Escala de pH y predicción de reacciones ácido base
Summary
TLDREste curso de apoyo docente, en colaboración con la Facultad de Química, enseña a utilizar la escala de pH para predecir reacciones de ácidos y bases. Se recomienda ver videos adicionales sobre equilibrio químico y constantes de acidez. Se explica cómo se definen los ácidos y bases según Bronsted-Lowry, y cómo se identifican los pares ácido-base y sus constantes de equilibrio. A través de ejercicios prácticos, se muestra cómo determinar las especies que se forman en una reacción y sus concentraciones al equilibrio, utilizando la escala de pH y los valores de pKa.
Takeaways
- 🔬 El curso de apoyo docente se centra en la utilización de la escala de pH para predecir reacciones químicas.
- 📚 Se recomienda ver videos sobre equilibrio químico, ácidos y bases, y constante de acidez (pKa) antes de este contenido.
- 🌟 Se definen los conceptos de ácido y base según Bronsted y Lowry, y se introduce el par ácido-base y sus constantes de equilibrio.
- 📊 Se explica cómo situar pares ácido-base en una escala de pH y cómo determinar la reacción más cuantitativa entre ellos.
- 🧪 Se realiza un ejercicio práctico para identificar las especies más susceptibles de formarse en una reacción ácido-base.
- 📐 Se detalla el proceso de trazado de la escala de pH y la colocación de pares ácido-base según sus pKa.
- 🧪 Se resuelve un problema más complejo con la adición de sales a una disolución ácida, identificando las especies presentes al equilibrio.
- 🔍 Se enfatiza la importancia de entender la reacción entre el ácido más fuerte y la base más fuerte y sus consecuencias en la disolución.
- 📚 Se describe un ejercicio de nivel superior que involucra la determinación de concentraciones de especies en equilibrio en una disolución ácida.
- 📘 Se utiliza el concepto de constantes de equilibrio para resolver problemas de equilibrio ácido-base y se explica cómo se desplazan las reacciones.
Q & A
¿Qué herramienta se utiliza en este curso para predecir reacciones químicas?
-Se utiliza la escala de pH para predecir reacciones químicas en este curso.
¿Qué se recomienda ver antes de ver el contenido del curso?
-Se recomienda ver los videos sobre equilibrio químico, ácidos y bases, y la constante de acidez pH antes de ver el contenido del curso.
¿Qué es un par ácido-base según Bronsted y Lowry?
-Un par ácido-base según Bronsted y Lowry es cuando en una reacción entre un ácido y una base, el ácido genera su base conjugada y la base genera su ácido conjugado.
¿Cómo se sitúan los pares ácido-base en una escala de pH?
-Los valores de pKa de cada par se colocan en orden creciente, y luego se colocan los ácidos en la parte superior y las bases en la parte inferior de la escala, de acuerdo a sus pKa.
¿Qué ocurre en una reacción ácido-base cuantitativa?
-Una reacción ácido-base cuantitativa ocurre entre el ácido más fuerte y la base más fuerte, generando una base débil y un ácido débil.
¿Cuáles son las especies más susceptibles de formarse en un par ácido-base?
-Las especies más susceptibles de formarse son la base conjugada del ácido más fuerte y el ácido conjugado de la base más fuerte.
Si se añade carbonato de sodio y fosfato mono potásico a una disolución con ácido cloroso, ¿qué especies se encuentran en la disolución al equilibrio?
-Al equilibrio, se encontrarían el ácido cloroso, ácido fosfórico, ácido carbónico y el ión clorito en la disolución.
¿Cómo se determina la reacción ácido-base que ocurre en una disolución con ácido acético y n a 2 h 2 g 4?
-Se traza la escala de pH y se colocan los pares ácido-base según su pKa, luego se identifican las especies presentes en la disolución y se escriben las constantes de equilibrio para determinar la reacción que ocurre.
Si en una disolución se tienen ácido acético y n a 2 h 2 g 4, ¿cuáles son las especies presentes al equilibrio y sus concentraciones?
-Al equilibrio, las especies presentes serían ácido acético, acetato y h3g o 4-, y las concentraciones se determinan a partir de la constante de equilibrio y el avance de la reacción.
¿Cómo se resuelven las concentraciones de las especies en una disolución al equilibrio en el caso de un ácido y una base?
-Se utiliza un cuadro de avance de reacción y se resuelven las ecuaciones para determinar la incógnita x, tomando la solución en la que x sea menor, para luego completar el cuadro y determinar las concentraciones.
Outlines
🔬 Introducción a la escala de pH y reacciones ácido-base
Este primer párrafo aborda la importancia de la escala de pH en la química y cómo se utiliza para predecir las reacciones entre ácidos y bases. Se recomienda que el espectador revise contenidos adicionales sobre equilibrio químico y ácidos y bases antes de continuar. Se definen los conceptos de ácido y base según Bronsted y Lowry, y se explica cómo la reacción entre un par ácido-base resulta en la formación de un ácido conjugado y una base conjugada. Se detalla cómo se sitúa cada par ácido-base en una escala de pH, ordenando los valores de constante de equilibrio (Ka) y colocando los ácidos y bases en función de su fuerza. Se enfatiza que las reacciones más cuantitativas ocurren entre el ácido más fuerte y la base más fuerte, formando un ácido débil y una base débil como productos. Se invita al espectador a realizar un ejercicio práctico para identificar qué especies son más susceptibles de formar en una reacción dada, tomando en cuenta los pares ácido-base y sus pKa.
🧪 Aplicación de la escala de pH a ejercicios químicos
En el segundo párrafo, se presentan ejercicios prácticos que aplican el conocimiento de la escala de pH para determinar las especies presentes en una disolución a equilibrio. Se describe el proceso de trazado de la escala de pH y la colocación de pares ácido-base según sus constantes de equilibrio (Ka). Se explica cómo se identifican las especies en disolución y cómo se determinan las reacciones ácido-base más cuantitativas. Se presentan ejemplos específicos, como la reacción entre ácido cloroso y carbonato de sodio, demostrando cómo se consumen los reactivos y qué productos se forman cuando hay un exceso de ácido. Además, se aborda la reacción de hidrógeno carbonato con ácido cloroso y la formación de ácido carbónico. Se detalla un ejercicio más complejo con concentraciones iniciales de ácido acético y natrium hydrogenodiphosphat (Na2H2G4), mostrando cómo se calculan las concentraciones de las especies al equilibrio y cómo se determinan las reacciones secundarias que ocurren cuando hay un exceso de ácido.
Mindmap
Keywords
💡Escala de pH
💡Ácido
💡Base
💡Par ácido-base
💡Constante de equilibrio
💡pKa
💡Reacción cuantitativa
💡Conjugado
💡Ácido cloroso
💡Hidrógeno carbonato
💡Ácido germanos
Highlights
Curso de apoyo docente con material interactivo sobre cambio de la facultad de química.
Revisar cómo utilizar la escala de pH para predecir reacciones.
Recomendación de ver videos sobre equilibrio químico, ácidos y bases antes de continuar.
Definición de ácido y base según Bronsted y Lowry.
Explicación del concepto de par ácido-base y su relación con la constante de equilibrio.
Proceso para situar pares ácido-base en una escala de pH.
Identificación de la reacción ácido-base más cuantitativa entre el ácido más fuerte y la base más fuerte.
Ejercicio práctico para determinar las especies más susceptibles de formarse.
Análisis de la reacción entre la ácido cloroxo y el carbonato de sodio.
Determinación de las especies presentes en disolución al equilibrio.
Explicación de cómo el ácido cloroxo reacciona con el hidrógeno carbonato.
Análisis de la reacción entre el ácido cloroxo y el hidrógeno fosfato.
Descripción de la escala de pH y cómo se relaciona con las reacciones químicas.
Ejercicio de nivel superior con disolución de ácido acético y natrium hidrogermanato.
Identificación de las especies presentes en disolución al equilibrio en una disolución con ácido acético y natrium hidrogermanato.
Cálculo de las concentraciones de las especies al equilibrio en una disolución química.
Análisis de la reacción secundaria entre el ácido acético y el ácido germanos.
Determinación de las concentraciones finales de ácido germanos y acetato en disolución.
Transcripts
en este curso de apoyo docente con
material interactivo cambio de la
facultad de química revisaremos cómo
utilizar la escala de ph para predecir
reacciones ha sido base acompáñanos
antes de ver este contenido recomendamos
ampliamente ver los vídeos de camino
sobre equilibrio químico ácidos y bases
y constante de acidez ph que podrás
encontrar en la descripción de este
vídeo
a lo largo de este vídeo nos enfocaremos
en la definición ha sido base de brands
de cloud y vimos anteriormente que
además de definir un ácido como una
especie de ahora de protones y una base
como una especie acepto ahora de
protones brondsted y lowry definieron el
concepto de par ácido base cuando se
lleva una reacción a cabo entre un ácido
y una base el ácido genera su base
conjugada y la base genera su ácido
conjugado cada par ha sido base tiene
asociada una constante de equilibrio y
por ende un pecado
situemos los siguientes pares ha sido
base en una escala de ph
lo primero que debemos hacer es trazar
la escala de ph colocamos entonces los
valores de pecado de cada par en orden
creciente después colocamos arriba los
ácidos y abajo las bases de cada par en
su correspondiente pecado los ácidos más
fuertes se encuentran arriba a la
izquierda y las bases más fuertes abajo
a la derecha la reacción ha sido base
más cuantitativa ocurre entre el ácido
más fuerte y la base más fuerte
la reacción genera una base débil que
será la base conjugada del ácido más
fuerte y un ácido débil que es el ácido
conjugado de la base más fuerte
hagamos un ejercicio juntos qué especies
son las más susceptibles de formarse y
tenemos cuatro pares ha sido va a ser
con sus respectivos pk lo primero que
tenemos que hacer es trazar la escala de
ph y colocar los pares en la escala la
reacción más cuantitativa ocurre entre
el ácido más fuerte que en este caso es
la definí la mina y la base más fuerte
que aquí es la dieta y la mina se
generan entonces estas dos especies
podríamos por ejemplo escribir la
reacción balanceada de esta forma y
finalmente la respuesta final es que las
especies más susceptibles de formarse
son c 6 h 52 veces n menos y la
dietilamida proto nada
el primer ejercicio fue muy sencillo
hagamos un ejemplo de problema un poco
más completo se añade carbonato de sodio
n a 203 y fosfato mono potásico cada 2 o
4 a una disolución que contiene ácido
cloro xo hcl o 2 en exceso qué especies
se encuentran en la disolución al
equilibrio y tenemos los diferentes
pares ácido bases con sus respectivos
pecados de igual forma lo oprime el
primer paso será trazar la escala de ph
y colocar los pares ácido base en
función de su pecado
una vez que hemos hecho esto debemos
determinar qué especies se encuentran en
disolución en este caso el ácido cloro
xo el carbonato y el de hidrógeno
fosfato
la reacción ha sido base que se llevará
a cabo es la que ocurre entre el ácido
más fuerte y la base más fuerte en este
caso el ácido cloro so y el carbonato y
se generarán el ión clorito y el
hidrógeno carbonato
como el ácido cloro so está en exceso
todo el carbonato se consume y estas son
las especies que quedan en disolución
pero si te fijas el hidrógeno carbonato
es una especia potter y también puede
reaccionar como base
como hc o 3 - es una base más fuerte que
hace 2 o 4 - el ácido cloro so reacciona
con el hidrógeno carbonato formando
ácido carbónico y más ión clorito
de nueva cuenta puesto que el ácido
cloro so está en exceso todo el
hidrógeno carbonato reacciona y estas
son las especies que quedan en
disolución el ácido carbónico h 12 o 3
no puede reaccionar con ninguna base
ahora la base más fuerte es el hidrógeno
fosfato que puede entonces reaccionar
con el ácido cloro so para formar ión
clorito y ácido fosfórico a pesar de que
el de hidrógeno fosfato no es una base
muy fuerte puesto que hay un exceso de
ácido cloro sopor principio del estrato
y esta reacción se desplaza hacia
productos
otra vez puesto que el ácido cloro so
está en exceso todo el de hidrógeno
fosfatos se consume y finalmente estas
son las especies que se encuentran en
disolución ácido cloro so ácido
fosfórico ácido carbónico y ión clorito
bueno vamos subiendo el nivel de los
ejercicios ahora hagamos un ejercicio de
nivel superior si partimos de una
disolución con concentraciones iniciales
0.04 molar de ácido acético y 0.02 molar
de n a 2 h 2 g
4 en agua que especies se encuentran en
disolución al equilibrio y cuáles son
sus concentraciones y tenemos los tres
pares ha sido base con sus respectivos
pecas de nueva cuenta el primer paso es
dibujar la escala y colocar los padres
ha sido base y después identificar qué
especies están presentes en disolución
aquí puesto que el enunciado nos pide
las concentraciones al equilibrio
debemos escribir las constantes de
acidez para cada par las nombraremos
cada uno que es igual a 10 a la menos
4.76 cada 2 que es igual a 10 a la menos
8.78 y cada 3 que es igual a 10 a la
menos 12 puntos 7
de la escala de ph sabemos que la
reacción que se llevará a cabo es entre
el ácido más fuerte el ácido acético y
la base más fuerte
h 2 g o 42 menos podemos escribir la
reacción de esta manera ahora escribimos
la constante de equilibrio asociada a
esta reacción si multiplicamos arriba y
abajo de la fracción por la
concentración de h más no cambiaremos el
valor de la constante de equilibrio con
este truco matemático podemos apreciar
que aparecen las expresiones de cada uno
en verde y cada 3 en azul por lo que la
constante de equilibrio puede escribirse
como k es igual a cada uno entre cada 3
lo que sustituyendo los valores es igual
a 10 al as 7.94 esto significa que la
reacción está muy desplazada hacia
productos
si planteamos el cuadro de avance de
reacción y sabemos de la constante de
equilibrio que la reacción es total
entonces podemos resolver las ecuaciones
siguientes para determinar la incógnita
x se escoge la solución en la que la x
sea menor y se completa el cuadro de
avance de reacción con esto conocemos
las concentraciones de cada especie al
equilibrio
en nuestra escala de ph todo el h2o 42 -
se ha consumido por lo que quedan en
disolución ácido acético acetato y h3g o
4 - sin embargo esta especie de germanio
es un azote por lo que también puede
reaccionar como base reacciona entonces
con el ácido acético para dar acetato y
ácido germanos
la reacción se escribe de esta manera y
se puede plantear su constante en
equilibrio utilizando el mismo truco
matemático que antes podemos observar
que aparecen los términos de cada uno en
verde picados en rojo la constante de
equilibrio es entonces cada uno entre
cada 2 lo que es igual a 10 a la 4.0 2
esta reacción también está muy
desplazada hacia productos
y repetimos el mismo procedimiento que
antes solo que las concentraciones
iniciales no son las mismas como puedes
ver la concentración de ácido acético
ahora es 0.02 molar lo mismo que la
concentración de h 3 g o 4 - y también
hay una concentración inicial de iones
acetato puesto que se trata de una
reacción total y los reactivos están en
cantidades este geométricas al final no
quedará nada de ácido acético ni de la
base de germanio y en disolución sólo
habrá ácido germanos y aceptando
resolviendo la ecuación para determinar
la incógnita x podemos determinar
entonces las concentraciones al
equilibrio
al final de la reacción tenemos en
disolución 0.02 molar de ácido germanos
y 0.04 molar de iones acetato
hasta aquí hemos llegado ahora puedes
entrenarte pausa el vídeo y resuelve los
siguientes ejercicios buena suerte
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