Animaciones de equilibrio ácido y base.

Las siguientes animaciones permiten aproximarnos a la idea de equilibrio químico aplicado al caso de sustancias ácidas y sustancias básicas. Muestran con claridad y ideas como:

- El ácido clorhídrico es una disolución de la sustancia pura cloruro de hidrógeno (que es gaseosa en condiciones ambientales).

- El ácido clorhídrico es un ácido fuerte (se disocia totalmente) mientras que el ácido fluorhídrico es un ácido débil (se disocia parcialmente)

- El hidróxido amónico es una disolución de la sustancia pura amoniaco (que es gaseosa en condiciones ambientales)

- El hidróxido sódico es una base fuerte (se disocia totalmente) mientras que el hidróxido amónico (o simplemente amoníaco) es una base débil (se disocia partialmente).

No paséis por alto la oportunidad de consultar estas animaciones para ÁCIDOS y BASES ya que os ayudarán bastante a la hora de comprender el equilibrio químico.

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Comments

Sea la siguiente reacción:

(ácido débil)AH + H20 —> (base conjugada fuerte)(A-) + (H3O+)

- En este caso la base conjugada fuerte sufre hidrólisis.

En cambio:

(ácido fuerte)HCl + H2O —> (base conjugada débil)(Cl-) + (H3O+)

- En este caso la base conjugada débil no sufre hidrólisis.

Sabiendo que esto es verdad, llego a la conclusión de que en el segundo caso todo ácido o base conjugado débil no sufrirá nunca hidrólisis. Sin embargo, en el primer caso el ácido débil es capaz de disociarse en poca medida con el agua dando lugar a una base conjugada fuerte que sufre la hidrólisis.

Pero esta es mi duda:

En el segundo caso como la fuerza del ácido es máxima, su conjugado tendrá que ser débil con una fuerza mínima incapaz de reaccionar con el agua.
Ejemplo: HCl—> PH = 1′…

Y en el primer caso la fuerza del ácido débil es pequeña ,generando un valor de PH superior a PH=1 e inferior a PH=7, por lo que se puede disociar en poca medida dando lugar a una base conjugada fuerte con una fuerza inversamente proporcional que no llega a igualar, por ejemplo, al NaOH, por lo que puede hidrolizarse generando un valor de POH superior a POH=7 e inferior POH=14. En este caso la concentración de iones OH- siempre será mucho más pequeña que la concentración de H3O+ (Equilibrio ácido-base)

No sé si me he explicado bien, pero quería saber si más o menos es como yo lo he entendido.

Si, es correcto lo que dices.

De todas formas, para que lo veas mejor, cuando dices
(ácido fuerte)HCl + H2O —> (base conjugada débil)(Cl-) + (H3O+)

Debes de decir;
(ácido muy fuerte)HCl + H2O —> (base conjugada muy débil)(Cl-) + (H3O+)

Y otra de mis explicaciones:

(ácido débil)HCN + H2O —> (base conjugada fuerte)(CN-) + (H3O+)

Hidrólisis: (base conjugada fuerte)(CN-) + H2O —> (ácido débil) HCN + (OH-)

- Por tanto, aumenta la concentración de HCN no diluído. Pero si aumentamos el volumen, las moléculas de agua, al ser dipolos, ejercen un fuerza sobre el HCN consiguiendo arrancar protones haciendo que se diluya, de nuevo, más cantidad y, así, aumentando la concentración de iones (H3O+). Esto implica también que el valor del PH disminuya y la disolución se vuelva más ácida.

¿Es correcto? Ya sé que estoy profundizando demasiado pero quiero entender más acerca de ácido-base. Además el tema de concentraciones y volúmenes siempre ha sido algo que no se me ha explicado bien, por lo que necesito ayuda. Muchas gracias profesor por su atención.

Veamos:
en primer lugar tienes que aprender a distinguir entre “diluir” y “disociar” ya que son términos que no los has utilizado correctamente. Por ejemplo, dices “aumenta la concentración de HCN no diluído” y deberías decir “aumenta la concentración de HCN no disociado”.
También dices “consiguiendo arrancar protones haciendo que se diluya, de nuevo, más cantidad” y deberías decir “consiguiendo arrancar protones haciendo que se disocie, de nuevo, más cantidad”.

La primera parte de tu razonamiento es correcta ya que cuando un ácido débil se hace más diluido (disminuye su concentración porque se añade agua) se disocia más (el gradao de disociación aumenta). Sin embargo no es correcto que su acidez también aumente ya que hay que tener en cuenta tanto la mayor disociación como la disminución en la concentración debido a la dilución.
Pongamos algunos números; para el ácido acético:

concentración 0,1 M entonces está disociado un 1% y pH=3
concentración 0,01 M entonces está disociado un 4% (se disocia más) y pH=3,4 (la disociación es prácticamente igual de ácida).

Saludos.

Sí, he utilizado mal los términos a pesar de saber su significado. Perdone por la equivocación.
Por otra lado, no tuve en cuenta en la segunda parte que al aumentar el grado de disociación del ácido, volvía a tener lugar una segunda hidrólisis de la base conjugada fuerte, aumentando también la concentración de iones hidroxilo a la par que aumentaba la de los iones hidroxilo, por lo que la disolución tendría un grado de acidez aproximadamente igual al grado de acidez que presentaba antes de haber echado más volumen de agua.

En el comentario anterior quería decir: “(…)a la par que aumentaba iones hidronio(…)”.

¿Qué ocurre para que la disminución de la concentración, es decir, la adicción de agua a una disolución de una base o ácido fuerte implique la modificación del PH? Ya que no se produce hidrólisis del conjugado y la disociación del ácido o base fuerte es del 100%.

Veamos, el pH depende de [H3O+] y para un ácido fuerte esto depende de la concentración inicial del ácido.

Ácido HCl 0,1 M => [H3O+]=0,1 M => pH=1

Si la hacemos la disolución 10 veces más diluida
Ácido HCl 0,01 M => [H3O+]=0,01 M => pH=2
(la disolución no es tan ácida)

Sin embargo, en los dos casos, el ácido está disociado al 100%

Saludos.

Muchas gracias, ya había hecho ejercicios de ese tipo, pero pensé que existía una explicación más compleja a la pregunta que formulé. Entonces, por ejemplo, cuando en medio vaso de agua se encuentra disociado el HCl totalmente tendrá un determinado PH. Pero si le añado agua hasta llenar el vaso por completo, los iones hidronio de la disolución se verán menos concentrados por lo que el PH que ahora la disolución presenta habrá variado.

Duda: Si el PH de la disolución anterior es igual a 1 (antes de haber añadido el agua), el POH sería igual a 13. Pero, ¿de dónde sale esa concentración extremadamente pequeña de iones hidroxilo?
POH= -log x = 13 –> x= antilog -13 = 10^(-13)

Lo que dices es correcto. En cuanto a la duda que planteas, tienes que saber que en TODAS las disoluciones acuosas SIEMPRE habrá H3O+ y OH-, en mayor o menor concentración, pero siempre habrá de los dos; además, si hay mucho H3O+ (ácidos) entonces habrá muy poco OH-
Estos iones provienen de la reacción de disociación del agua, que siempre tiene lugar.

Hasta en las disoluciones de HCl 1M donde el PH será igual a 0 y el POH igual a 14, lo que implica que aún así existe una concentración de iones hidroxilo igual a 10^(-14), debido entonces a la disociación del agua. Tendré que decirle a mi profesor de química que explique detalladamente las cosas y que no se ciña a cosas superficiales, porque así justamente es como me surgen las dudas (y no sé si algunas son básicas o tontas). Muchas gracias profesor! Espero que no le moleste demasiado.

Cuando dices:
“y no sé si algunas son básicas o tontas” ¿te refieres a
“y no sé si algunas son básicas o ácidas”?… jeje…

No te preocupes que no es molestia; todo lo que sea químicamente razonable me gusta.
Saludos.

Con la frase: “y no sé si algunas son básicas o tontas” me refiero a las dudas jajaja. Tendré que hacerme a la idea de que quizá esté queriendo saber más de lo que debería para mi nivel. Pero como me gusta tanto la química pues me resulta inevitable interesarme. Un saludo profesor y gracias.

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