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Ing. Sandra Gavilanes 2021 - 2021 QUÍMICA ANALÍTICA SOLUCIONES AMORTIGUADORAS SOLUCIONES AMORTIGUADORAS Constante de Disociación Constante de Disociación CONSTANTE DE DISOCIACIÓN Cuando un ácido débil o una base débil se disuelven en agua, ocurre una disociación parcial. Ka: constante de disociación de un ácido débil o constante de acidez. Kb: constante de disociación de una base débil o constante de basicidad Constante de Disociación Ejemplos: Ka. Ej: Ácido nitroso. Kb. Ej: Amoniaco. Constante de Disociación Ejemplo: amoniaco Constante de Disociación Esta relación es general para pares ácido/base conjugados. Kb= 1,75*10-5 Ka= 5,70*10-10 DISOLUCIONES AMORTIGUADORAS Disoluciones Amortiguadoras Una Disolución Amortiguadora (buffer) o disolución reguladora, se define como la solución que resiste cambios en su pH cuando se diluye o cuando se le añaden pequeñas cantidades de ácidos o bases fuertes. Amortiguadores: conservación del pH constante o casi constante. Disoluciones Amortiguadoras PROPIEDADES DE DISOLUCIONES AMORTIGUADORAS Efecto de la dilución Resistencia de las disoluciones amortiguadoras a los cambios en el pH provocados por dilución. Efecto de la adición de ácidos y bases fuertes Resistencia a cambios de pH después de la adición de pequeñas cantidades de ácidos y bases fuertes. En la industria se utilizan disoluciones amortiguadoras para mantener el pH relativamente constante y a niveles predeterminados. Disoluciones Amortiguadoras Las disoluciones amortiguadoras se preparan a partir de pares: Ácido débil + base conjugada ácido débil y su sal Base débil + ácido conjugada base débil y su sal Ejemplo: ácido acético / acetato de sodio amoniaco / cloruro de amonio Capacidad amortiguadora Una disolución que contiene un par ácido/base conjugado poseen una marcada resistencia a los cambios en el pH. Acido débil + base conjugada Acido débil + base conjugada Las disoluciones amortiguadoras se pueden obtener: - Mezcla de un ácido débil y su sal. - Combinando un exceso de ácido débil con alguna base fuerte para producir una sal por neutralización. - Mezclando un exceso de sal con ácido fuerte para producir el ácido débil del amortiguador. Acido débil + base conjugada Ácido débil: Sal del ácido débil: Acido débil + base conjugada Disoluciones Amortiguadoras La ecuación de Henderson-Hasselbalch La ecuación de Henderson-Hasselbalch, que se utiliza para calcular el pH de las disoluciones amortiguadoras. Acido débil + base conjugada Ecuación de Henderson- Hasselbalch Base débil + ácido conjugado Base débil + ácido conjugado - La mezcla de una base débil y su sal también se puede obtener combinando un exceso de la base débil con algún ácido fuerte para producir una sal por neutralización Base débil + ácido conjugado - Mezclando un exceso de sal con una base fuerte para producir la base débil del amortiguador - Mezcla de un base débil y su sal. Ejercicios SOLUCIONES AMORTIGUADORAS Potencial de hidrógeno 1) Determinar el pH de una disolución amortiguadora que contiene 0.40 M de ácido acético y 1.00 M de acetato de sodio? ácido acético Ion acetato Disoluciones amortiguadoras Acido débil + base conjugada Acido débil: Sal del ácido débil: 2 2 2) Determinar el pH de una disolución que contiene 0.40 M de ácido fórmico y 1.00 M de formiato de sodio? ácido fórmico Ion formiasto Disoluciones amortiguadoras 3) Calcule el pH de una disolución amortiguadora que tiene 0.20 M de NH3 y 0.30 M de NH4Cl. Disoluciones amortiguadoras Base débil + ácido conjugado Base débil: Sal de la base débil: 2 5 Kw = Ka Kb Base débil + ácido conjugado 26 Acido débil + base conjugada 4) Calcular el pH de una solución amortiguadora preparada mediante la adición de 10 mL de ácido acético 0.10 M a 20 mL de acetato de sodio 0,10 M ácido acético acetato de sodio Exceso de ácido débil con una base fuerte para producir una sal 5) Calcular el pH de una solución que se prepara agregando 25 mL de hidróxido de sodio 0,10 M a 30 mL de ácido acético 0,20 M. ácido acético hidróxido de sodio acetato de sodio mmol = 2.5 ácido acético mmol = 3.5 6) Calcule el cambio en el pH que ocurre cuando una porción de 100 ml de a) NaOH 0.050M y b) HCl 0.050M se añaden a 400 ml de la disolución amortiguadora que tiene 0.20 M de NH3 y 0.30 M de NH4Cl. Además indicar la variación de pH. Respuesta: Disoluciones amortiguadoras - La mezcla de una base débil y su sal también se puede obtener combinando un exceso de la base débil con algún ácido fuerte para producir una sal por neutralización Base débil + ácido conjugado - Mezclando un exceso de sal con una base fuerte para producir la base débil del amortiguador - Mezcla de un base débil y su sal. 7) Calcule el cambio en el pH que ocurre cuando una porción de 100 ml de a) NaOH 0.050M y b) HCl 0.050M se añaden a 400 ml de la disolución amortiguadora que tiene 0.20 M de NH3 y 0.30 M de NH4Cl. Además indicar la variación de pH. Disoluciones amortiguadoras Desarrollo: 7.1 Calculamos el pH de una disolución amortiguadora que tiene 0.20 M de NH3 y 0.30 M de NH4Cl. Disoluciones amortiguadoras Desarrollo: 7.2 a) Calcular el cambio en el pH que ocurre cuando una porción de 100 ml de NaOH 0.050M se añaden a 400 ml de la disolución amortiguadora. Disoluciones amortiguadoras Desarrollo: 7.2 b) Calcular el cambio en el pH que ocurre cuando una porción de 100 ml de HCl 0.050M se añaden a 400 ml de la disolución amortiguadora. Disoluciones amortiguadoras 8) Calcular el volumen de amoniaco concentrado y el peso de cloruro de amonio que se tendría que tomar para preparar 100 mL de una solución amortiguadora pH 10, si la concentración final de sal debe ser 0,20 M. Potencial Hidrógeno Videos (223) 24. Potencial hidrógeno - pH- Soluciones amortiguadoras | Química Analítica –YouTube https://www.youtube.com/watch?v=kj75bt2jAMQ https://www.youtube.com/watch?v=WPjQpFodO1o (223) 34. Soluciones amortiguadoras | Química Analítica –YouTube https://www.youtube.com/watch?v=NHNXW-uNJBY (223) 36. Soluciones amortiguadoras | Química Analítica –YouTube https://www.youtube.com/watch?v=2yn33zsy0gA 3 6 https://www.youtube.com/watch?v=WPjQpFodO1o&list=PLU2PdV0_TFe0dJpOSgitmoYeK0tRtoivm&index=33&t=32s https://www.youtube.com/watch?v=WPjQpFodO1o&list=PLU2PdV0_TFe0dJpOSgitmoYeK0tRtoivm&index=33&t=32s https://www.youtube.com/watch?v=WPjQpFodO1o&list=PLU2PdV0_TFe0dJpOSgitmoYeK0tRtoivm&index=33&t=32s BIBLIOGRAFÍA: D. Skoog, D. West, F. Holler, S. Crouch. (2015) Fundamentos de Química Analítica. México: Cengage Learning, 9na edición. G. Christian. (2009). Química Analítica. México: Mc Graw Hill, 6ta edición. D. Harvey (2009). Analytical Chemistry 2.0. Mc Graw Hill. Edición electrónica. Videos, Diego Flores
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