Estudiar capítulo 10 “Acidos y Bases” y sección 2 “Electrolitos y no electrolitos” del libro de texto




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fecha de publicación27.08.2016
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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS, CUM

UNIDAD DIDACTICA DE QUIMICA, PRIMER AÑO
GUÍA DE ESTUDIO 2016
SEMANA 12

ACIDOS, BASES Y ELECTROLITOS

Licda. Corina Marroquín Orellana
Estudiar capítulo 10 “Acidos y Bases” y sección 8.2 “Electrolitos y no electrolitos” del libro de texto .


Definiciones de


Acido

Base

Arrehnius





Brônsted-Lowry






Lewis







Clasificación de ácidos según diferentes criterios

1.Inorgánicos *

Orgánicos*

Los H en negro, son los que se sustituyen o se disocian.

Ej. HNO3 HCl H2SO4

Ej. CH3COOH C6H5COOH

2. Por el número de Hidrógenos sustituibles.

2.1. Monopróticos ( 1 Hidrogeno )

2.2. Dipróticos * ( 2 Hidrógenos)

2.3. Tripróticos * ( 3 Hidrógenos )

* Se les conoce como polipróticos a los que poseen 2 o más Hidrógenos sustituibles

Ej:

2.1. HCl , HNO3 , HClO4

2.2. H2SO4 , H2S , H2CO3

2.3. H3PO4 , H3BO3

3. Por la intensidad en que se ionizan:

3.1. Fuertes: se ionizan casi en un 100%

3.2.Débiles: se ionizan en un pequeño %

Ej: 3.1. HCl , HNO3 , H2SO4

3.2. HF , CH3COOH

*Generalmente, la fórmula de un ácido inorgánico comienza con H ( uno,dos ó tres ) , la de un ácido orgánico posee uno ó más grupos –COOH ( -CO2H ).

ACIDOS Y BASES DÉBILES Y FUERTES

Características generales, que ayudan a identificar un ácido ó base fuerte y débil.

Acido Fuerte

Acido Débil

Base Fuerte

Base Débil

Se ioniza 100%

Se ioniza en un pequeño %.

Se ioniza 100%

Se ioniza en un pequeño %

Ionización irreversible

Ionización reversible

Ionización irreversible

Ionización reversible

Ej.

HCl  H+ + Cl -

Ej:

HF ⇄ H+ + F-


Ej:

KOH  K+ + OH-


Ej:

NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH-


No poseen Ka

Si poseen Ka

No poseen Kb

Si poseen Kb


-----------------

Ka= [ H +] [ F-]

[HF ]



--------------------

Kb= [NH4+] [OH-]

[ NH3 ]


Electrolitos fuerte

Electrolitos débil

Electrolitos fuerte

Electrolitos débil




*Ka: Constante de ionización de ácido débil * Kb: Constante de ionización de base débil. En la expresión de Ka y Kb, no se toma en cuenta la [H2O], aunque aparezca como reactivo.

Complete el cuadro. Observe el ejemplo (ejercicio No.2)

Fórmula

Ecuación de Ionización

Posee Ka / Kb No tiene Ka /Kb

Acido/base Fuerte/Débil

CH3COOH







Acido Débil


HNO3

HNO3  H+ + NO3-

No tiene Ka

Acido fuerte





KOH  K+ + OH-









CH3NH2 + H2O CH3NH3+ + OH-

Posee Kb



C3H7NH2







Base débil





C3H7COO- + H+







ELECTROLITOS

Buscar en introducción práctica no. 12 y sección 8.2 y tabla 8.4 del libro de texto.

Tipo de soluto

Concepto

Se disocia?

Si/No

Tipo de partículas en solución

Conducen

electricidad?

Ejemplos


Electrolito fuerte
















Electrolito Débil














No Electrolito

















PARES ACIDO-BASE CONJUGADOS:

(Se verán exclusivamente los casos de ácidos y bases débiles, debido a que se los conceptos se aplicarán en la semana 13. )

Son componentes de la ionización de ácidos o bases débiles, ya que como su ionización es reversible coexisten las formas moleculares y sus especies iónicas.

0

HF + H2O F - + H3O +

 

Acido Base Conjugada

NH3 (ac) + H2O (ac) NH4+ (ac) + OH- (ac)

 

Base Acido conjugado

Complete:





Compuesto

Ionización **

Acido / base

Base conjugada */ Acido Conjugado*




H2PO4 -

H2PO4 - H+ +HPO4 -2

H2PO4 ( ácido)

HPO4 -2 ( base conjugada)







H2CO3H++ HCO3-













C6H5NH2 + H2O ⇄ C6H5NH3+ +OH-




C6H5NH3+ (ácido conjugado)







NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH-.
















CH3 CH2COOH

( ácido)





Note: la base conjugada de un ácido débil (HX) es el anión generado en su ionización (X-).

El ácido conjugado de una base débil (BNH2)es el catión generado en su ionización ( BNH3+ ).

En la ionización de ácidos encontramos H+ ó H3O+, del lado de los productos, en la de las

bases encontramos OH-, en los productos.


IONIZACION DEL AGUA y su producto ionico Kw ( página 382 )

H2O + H2O H3O+ + OH

Agua Agua ion hidronio ion hidroxilo


La reacción anterior puede escribirse : H2O H+ + OH-

Para toda solución acuosa y agua pura: La constante del producto iónico del agua: Kw

Kw = [H3O+] [OH-] = 1x10 -14 o bien Kw = [H+][OH-] = 1x10 -14


Fórmulas para calcular pH y pOH
pH = -log [H+ ] pOH= -log [OH - ]

pH + pOH = 14


Fórmulas para calcular [H+ ] y [OH - ]
[H+ ] = 10 –pH [OH-] = 10 - pOH

[H+ ] [OH - ] = 1 x 10-14

En el siguiente diagrama. Escriba en la parte superior los valores de pH (0 – 14) y en la inferior sus correspondientes [ H+ ]. En las flechas escriba lo que corresponda . Use color rojo para todo lo relacionado a pH ácido, azul para lo básico y verde para lo neutro.( vea tabla 10.7)



pH














































































































































[H + ]















































Indique Acido,

Neutro y Básico 


Cálculo de pH de soluciones de ácidos y bases fuertes
Como éstos se ionizan casi en su totalidad, la concentración del ácido o de la base equivale a la de los iones H+ o de los OH- .

Ej. de ácido fuerte.

Cuál es la [H+] y el pH de una solución 0.024M de HCl.?

HCl  H+ + Cl-

Entonces [ H+] = 0.024M  pH = -log H+] pH = -log 0.024 pH = 1.62

pH es ácido.

Ej. de base fuerte: Calcule [ OH - ] y pH de una solución 0.06M de NaOH

NaOH  Na + OH-

[OH-] = 0.06M, como es base calculemos pOH = -log [OH]

pOH = -log 0.06 pOH = 1.22 usemos la fórmula pH + pOH = 14

pH = 14 - pOH pH = 14 - 1.22 pH = 12.78 El pH es básico o alcalino
1.Complete el cuadro:








M

pH

pOH

[H + ]

[OH - ]

El pH es ACIDO / NEUTRO / BASICO



HNO3










1.26 x 10-3









KOH













6.30 x 10 -3






HCl

0.25


















HI




2.80















NaCl

-------




7












NaOH

0.01

















2. Calcule [H+], a partir de datos de pH de orina. ( pH normal de orina rango 4.5-7.5)

    1. Paciente con insuficiencia renal pH orina 8.6




    1. Paciente diabético pH 3.8


Cálculo Ka, Kb, % de ionización y pH de soluciones de ácidos y bases débiles

Estos se ionizan débilmente,la ionización es reversible, debe aplicarse las fórmulas siguientes:

Acido débil




Ecuación de ionización: HX  H+ + X-

Ka = [H+ ] [X- ]

[HX]









% ionización de ácido débil = [H+] x 100

[ HX ]

Para calcular el pH debe despejarse [ H+], en cualquiera de las dos ecuaciones.


Base Débil




Ecuación de ionización: MOH  M+ + OH-

Kb = [M+ ] [OH- ]

[MOH]







% de ionización de base débil = [ OH-] x 100

[MOH]

Debido a que son bases, para calcular pH, primero se despeja [OH-], se calcula pOH

y luego el pH usando : pH + pOH = 14  pH = 14-pOH

2. Calcule [ H+] , el pH y el % de ionización, de una solución de CH3COOH 0.08M

(Ka = 1.8 x 10 -5 ). Escriba además su reacción de ionización.
3.Cual es el pH, pOH y el % de ionización de una solución 0.4M de HF( Ka 7.2 x 10 -4 )
HF ⇄ H+ + F-

4. Calcule [ H+], pH y Ka de una solución 0.15M de ácido fórmico ( HCOOH) ionizada 3.7 %
5. Calcule [ OH-], % de ionización y el pH de una solución 0.4M de C2H5NH2, sabiendo que su Kb = 5.2 x 10 -4

C2H5NH2 + H2O ⇄ C2H5NH3+ + OH-

Nota: En cálculos de Ka y Kb no tomar en cuenta el H2O, aunque aparezca como reactivo.


6.Calcule Kb de una solución 0.25 M de NH3 ionizada en un 0.85 %

NH3 + H2O ⇄ NH4 + + OH- ( no tomar en cuenta el H2O )
7. El pH de una solución 0.08 M de ácido benzoico ( C6H5COOH) es 2.64. Calcule Ka y

[H+]. C6H5COOH ⇄ C6H5COO- + H+

La siguiente sección se refiere a preguntas acerca de temas desarrollados en las secciones “LA QUIMICA EN LA SALUD” Y “LA QUIMICA EN EL AMBIENTE”


  1. ELECTROLITOS EN LOS LIQUIDOS CORPORALES (Página 305 ).

a. Que electrolitos se miden generalmente en una prueba de sangre.? ______________

b. Cuál de los electrolitos anteriores participan en:

c. El mantenimiento de la uniformidad de los latidos cardiacos: ______________.

d. Participa en el mantenimiento del pH adecuado de la sangre_______________

e. Cuál es el catión más abundante? _______ Y el Anión más abundante? ____________

f. Cuál de las soluciones descritas en la tabla 8.7 usaría, para reponer los siguientes electrolitos, a un paciente con déficit de éstos.?

g. Iones lactato _____________________ h. HPO4-2 ____________________________

i. Ca +2 y Mg+2________________________ j. Cl- pero no K+______________________


  1. ACIDO ESTOMACAL, HCl .Página 389.

    1. Cuántos mL de jugo gástrico puede segregar una persona en un día? _______
      A cuantos litros equivale._______________

b.Además de HCl, el jugo gástrico contiene._____________________________________

c. El HCl se segrega en el estómago hasta alcanzar un pH de _____.

d-.Cúal es el ácido que contiene el jugo gástrico? Fórmula _______, Nombre ________ , como se llaman las células en el estómago que lo producen.? ______________________

e.Que función tiene el moco viscoso que se segrega en el interior del estómago.?

f. En la enfermedad del reflujo gástrico, el contenido ácido del estómago se mueve hacia el ___________. Causando síntomas como : _____________, ________________.

g. El estrés estimula o disminuye la formación de ácido gástrico.? ____________-

h. Qué sustancia producen las células del intestino delgado para neutralizar el ácido gástrico .? _______________ con el fin de llevarlo a un pH aproximado de.?__________


3-“LLUVIA ACIDA” página 392.

a. Cuál es el pH aproximado de la lluvia.?___. En la ” lluvia ácida”, el pH es menor de:______

b. Escriba las ecuaciones que muestren como:

c. El SO3, se combinan con el agua para formar H2SO4, formando lluvia ácida.
d. El NO2 se combina con el H2O y generan HNO3, componente de la lluvia ácida ( limite el uso de su automóvil y disminuya la contaminación.) :

e. De que material son los monumentos y estructuras que ha dañado la lluvia ácida?_______

f. A que pH en lagos contaminados los peces y vegetales ya no sobreviven?__________

g. País donde la lluvia ácida ha dañado casi el 70% de bosques y suelos.?____________

4. “ANTIACIDOS” PÁGINA 394.

a.Para qué se usan los antiácidos:___________________________________________
b. Usando la información de la tabla 10.8. Enumere 2 antiácidos que contengan:

Al(OH)3____________________________Mg(OH)2______________________________
CaCO3________________________________.
Complete el cuadro:


Componente

del antiácido

Efecto(s) secundario(s)

No recomendable en pacientes con

Al(OH)3




- - - - - - - - - - - - - -- -

Mg(OH)2




- - - - - - - - - - - - - - - -

CaCO3







NaHCO3








c. Enumere los problemas que ocasiona el uso excesivo de antiácidos.________________

________________________________________________________________________
En base a la información dad en la figura 10.4 página 384, responda.
a. Si padece de acidez estomacal, enumere cuatro bebidas que debe evitar consumir:
b. Cuál es menos ácido: El agua de mar o el agua potable? _______________________
c. Ordene de menor a mayor pH, los siguientes fluidos (Sangre, Bilis, Leche, Jugo gástrico):

________________________________________________________________________
Realice en hojas adjuntas, los siguientes ejercicios del libro. Vea respuestas en página 407.

Nota : [ H3O +] es equivalente a [ H+].

10.33, 10.35, 10.37 de página 383. 10.39 , 10.41, 10.43, página 391



RESPUESTAS:

Cuadro 1.


M

pH

pOH

[H + ]

[OH - ]

El pH es ACIDO / NEUTRO / BASICO

a)

HNO3

0.0016

2.89

11.11

1.26 x 10 -3

7.76x 10 -12

Ácido

b)

KOH

0.0063

11.8

2.20

1.58 x 10 -12

6.30 x 10 -3

Básico

c)

HCl

0.25

0.6

13.40

0.25

3.98 x 10-14

Ácido

d)

HI

0.0016

2.80

11.20

1.6 x 10-3

6.25 x 10-11

Ácido

e)

NaCl

-----------

7

7

1 x 10-7

1 x 10-7

Neutro

f)

NaOH

0.01

12.0

2.0

1x 10 -12

1x 10 -2

Básico


2a

2.51 x 10 -9

5

[H+] = 5.55 x 10 -3 pH= 2.25

Ka = 2.05 x 10 -4

2b

1.58 x 10 -4

6

[OH-] = 1.44 x 10 -2 pH = 12.16

% ionización = 3.6

3

[H+] = 1.2 x 10-3 , pH= 2.92 % = 1.5

7

Kb = 1.81 x 10 -5

4

[H+] = 1.7 x 10 -2 pH = 1.77

pOH= 12.23 % = 4.25

8

[H+] = 2.29 x 10-3 Ka= 6.56 x 10 -5




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