Transcript for:
Conceptos clave de pH y ácidos

en este vídeo vamos a revisar el concepto de ph lo que son los ácidos y los amortiguadores tenemos una reacción en la que ahí ve reaccionan para darse y de cuando el sistema llega al equilibrio nosotros podemos calcular la constante de equilibrio que de acuerdo con la fórmula que tenemos aquí va a ser igual al producto de las concentraciones de los productos de iv de entre el producto de las concentraciones de los reactores aire si aplicamos esto a la reacción de disociación del agua entonces tenemos que el agua se disocia en un protón y en un hidroxilo la constante de equilibrio que describe esta reacción va a ser igual al producto de las concentraciones de los protones y los hidroxilo entre la concentración de agua la concentración de hojas es de 1 por 10 a la menos 7 en el agua pura la concentración de protones es 1 por 10 a la menos 7 molar en agua pura de tal manera que este producto es 1 por 10 a la menos 14 un número muy pequeñito comparado con este que tenemos aquí abajo que es 55.5 molar para fines prácticos la concentración de agua es constante y por tanto la podemos pasar al otro lado de la ecuación multiplicando a la constante de equilibrio y este producto de constante de equilibrio por la concentración de agua le vamos a llamar la constante del producto iónico del agua que va a ser igual al producto de la concentración de protones por la concentración de hidroxilo y este producto va a ser igual a 1 por 10 a la menos 14 molar al cuadrado ahora aquí estamos tratando con números muy pequeñitos y cuando uno tiene números muy pequeñitos lo que conviene es utilizar a los logaritmos por tanto definimos el ph como el menos logaritmo de la concentración de protones si nos dan el ph de una solución sacamos el anti logaritmo del valor negativo del ph y obtenemos la concentración de protones esta operación que tenemos aquí corresponde a elevar la base 10 a la potencia menos ph las unidades de concentración de protones va a ser la de molar y that lo mismo podemos definir para el peo h menos logaritmo de la concentración de hidroxilo o para el pk w menos logaritmo de la constante del producto iónico del agua o del pk en donde la k es la constante de disociación de un ácido y va a ser igual a menos logaritmo de la k sacando logaritmos de esta igualdad llegamos a esta relación que dice que el ph más el ph es igual a pk w que es igual a 14 existen dos tipos de problemas en el primero nos dan la concentración de protones en este caso es 3.6 por 10 a la menos 9 molar y nos piden calcular el ph lo único que tenemos que hacer es sacar el logaritmo de 3.6 por 10 a la menos 9 multiplicarlo por menos 1 y obtenemos el ph que corresponde a esta concentración de protones en el otro tipo de problema nos dan el ph de una solución por ejemplo 7.4 y nos piden cuál es la concentración de protones que corresponde a ese ph lo que tenemos que hacer aquí es elevar la base 10 a la potencia menos ph para obtener la concentración de protones en la siguiente parte vamos a ver dos ejemplos uno utilizando la calculadora científica de windows 1 en donde calculamos el ph a partir de una concentración de protones y otro en el que calculamos una concentración de protones a partir del ph vamos a suponer que nos dan una concentración de protones de 0.1 23 486 molar y nos piden cual es el ph de esa solución lo primero que tenemos que hacer es sacar el logaritmo de este número y nos da un número negativo debido a que el número era más pequeño que 1 y luego de acuerdo con la definición de ph que es el menos logaritmo de la concentración de protones multiplicamos este número por menos 1 así que el ph de esta solución es 4.0 655 pero también está el problema inverso sabemos que el ph de la sangre es 7.4 y lo que queremos es obtener la concentración de protones que está relacionada con este peace de 7.4 de acuerdo con la ecuación que nosotros vimos hay que multiplicar 7.4 x menos uno y luego elevar la base 10 a este valor de menos 7.4 y lo que obtenemos es un una concentración de protones de 3.98 por 10 a la menos 8 molar por último pasemos el tema de ácidos bases y amortiguadores de acuerdo con brondsted y laurie un ácido es una sustancia que dona protones en solución por ejemplo el ácido clorhídrico que cuando entra en solución acuosa cede un protón y un unión cloruro una base es una sustancia capaz de aceptar protones aquí tenemos el ejemplo del hidróxido de sodio que cuando entré en solución acuosa se disocia en un sodio catión y en 1h a nyon este valle tiene la capacidad de unir un protón y transformarse en la molécula de agua y es por eso que el hidróxido de sodio es una base pero aquí tenemos otra base el acetato el acetato puede unir a un protón y transformarse en el ácido conjugado que es el ácido acético podemos dividir a los ácidos en fuertes y débiles un ácido fuerte es aquel que se disocia completamente en solución por ejemplo el ácido clorhídrico que cede un protón y un unión cloruro por otro lado los ácidos débiles son aquellos que no tienen una gran tendencia a disociarse por ejemplo el ácido acético y aquí tenemos una descripción general de la disociación de un ácido débil que finalmente va a alcanzar un equilibrio cuando este ácido se disocia va a producir un protón y otra molécula que corresponde a la base conjugada del ácido por ejemplo el ácido acético cuando suelta el protón produce también la base conjugada que se llama acetato los ácidos dependiendo del número de protones que pueden soltar se clasifican en mono pro ticos y pro ticos trípticos y polípticos un ácido mono pro tico es aquel que suelta un protón un ejemplo es el ácido acético que suelta un protón y la base conjugada que es el acetato esta reacción está descrita por una constante disociación muy pequeña 1.74 por 10 a la menos 5 molar si sacamos el logaritmo de este número y lo multiplicamos por menos 1 obtenemos el pk de esta reacción 4.76 un ácido di pro tico es aquel que puede soltar dos protones ejemplo la lámina que suelta en un primer paso un protón y en un segundo paso otro protón para la primera disociación tenemos una constante de disociación de 4.57 por 10 a la menos 3 molar que es pequeña que corresponde a un pecado de 2.34 vean que para la segunda disociación la constante de disociación disminuye muchísimo 2.5 por 10 a la menos 10 y el pk aumenta esto quiere decir que mientras más pequeña es la constante de disociación más débil es el ácido si ahora nos fijamos en los pecas mientras más grande es el pecado más débil es el ácido así que el grupo car box y lo es un ácido más fuerte que el grupo amino un ácido tríptico es aquel que puede soltar tres protones por ejemplo el ácido fosfórico suelta 1 2 y 3 en tres etapas para la primera etapa tenemos una constante disociación de 7.25 por 10 a la menos 3 molar que corresponde a un t cada de 2.14 para la segunda disociación la constante de disociación disminuye por tanto este es un ácido más débil que este que tenemos aquí finalmente en la tercera etapa de disociación tenemos una constante disociación muy muy pequeñita 3.98 por 10 a la menos 13 molar que corresponde a un teca de 12.4 viendo las constantes de disociación esta constante es más grande que esta constante y es más grande que esta constante así que este ácido aunque es débil es más fuerte que este ácido que tenemos aquí y este es más fuerte que este ácido que tenemos aquí mientras más pequeño es el pecado más fuerte es el ácido por último un sistema amortiguador está compuesto por un ácido débil y su base conjugado y dependiendo del pk de este sistema amortiguador es el ph al cual va a amortiguar por ejemplo el ácido acético sería un buen amortiguador ph 4.76 aquí es importante mencionar que este pecado 16.86 es muy cercano al ph de la sangre y del líquido intracelular por lo que el fosfato va a ser un excelente amortiguador del ph en los líquidos intra y extra celulares