aq)

°K=aAg+aCl/aAgCl

La actividad del sodio AgCl es constatnte y pro conversión consideramos igual ala unidad. El solido es ligeramente soluble por lo que las concentraciones de los iones Ag+ y Cl- son pequeñas y a menos que estén presentes otros iones en concentración elevadas, las actividades se pueden aproximar a las molaridades, dando

Kps=[Ag+][Cl-]

Ala constante Kps se le llama constante del producto de solubilidad.

Las expresiones del producto de solubilidad de otras sales se dan a c ontinuacion;

Sal Kps

BaSO4 [Ba2+][SO4 2-]

AgCrO4 [Ag+]2[CrO4 2-]

CaF2 [Ca2+][F-]2

Al(OH)3 [Al3+][OH-]3

Una expresión general para la disociación de la sal AxBy es la siguiente:

AxBy= xAy+ + yBx-

Kps= [Ay+][Bx-]y

El valor numérico de la constante del producto solubilidad se puede calcular con facilidad a partir de la solubilidad del compuesto. El calculo puede hacerse a la inversa, por supuesto, y calcular solubilidad a partir de la Kps. Los cálculos son mas complicados si los iones del precipitado sufren reacciones como las hidrólisis o formación complejos. Estos casos los consideramos en un capitulo posterior. Los cálculos típicos se ilustran en los ejemplos siguientes:

La solubilidad del sulfato de bario (PM 233) a 25°C es de 0.00023g por 100ml de solución. Calcule el valor de kps. La solubilidad es 0.23 mg/100ml o 0.0023mg/ml. La molaridad es

0.00023mg/ml = 1.0*10-5mmol/mol

233mg/ml

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