Aplicaciones del equilibrio ácido-base
Informe de la ediciónTranscripción Así que ahora hemos entrado en el Santo Grial de la química ácido-base, que es la predicción del equilibrio ácido-base. Así que vamos a empezar con esto. Para este tipo de preguntas lo que te van a preguntar es, “¿Cuál es la dirección de la reacción? ¿Va a ir a la derecha, va a ir a la izquierda?” Incluso sé que suena como, “Hey, tengo 50-50 de posibilidades. No puede ser tan malo”. Son sorprendentemente difíciles. Así que vamos a aprender un conjunto de reglas y vamos a utilizar la información de pKa con el fin de averiguar estas preguntas.
Así que básicamente aquí es, sólo voy a dar un ejemplo. Esta es una pregunta común que puedes ver en un examen. ¿La siguiente reacción iría a la izquierda o iría a la derecha? Etiquete todas las especies. Dibuja las flechas correctas. Hay mucho ahí y hay mucho que tienes que entender. Así que vamos a seguir adelante y desglosar un paso a la vez. La primera cosa que siempre quieres empezar es identificar el ácido de Lewis y la base de Lewis. Recuerda que dije que el Lewis es la definición más general de ácidos y bases. Eso significa que vas a encontrar en el lado izquierdo cuál es el ácido y cuál es la base. ¿Cómo se hace esto? Muchas veces esa puede ser la parte más complicada. Bueno, muchas veces habrá cargas conocidas o un ácido conocido se presentará. Así que si hay cargas o un ácido conocido que hace que sea fácil.
Reacción química de equilibrio ácido-base
conocida como disociación en el contexto de las reacciones ácido-base. La especie química HA es un ácido que se disocia en A-, la base conjugada del ácido y un ion hidrógeno, H+.[a] Se dice que el sistema está en equilibrio cuando las concentraciones de sus componentes no cambian con el tiempo, porque tanto las reacciones de avance como las de retroceso se producen a la misma velocidad[1].
El valor de pKa también depende de la estructura molecular del ácido de muchas maneras. Por ejemplo, Pauling propuso dos reglas: una para el pKa sucesivo de los ácidos polipróticos (véase Ácidos polipróticos más abajo), y otra para estimar el pKa de los oxiácidos en función del número de grupos =O y -OH (véase Factores que afectan a los valores de pKa más abajo). Otros factores estructurales que influyen en la magnitud de la constante de disociación de los ácidos son los efectos inductivos, los efectos mesoméricos y los enlaces de hidrógeno. Las ecuaciones de tipo Hammett se han aplicado con frecuencia para la estimación del pKa[3][4].
La constante de equilibrio para esta reacción de disociación se conoce como constante de disociación. El protón liberado se combina con una molécula de agua para dar un ion hidronio (u oxonio) H3O+ (los protones desnudos no existen en solución), por lo que Arrhenius propuso posteriormente que la disociación se escribiera como una reacción ácido-base:
Calculadora de equilibrio ácido-base
3. Ácidos y Bases2h 24m3. Ácidos y BasesEquilibrio ácido-baseTema siguienteEl santo grial de la química ácido-base es ser capaz de dibujar el mecanismo y predecir el equilibrio de una reacción ácido-base. Lo creas o no, estás preparado para hacerlo.
1conceptoLos 3 pasos para determinar el sentido del equilibrio ácido-base.5mReproducir un vídeo:5 ComentariosMarcar como completado¿Ha sido útil?1¿La siguiente reacción iría a la derecha o a la izquierda? Etiqueta todas las especies. Dibuja las flechas en la dirección correcta.
2ejemploDeterminar el equilibrio ácido/básico4mReproducir un vídeo:11 ComentariosMarcar como completadoFue útil ?0¿La siguiente reacción iría a la derecha o a la izquierda? Etiqueta todas las especies. Dibuja las flechas en la dirección correcta.
Hoja de trabajo sobre el equilibrio ácido-base
Como todos los equilibrios, una disociación ácido-base tendrá una constante de equilibrio particular que determinará el alcance de la reacción (si se encuentra a la izquierda o a la derecha de la ecuación). A medida que la constante de equilibrio se acerca a cero, la reacción tiende a formar el 100% de los reactantes. A medida que la constante de equilibrio se acerca al infinito, la reacción tiende a formar el 100% de productos. La constante de equilibrio K=1 establece que habrá un 50% de productos y un 50% de reactivos
Como el equilibrio se utiliza para calcular las concentraciones de los ácidos débiles, en realidad reacciona muy poca agua. La concentración de agua durante la reacción es, por tanto, una constante, y puede excluirse de la expresión de K. Esto da lugar a una constante de equilibrio especial, Ka, conocida como la constante de disociación del ácido. Es simplemente K multiplicado por la concentración de agua.
Este equilibrio tiene su propia constante especial, Kb, conocida como la constante de disociación de la base. Al igual que la constante de disociación del ácido, se define como la constante de equilibrio multiplicada por la concentración de agua.
