Esther Medina: Reaccions de transferència de protons
27
Reaccions de transferència de protons. ÀCIDS-BASES 2on Batxillerat
description
Reaccions de transferència de protons adreçada a alumnat de 2n de batxillerat. Autora: Esther Medina.
Transcript of Esther Medina: Reaccions de transferència de protons
Reaccions de transferència de protons. ÀCIDS-BASES
2on Batxillerat
IDENTIFICACIÓ EXPERIMENTAL D’ÀCIDS I BASES
ÀCIDS Gust agre Corrosius Reaccionen amb
certs metalls (εo<0) desprenent H2
Paper indicador: vermell
Ex: llimona, vinagre
BASES Gust amarg Tacte llefiscós Paper indicador:
blau Amb fenolftaleïna
la dissolució es torna violeta
Amb àcids formen sals
Ex: sosa, lleixiu
TEORIA D’ARRHENIUS Finals de s. XIX ÀCID: és tot electròlit que, en
dissoldre’s en aigua, es dissocia en ions hidrògens H+ i el seu respectiu ió:
HCl ↔ Cl-(aq) + H+ (aq)
HNO3 ↔ NO3-(aq) + H+ (aq)
HA ↔ A-(aq) + H+ (aq)
TEORIA D’ARRHENIUS
BASE: és tot electròlit que, en dissoldre’s en aigua, es dissocia en ions hidroxil OH- i el seu respectiu ió.
NaOH ↔ Na+(aq) + OH- (aq)
KOH ↔ K+
(aq) + OH- (aq)
BOH ↔ B+(aq) + OH- (aq)
TEORIA D’ARRHENIUS Reaccions de neutralització:
H+ + OH- → H2O Limitacions:
Només és aplicable a dissolucions aquoses.
Només justifica el caràcter àcid o bàsic de compostos que tinguin presents en la seva estructura ions hidrogen o hidroxil.
P. ex: NH3
TEORIA DE BRÖNSTED I LOWRY Principis del s.XX (1923) ÀCID : és tota substància que té
tendència a cedir un protó.
àcid base base àcid
conjugada conjugat
CH3COOH + H20 ↔ CH3COO-(aq) + H3O+
(aq)
HA + H2O ↔ A-(aq) + H3O+
(aq)
TEORIA DE BRÖNSTED I LOWRY BASE : és tota substància que té
tendència a acceptar un protó.
base àcid àcid base
conjugat conjugada
NH3 + H2O ↔ NH4+
(aq) + OH-(aq)
Reacció àcid -base: HA + B ↔ A- (aq) + BH+
(aq)
B + H2O ↔ BH+(aq) + OH-
(aq)
FORÇA RELATIVA D’ÀCIDS ÀCIDS FORTS : es troben totalment
dissociats en aigua.HA + H2O → A-
(aq) + H3O+(aq)
ÀCIDS FEBLES: es troben parcialment dissociats en aigua.
HA + H2O ↔ A-(aq) + H3O+
(aq)
constant d’acidesa
HA
OHAKa
3
FORÇA RELATIVA DE BASES BASES FORTES : es troben totalment
dissociades en aigua. B + H2O → BH+
(aq) + OH-(aq)
BASES FEBLES: es troben parcialment dissociades en aigua. B + H2O ↔ BH+
(aq) + OH-
(aq)
constant de basicitat
BOHBH
Kb
AUTOPROTÒLISI DE L’AIGUA Substància amfipròtica: espècie química
que, com l’aigua, pot comportar-se com àcid o com a base depenent de la substància amb la qual reaccioni.
H2O(l) + H2O(l) ↔ OH-(aq) + H3O+
(aq)
Constant d’ionització de l’aigua o producte iònic de l’aigua
OHOHKw 3
CONCEPTE DE pH El pH d’una dissolució aquosa es
defineix com: pH= - log [H3O+] El pOH d’una dissolució aquosa es
defineix com: pOH= - log [OH-] A 25ºC la Kw= 10-14
Per tant, a 25ºC:
pH + pOH = 14
ESCALA DE pH
A 25ºC, una dissolució és neutra si:[H3O+] =10-7M pH=7
Una dissolució és àcida quan:
[H3O+] >10-7M pH < 7
Una dissolució és bàsica quan:[H3O+] < 10-7M pH > 7
ESCALA DE pH
HIDRÒLISI DE SALS
Sal que deriva d’un àcid fort i una base forta NaCl → Na+
(aq) + Cl-
(aq)
L’anió Cl -(aq) és una base molt feble perquè és la base
conjugada del HCl, un àcid fort. Per tant, no reacciona amb l’aigua i no modifica el pH
El catió Na+(aq) és un àcid molt feble perquè és l’àcid
conjugat del NaOH, una base forta. Per tant, no reacciona amb l’aigua i no modifica el pH.
Totes les dissolucions aquoses de sals que provenen d’un àcid fort i d’una base forta tenen pH neutre.
HIDRÒLISI DE SALS
Sal que deriva d’un àcid fort i una base feble NH4Cl → NH4
+(aq) +
Cl-(aq)
L’anió Cl -(aq) és una base molt feble perquè és la base
conjugada del HCl, un àcid fort. Per tant, no reacciona amb l’aigua i no modifica el pH.
El catió NH4+
(aq) és un àcid feble perquè és l’àcid conjugat del NH3, una base feble. Per tant, cedirà protons a l’aigua segons una reacció d’hidròlisi i la dissolució tindrà un pH<7
NH4+
(aq) ↔ NH3(aq) + H3O+(aq)
Totes les dissolucions aquoses de sals que deriven d’un àcid fort i d’una base feble tenen pH àcid.
HIDRÒLISI DE SALS
Sal que deriva d’un àcid feble i una base forta CH3COONa → CH3COO-
(aq) + Na+
(aq)
El catió Na+(aq) és un àcid molt feble perquè és l’àcid
conjugat del NaOH, una base forta. Per tant, no hi ha reacció d’hidròlisi.
El catió CH3COO-(aq) és una base feble perquè és la base
conjugada de l’àcid acètic, un àcid feble. Per tant, captarà protons de l’aigua segons una reacció d’hidròlisi i la dissolució tindrà un pH>7
CH3COO-(aq) ↔ CH3COOH(aq) + OH-
(aq)Totes les dissolucions aquoses de sals que deriven d’un àcid feble i d’una base forta tenen pH bàsic.
DISSOLUCIONS REGULADORES DEL pH
Es poden aconseguir dissolucions reguladores de dues maneres:
Amb un àcid feble i una sal d’àcid feble: NH3/NH4Cl
Amb una base feble i una sal de base feble: CH3COOH/CH3COONa
Les dissolucions que fan possible que el pH d’una dissolució es mantingui constant tot i afegir-hi petites quantitats d’àcid o base s’anomenen
dissolucions reguladores del pH, dissolucions tampó o dissolucions amortidores.
DISSOLUCIONS REGULADORES DEL pH
Dissolució reguladora NH3/NH4Cl
NH3 + H2O ↔ NH4+
(aq) + OH-(aq)
NH4Cl → NH4+
(aq) + Cl-(aq)
34
NH
OHNHKb
4
3
NH
NHKOH b
sal
baseKOH b
DISSOLUCIONS REGULADORES DEL pH
Dissolució reguladora CH3COOH/CH3COONa
CH3COOH + H2O ↔ CH3COO-(aq) + H3O+
(aq)
CH3COONa → CH3COO-(aq) + Na+
(aq)
COOHCH
OHCOOCHKa
3
33
4
3
NH
NHKOH b
sal
àcidKOH a
3
INDICADORS ÀCID-BASE Els indicadors àcid-base són substància,
generalment orgàniques, amb caràcter àcid feble o base feble que posseeixen la propietat de presentar diferent coloració segons el pH del medi en què es troben. Aquesta propietat és deguda al fet que l’espècie molecular té diferent color que l’espècie ionitzada.
HIn + H2O ↔ In - + H3O+
Color 1 Color 2 (forma àcida) (forma bàsica)
INDICADORS ÀCID-BASE Per veure el color 1:
pH=pKHIn -1
Per veure el color 2:
pH=PKHIn + 1
La zona o interval de viratge de l’indicador comprèn dues unitats de pH on no es diferencien un o altre color.
10
In
HIn
10
1
In
HIn
INDICADORS ÀCID-BASE
VOLUMETRIA ÀCID-BASE Es coneix amb el nom de valoració
àcid-base el procés mitjançant el qual es determina la concentració d’àcid o base que conté una dissolució determinada.
La tècnica emprada per dur a terme aquest procés s’anomena volumetria (mesura de volum) i el seu fonament químic és la reacció de neutralització.
VOLUMETRIA ÀCID-BASE Es col·loca en un erlenmeyer un volum
conegut de la dissolució problema (àcida o bàsica) i gotes de l’indicador.
Desprès s’afegeix des d’una bureta el volum de la dissolució patró (bàsica o àcida) de concentració coneguda.
El viratge de l’indicador ens permetrà determinar el moment en què s’assoleix el punt d’equivalència.
VOLUMETRIA ÀCID-BASE
VOLUMETRIA ÀCID-BASE Corba de valoració
És la representació gràfica de la variació del valor de pH en el transcurs d’una volumetria, és a dir, en funció de la dissolució valorant.
Corba de valoracióàcid fort - base forta
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
0,0 50,0 100,0 150,0
V NaOH (mL)
pH
VOLUMETRIA ÀCID-BASEVNaOH (mL) pH
0 2,89
20 4,14
50 4,74
75 5,22
90 5,7
95 6,02
99 6,74
100 8,72
101 10,7
110 11,68
120 11,96
àcid feble- Base forta
0
2
4
6
8
10
12
14
0 20 40 60 80 100 120 140
V NaOH (mL)
pH
![Hadronic interaction of η mesons with protons · η′ mesons were discovered over fourty years ago [33–35] their hadronic interaction with nucleons has not been established. The](https://static.fdocument.org/doc/165x107/5e8ead87ce94c0335659440f/hadronic-interaction-of-mesons-with-protons-a-mesons-were-discovered-over.jpg)
![On the scattering power of radiotherapy protons - arXiv · arXiv:0908.1413v1 [physics.med-ph] 10 Aug 2009 On the scattering power of radiotherapy protons Bernard Gottschalk ∗ August](https://static.fdocument.org/doc/165x107/5ae048917f8b9af05b8d7250/on-the-scattering-power-of-radiotherapy-protons-arxiv-09081413v1-10-aug-2009.jpg)
