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Departamento de Ciencia y Tecnología
QUIMICA 1
Comisión B
Dra. Silvia Alonso
([email protected])
Lic. Evelina Maranzana ([email protected])
ACIDEZ-BASICIDAD:
EL YING-YANG DE LA QUIMICA
Dra Silvia Alonso
Reacciones químicas
Comencemos con el concepto de reacciones en química…¿Qué significa
eso?
PUNTO IMPORTANTES
(1) Debe ocurrir un cambio químico
(2) Puede involucrar iones, moléculas o sólo átomos
(3) Frecuentemente ocurren reacciones sencillas como parte de
un grupo más grande de reacciones
Equilibrio químico
El equilibrio es algo sencillo de comprender
PRIMERO. Cuando se tiene un sistema constituído de muchas moléculas,
esas moléculas se pueden combinar.
SEGUNDO. Una reacción química frecuentemente empieza en un punto y
termina en otro.
IMAGINA: una reacción ha finalizado y se tiene entonces un grupo de
nuevas sustancias químicas. Los químicos quieren ahora hacer el reverso de
la reacción y convertir los productos obtenidos en las moléculas originales.
Junta las ideas anteriores, y entonces se tiene el
equilibrio.
(1) Dos reactantes se combinan para tener un producto
(2) Los productos se convierten frecuentemente en los
reactivos que los originaron
(3) Hay un punto en donde esas dos reacciones ocurren,
en el que no se puede decir que ocurra más una o la otra:
la reacción está en equilibrio termodinamico, pues no hay
presión para hacer mas de una cosa o de la otra.
¡ESO ES EQUILIBRIO!
• Por definición, el Equilibrio Químico
es el estado alcanzado por una mezcla
reaccionando, en el que las velocidades
hacia un sentido y hacia el otro son
iguales
¡Hey, aún hay más!
hay otras características del equilibrio:
a) El equilibrio siempre ocurre en el mismo punto, no
importando en donde iniciemos la reacción
Considera la siguiente reacción
A
B + C
b) El equilibrio se alcanza sin que haya fuerzas que
actúen en el sistema. Es decir, ocurre mediante
procesos espontáneos.
Para puntualizar...
Tenemos un vaso de “X”
En otro vaso, tenemos “Y”.
Es decir, "X“ se DISOCIA en dos “Y”, y dos “Y” se combinan para dar “X”.
Esto lo podemos denotar como:
El equilibrio puede ser afectado…¿cómo?
Cuando un grupo de moléculas se dejan reaccionar, la
reacción alcanza su punto de equilibrio. Pero ese punto
puede cambiar si algo le sucede a las moléculas….
(1) Se adicionan nuevas moléculas o sustancias.
(2) se modifique la tempreatura del sistema.
(3) la presión del sistema se cambie.
(4) Se modifiquen las concentraciones, como adicionar
más agua a una solución o adicionar más de una
sustancia
El principio de Le Chatelier
Henri Le Chatelier fue un químico francés que estableció un
principio relacionado con los sistemas en equilibrio….
Básicamente, el principio dice …si se tiene un sistema en
equilibrio, y ocurre algo que lo rompe, el sistema tratará de
regresar al sistema original de equilibrio…
Con términos más técnicos...
“Un sistema en equilibrio, cuando es sometido a algún tipo de
estrés resultante de un cambio de temperatura, presión o
concentración, y que causa una perturbación en el equilibrio,
ajustará su posición de equilibrio para liberarse del estrés y
reestablecer el equilibrio."
• ¿Existe una relación matemática que
relaciona la concentración de
reactantes y productos en el equilibrio?
• ¡SI!
– La Expresión de Equilibrio se obtiene al multiplicar
las concentraciones de los productos, dividido
entre las concentraciones de los reactantes, y
elevando cada concentración a una potencia igual
al coeficiente estequiométrico.
• Ejemplo:
• aA + bB ⇔ cC + dD
la expresión de equilibrio es
[C]c[D]d
Kc =
[A]a[B]b
• Kc = Constante de equilibrio expresado en
unidades de concentración
En el equilibrio, cada reacción presenta un valor de Kc
particular, a temperatura determinada, que se
denomina la Constante de Equilibrio (K e )
Si Kc es mayor a 1 la reacción es espontánea
Si Kc es menor a 1 la reacción no es espontánea
Si Kc = K e la reacción está en equilibrio
Si Kc es mayor que K e la reacción se desplazará
hasta alcanzar el equilibrio
Si Kc es menor que K e la reacción se desplazará
hasta alcanzar el equilibrio
Ionización
Cuando el equilibrio químico se aplica a especies iónicas se
habla de ionización
Especies Iónicas : son aquellos compuestos que al
disolverse en agua se disocian en sus iones respectivos
Las especies iónicas se generan cuando el soluto es un
electrolito fuerte, es decir, hay una gran diferencia de
electronegatividad entre sus átomos
NaCl
Na+ + Cl-
Ionización del agua
• Considera un vaso de agua pura:
– Una fracción muy pequeña de las moléculas
de agua (1 de 10 millones), está disociada
– Esto forma dos tipos de iones:
• un ión hidrógeno (H+)
• un ión hidroxilo (OH–)
– Esto es causado por la atracción de las
moléculas de agua entre sí
• En el agua químicamente pura, el número de
iones H+ y de iones OH– es igual
• En realidad, el protón libre está asociado con
una molécula de agua par formar el ión hidronio
H3O+
2H2O
H3O+ + OH-
• Ciertas sustancias, cuando se disuelven en
agua, pueden cambiar las concentraciones de
H+ ó de OH–
• Acido
– Es una sustancia que incrementa la
cantidad de H+
(y disminuye la cantidad de OH–)
• Base
– Es una sustancia que incrementa la
cantidad de OH– (y disminuye la cantidad
de H+)
• Sustancia neutra
– cambia las cantidades de H+ and OH–
(H+ es igual a OH–)
Los ácidos y bases están en donde sea
Mira a tu alrededor…..
El agua que se bebe contiene iones. Son esos iones los
que hacen que un líquido sea ácido o básico.
Para medir que tan ácido o básico es un líquido se
emplea la escala de pH
CONCEPTOS A APRENDER
Una lista de definiciones que se deben saber...
ACIDO: Una solución que tiene un exceso de iones H+.
BASE: Unasolución que tiene un exceso de iones OH-. Otra palabra para
denominar una base es “álcali”.
SOLUCION ACUOSA: Una solución acuosa está constituída principalmente
de agua.
ACIDO FUERTE: Es un ácido con un pH muy bajo (0-4).
BASE FUERTE: Una báse con un pH muy alto (10-14).
ACIDO DEBIL: Un ácido que se ioniza parcialmente en solución acuosa.
Generalmente tienen un pH cercano a 7 (3-6).
BASE DEBIL: Es una base que se ioniza parcialmente. Generalmente tiene
un pH cercano a 7 (8-10).
SOLUCION NEUTRA: Es una solcuión con pH de 7.
Es decir, los ACIDOS son compuestos que al
disolverse en agua y ionizarse, resultan en
iones H+ y en otro compuesto. Las BASES son
compuestos que al disolverse en agua se
ionizan en el ión OH- y en otro compuesto.
es una forma sencilla de definir químicamente
cuando una solución es ácida o básica….
La escala de pH a que hicimos
referencia anteriormente es en
realidad una medida del número de
iones H+ en una solución.
Bajo pH = muchos H+
Muchos OH- = alto pH
pH de algunas sustancias comunes
Acido
Neutro
Base
Jugo gástrico - 2
Agua destilada - 7 Sangre - 7.5
Refrescos de cola - 3
Agua de mar - 8
Tomates - 4
Detergente - 10
Café - 5
Limpiadores de hogar - 11
Leche - 6.5
Limpiadores para hornos 14