HIDRÓLISIS DE SALES

 

 
 

¿Qué pH tienen las disoluciones acuosas de las sales?

Hemos visto que los ácidos producen disoluciones acuosas con pH<7 y que las disoluciones de las bases tienen pH >7. ¿Necesariamente las sales han de producir disoluciones acuosas neutras?

La experiencia nos demuestra que las disoluciones de las sales pueden ser neutras, ácidas o alcalinas. ¿De qué depende?

-Densidad

- Estados de agregación de la materia

-Clasificación de la materia

- Mezclas y sustancias puras

- Métodos de separación de mezclas

- ¿Qué es un elemento químico?

- Compuestos químicos

- Moléculas y redes cristalinas

 

TIPOS DE SALES

Hay diferentes manera de clasificar las sales. Por ejemplo:

A nosotros nos interesa clasificarlas por su origen. Las sales son el producto de una reacción de neutralización de un ácido y una base. Teniendo en cuenta que hemos clasificado los ácidos y las bases como fuertes o débiles, se nos plantean cuatro posibilidades de combinación:

Ácido + Base = Sal + Agua

HCl + NaOH = NaCl + H2O

HCl + NH3 = NH4Cl

CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O

CH3COOH + NH3 = CH3COONH4

La siguiente simulación le permite manejar diferentes ácidos y bases

¿Qué pH tendrá una disolución acuosa de carbonato de litio, Li2CO3?

Esta sal procede de un ácido débil (el ácido carbónico) y de una base fuerte (el hidróxido de litio), en consecuencia su disolución acuosa será alcalina, es decir, tendrá pH>7.

Pruebe si ha entendido los conceptos con la siguiente simulación

HIDRÓLISIS

En general, el término hidrólisis indica reacción con el agua. Aquí nos interesará la reacción de hidrólisis que pueden sufrir los iones de las sales. Como resultado de ello puede cambiar la acidez del medio.

Solo sufrirán hidrólisis los iones que tengan suficiente fuerza ácida o básica. Los iones que sean ácidos o bases muy débiles no se hidrolizarán. Por tanto, los iones que sufrirán hidrólisis han de proceder de un ácido o de una base débil. Recordemos que si el ácido de un par conjugado es débil, su base conjugada es fuerte. Asimismo, si la base es débil su ácido conjugado es fuerte.

SAL PROCEDENTE DE ÁCIDO FUERTE Y BASE FUERTE

¿Qué características ácido-base tienen los iones que forman a partir de la disociación de la sal en agua?

El ión cloruro (Cl-) es la base débil del ácido fuerte HCl. Por tanto, no se hidroliza, es decir, no reacciona con el agua.

El ión sodio (Na+) es el ácido débil de la base fuerte NaOH. Por tanto, no se hidroliza tampoco.

En definitiva, las concentraciones de iones hidronio e hidroxilo del agua pura no se modifican. La disolución resultante sigue siendo neutra. (Nota: En la figura anterior no se han indicado los iones hidroxilo e hidronio que proceden de la autoionización del agua)

SAL PROCEDENTE DE ÁCIDO FUERTE Y BASE DÉBIL

El cloruro de amonio es una sal que se obtiene de la reacción entre el ácido clorhídrico (fuerte) y el amoniaco (débil)

¿Qué características ácido-base tienen los iones que forman a partir de la disociación de esta sal en agua?

El ión cloruro (Cl-) es la base débil del ácido fuerte HCl. Por tanto, no se hidroliza, es decir, no reacciona con el agua.

El ión amonio (NH4+) es el ácido fuerte de una base débil NH3. Por tanto, la hidrólisis de este ion es significativa. El resultado de ese proceso es la aparición de cantidades importante de iones hidronio que acidifican la disolución. La constante de equilibrio del proceso de hidrólisis es, simplemente, la constante de acidez del ion amonio que puede calcular se a partir de la Kb del amoniaco.

En definitiva, las concentraciones de iones hidronio e hidroxilo del agua pura si se modifican. La disolución resultante es ácida. (Nota: En la figura anterior no se han indicado los iones hidroxilo e hidronio que proceden de la autoionización del agua)

EJEMPLO

Determinar el pH de una disolución acuosa de 0,1 M de cloruro de amonio. La constante de basicidad del amoniaco es Kb=1,8·10-5

EJEMPLO

La anilina (C6H5NH2) es una base más débil que el amoniaco, su constante de basicidad es 4,3·10-10. Compruebe que una disolución 0,233 M de cloruro de anilinio (C6H5NH3Cl) tiene un marcado carácter ácido con pH=2,64. ¿Por qué el pH es menor que el calculado para la disolución 0,1 M de cloruro de amonio?

 

SAL PROCEDENTE DE ÁCIDO DÉBIL Y BASE FUERTE

El acetato de sodio es una sal que se obtiene de la reacción entre el ácido acético (débil) y el hidróxido de sodio (fuerte)

¿Qué características ácido-base tienen los iones que forman a partir de la disociación de esta sal en agua?

El ión acetato (CH3COO-) es la base fuerte del ácido débil CH3COOH. Por tanto, la hidrólisis de este ion es significativa, El resultado de este proceso es la aparición de cantidades importantes de iones hidroxilo que alcalinizan el medio. La constante de equilibrio del proceso de hidrólisis Kh es, simplemente, la constante de basicidad del ion acetato que se puede calcular a partir de la Ka del ácido acético.

El ión sodio (Na+) es el ácido débil de la base fuerte NaOH. Por tanto, no se hidroliza.

En definitiva, las concentraciones de iones hidronio e hidroxilo del agua pura si se modifican. La disolución resultante es básica. (Nota: En la figura anterior no se han indicado los iones hidroxilo e hidronio que proceden de la autoionización del agua)

EJEMPLO

Determinar el pH de una disolución acuosa de 0,05 M de acetato de sodio. La constante de acidez del ácido acético es Ka=1,8·10-5

EJEMPLO

Determinar si la sal Na2HPO4 tiene una disolución acuosa ácida o básica

El ion sodio es un ácido débil, por tanto, no sufre hidrólisis. El ion hidrógenofosfato, sin embargo, sí sufre hidrólisis, pero es anfiprótico, ¿cómo actuará frente al agua, como ácido o como base?. Su Ka=4,2·10-13, por tanto, se puede calcular el Kb de su base conjugada: 10-14/4,2·10-13=1,6·10-7. Como Kb>>Ka, actuará como base, alcalinizando el medio.

 

SAL PROCEDENTE DE ÁCIDO DÉBIL Y BASE DÉBIL

El fluoruo de amonio es una sal procedente del ácido fluorhídrico (débil) y del amoniaco (débil)

¿Qué características ácido-base tienen los iones que forman a partir de la disociación de esta sal en agua?

El ión fluoruro (F-) es la base fuerte del ácido débil HF. Por tanto, la hidrólisis de este ion es significativa, El resultado de este proceso es la aparición de cantidades importantes de iones hidroxilo que alcalinizan el medio. La constante de equilibrio del proceso de hidrólisis Kh es, simplemente, la constante de basicidad del ion fluoruro que se puede calcular a partir de la Ka del ácido fluorhídrico.

El ión amonio (NH4+) es el ácido fuerte de una base débil NH3. Por tanto, la hidrólisis de este ion es significativa. El resultado de ese proceso es la aparición de cantidades importante de iones hidronio que acidifican la disolución. La constante de equilibrio del proceso de hidrólisis es, simplemente, la constante de acidez del ion amonio que puede calcular se a partir de la Kb del amoniaco.

En definitiva, las concentraciones de iones hidronio e hidroxilo del agua pura si se modifican. La acidez de la disolución resultante depende de las fuerzas ácida y básica relativas de los iones que se han formado. No se puede dar una respuesta general como en los otros tres casos planteados. En este caso concreto, la constante de basicidad del ion fluoruro es Kb=1,4·10-11 y la constante de acidez del ion amonio es Ka=5,6·10-10. Como la constante de acidez es mayor que la de basicidad, la disolución resultante será ácida.

(Nota: En la figura anterior no se han indicado los iones hidroxilo e hidronio que proceden de la autoionización del agua)

 

HIDRÓLISIS DE IONES METÁLICOS

A excepción de los iones de los metales alcalinos, la mayoría de los iones metálicos sufren hidrólisis produciendo disoluciones ácidas. Para entender este proceso es necesario tener presente que en disolución acuosa los iones están solvatados y que la primera capa de solvatación está formada por un cierto número de moléculas de agua que actúan de manera solidaria con el ion.

En ejemplo puede ser el ion aluminio, que está rodeado de 6 moléculas de agua. Cada una de ellas forma un enlace covalente dativo con el ion (acidos de Lewis), ocupando los orbitales híbridos formados por la combinación de 1 orbital 3s, 3 orbitales 3p y 2 orbitales 3d.

El ion aluminio hidratado puede sufrir hidrólisis. Este proceso puede entenderse en términos ácido-base.

Se comprueba que el ion aluminio hidratado puede aportar iones hidronio al agua

De forma similar se comportan los iones de hierro, cobre o zinc

Al igual que en el caso del aluminio, el ion de Fe3+ hexahidratado puede perder un protón de una de las moléculas de agua que actúan como ligando. Ese protón será capturado por una molécula de agua, quedando el ion Fe3+ unido a 5 moléculas de agua un a un grupo hidroxilo. Su carga global es 2+.

 

Chemistry Libre Texts

Capítulo 1

Physical vs. Chemical Change

Classification of Matter

Mixtures and Compounds

Paper Chromatography of Ink

Phases of Water

Capítulo 2

Alpha, Beta, and Gamma Rays

Rutherford Experiment

Atomic Notation

Isotopes

Mass Spectrometer

Trabajando con CURSO DE INTRODUCCION EN QUIMICA GENERAL (Universidad Valladolid)

Nomenclatura

Estructura atómica

Propiedades periódicas

Estequiometría

Test

Trabajando con Alonsofórmula Formulación Química Inorgánica

Trabajando con Alonsofórmula Formulación Química Orgánica

Trabajando con 100ciaquimica

PHET (QUÍMICA GENERAL)

IOWA University (Simulations)

Delights of Chemistry

Educaplus

Libro del Web de Química del NIST

Laboratorio virtual ChemCollective

Mineralogy database

Phase Diagrams & Computational Thermodynamics

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Introductory Chemistry v.1 (cap 1)

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