Àcids i bases

ÀCIDS I BASES

Andrés Gallent Ausina

Índex

Característiques dels àcids i basesTeories Àcid-BaseFortalesa dels àcids i de les basesConstants d’acidesa i basicitatpHReacció de neutralitzacióValoracions àcid-base: indicadors

Característiques d’àcids i bases

Les solucions àcides Les solucions bàsiques

Tenen un sabor àcid (agre) Tenen un sabor amarg

Són electròlits Són electròlits

Són corrosives Són corrosives

Sensació punxant en contacte amb la pell

Són suaus al tacte (sabonoses)

Teories Àcid-Base

1a: Arrhenius2a: Brönsted-Lowry3a: Electrònica (Lewis)

1a.Teoria d’Arrhenius:

Àcid: substància que conté H en la fórmula i en dissolució aquosa es separa de la molècula i dóna ions hidrogen, H+ (aq) .

HCl + H2O Cl- (aq) + H+ (aq)

Base: substància que conté OH en la fórmula i en dissolució aquosa es separa de la molècula i dóna ions hidròxid, OH- (aq) .

NaOH + H2O Na+ (aq) + OH- (aq)

1a.Teoria d’Arrhenius:

Limitacions: algunes substàncies no tenien OH en la fórmula i tenien característiques de les bases.

NH3 + H2O NH4+ (aq) + OH- (aq)

2a.Teoria de Brönsted-Lowry:

Àcid: substància capaç de cedir ions hidrogen, H+ (aq) .

HA A- (aq) + H+ (aq)

Base: substància capaç d’acceptar ions hidrogen, H+ (aq) .

B + H+ (aq) BH+ (aq)

àcid

base àcid conjugat

base conjugada

3a.Teoria Electrònica(Lewis):Àcid: substància que té orbitals electrònics lliures i pot acceptar electrons.

HCl + H2O Cl- (aq) + H3O+ (aq)

Imatges: www.green-planet-solar-energy.com/hydronium-i

3a.Teoria Electrònica(Lewis):

Base: substància conté electrons lliures i pot cedir-los.

NH3 + H2O NH4+ (aq) + OH- (aq)

Fortalesa d’àcids i bases

Tant els àcids com les bases els podem classificar en dos grups:

Forts Febles

Es dissocien totalment.

Exemples: HClO4, H2SO4, HCl, HNO3

NaOH, KOH

Es dissocien parcialment.

Exemples: H3PO4,

CH3COOH

NH3, Al(OH)3

L’aigua és amfótera, es comporta com a àcid o base segons amb qui es barreja.

Fortalesa d’àcids i bases

Àcid fort:HCl + H2OCl- (aq) + H+ (aq)

Àcid feble:CH3COOH + H2O CH3COO- (aq) + H+ (aq)

Fortalesa d’àcids i bases

Base forta:NaOH + H2O Na+ (aq) + OH- (aq)

Base feble:NH3 + H2O NH4

+ (aq) + OH- (aq)

Constants d’acidesa i basicitat

HA + H2O A- (aq) + H+ (aq)

[H+].[A-] [HA]

BOH + H2O B+ (aq) + OH- (aq)

[OH-].[B+] [BOH]

Ka =

Kb =

Constant d’acidesa

Constant de basicitat

pH

Mesura el grau d’acidesa o basicitatde les dissolucions aquoses.pH < 7 solucions àcidespH = 7 solucions neutrespH > 7 solucions bàsiques

Imatge: http://ca.wikipedia.org/wiki/PH

Mesura del pHAmb paper indicador Amb pH-metre

Imatge: http://pe.kalipedia.com/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200709/24/fisicayquimica/20070924klpcnafyq_120.Ies.SCO.jpg

Imatge:http://www.3bscientific.es/imagelibrary/w11724_L/experimentos-y-mediciones/w11724_L_varillas-indicadoras-de-ph-gama-de-medicion-ph-00-60.jpg

Imatge: http://www.xtec.net/~gjimene2/llicencia/students/ph-metro.jpg

Càlcul del pH

pH = - log [H+] pOH = - log [OH-]Com l’aigua s’autoionitza: H2O H+ + OH-

Kw= [H+].[OH-]=10-14

constant d’ionització de l’aigua pH + pOH = 14

Neutralització

És la reacció entre un àcid i una base.Àcid + Base Sal + H2O

HA + BOH BA (aq) + H2O (l)

Exemple:HCl (aq) + NaOH(aq) NaCl (aq) + H2O(l)

Valoracions àcid-base

Determinació de la concentració d’un àcid en dissolució a partir de la concentració coneguda d’una base o a l’inrevés, basant-se en la reacció de neutralització, usant indicadors (canvien de color segons el pH, en el punt d’equivalència).

Àcid + Base Sal + H2O

HA + BOH BA (aq) + H2O (l)

Exemple:HCl (aq) + NaOH(aq) NaCl (aq) + H2O(l)

Indicadors

Substàncies que canvien de color segons l’acidesa o basicitat del medi on es troben.Els més usats són la fenolftaleïna (canvia d’incolor a rosa) i l’ataronjat de metil (és roig en forma bàsica i groc en forma àcida).

Ataronjat de metil en dissolucions amb diferents pH.

Imatge:http://pepiitas.blogspot.com/

Procediment de les valoracions

Anem a valorar un àcid fort de concentració desconeguda amb una base forta de concentració coneguda.

HCl (aq) + NaOH(aq) NaCl (aq) + H2O(l)

Podem fer-ho amb el laboratori virtual:http://www.chemcollective.org/vlab/vlab.php?lang=ca

Valoracions àcid-base

HCl (aq) + NaOH(aq) NaCl (aq) + H2O(l)

En el punt d’equivalència(canvi color) es compleix: VA·CA·A=VB·CB·BVA=volum àcid(l) VB=volum base(l)

CA=concentració àcid (M) CB=concentració base (M)

A=nombre de H+(àcid) B=nombre d’OH- (base)

Corba de valoració

Representa la variació del pH en funció del volum de valorant afegit. La seva forma depèn de la fortalesa dels àcids i bases emprats.

Imatge:http://galeon.hispavista.com/quimipage/img/curva.jpeg

Punt d’equivalè

ncia