Reacciones en disolución acuosa (no redox)

Ramón L. Hernández-Castillo, Ph.D. Química 106 (laboratorio)

Objetivos • Reglas de Solubilidad en medio acuoso • Reacciones típicas en medio acuoso (precipitación, ácido-base) • Ecuaciones iónicas totales y netas

Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias El soluto es(son) la sustancia(s) presente en menor cantidad(es) El disolvente es la sustancia que está en mayor cantidad Disolución bebida no alcohólica (l) Aire (g) Soldadura suave (s)

Disolvente

Soluto

H2O

Azúcar, CO2

N2

O2, Ar, CH4

Pb

Sn 4.1

Un electrólito es una sustancia que, cuando se disuelve en agua, forma una disolución que conduce la electricidad. Un no electrólito es una sustancia que, cuando se disuelve en agua, forma una disolución que no conduce la electricidad.

no electrólito

electrólito débil

electrólito fuerte 4.1

¿Conduce electricidad en la disolución? Cationes (+) y Aniones (-)

Electrólito fuerte: 100% disociación NaCl (s)

H 2O

Na+ (ac) + Cl- (ac)

Electrólito débil: no se disocia completamente CH3COOH

CH3COO- (ac) + H+ (ac)

4.1

Hidratación es el proceso en el que un ion se ve rodeado por moléculas de agua acomodadas de manera específica.

δ−

δ+

H2O

Un no electrólito no conduce electricidad? No cationes (+) y aniones (-) en disolución C6H12O6 (s)

H 2O

C6H12O6 (ac)

Electrólito fuerte

Electrólito débil

No electrólito

HCl

CH3COOH

(NH2)2CO

HNO3

HF

CH3OH

HClO4

HNO2

C2H5OH

NaOH

H2O

C12H22O11

Compuestos iónicos 4.1

Reacciones de precipitación Precipitado: sólido insoluble que se separa de la disolución precipitado

Pb(NO3)2 (ac) + 2NaI (ac)

PbI2 (s) + 2NaNO3 (ac)

ecuación molecular Pb2+ + 2NO3- + 2Na+ + 2I-

PbI2 (s) + 2Na+ + 2NO3-

ecuación iónica Pb2+ + 2IPbI2

PbI2 (s)

ecuación iónica neta Na+ y NO3- son iones espectadores 4.2

Cómo escribir las ecuaciones iónicas netas 1. Escriba una ecuación molecular balanceada. 2. Escriba la ecuación iónica que muestra los electrólitos fuertes. 3. Determine el precipitado de las reglas de solubilidad. 4. Cancele los iones espectadores en ambos lados de la ecuación iónica. Escriba la ecuación iónica neta para la reacción de nitrato de plata con cloruro de sodio.

AgNO3 (ac) + NaCl (ac)

AgCl (s) + NaNO3 (ac)

Ag+ + NO3- + Na+ + Cl-

AgCl (s) + Na+ + NO3-

Ag+ + Cl-

AgCl (s) 4.2

Reglas de solubilidad para compuestos iónicos comunes en el agua a 250C Compuestos solubles

Excepciones

Compuestos que contengan iones de metales alcalinos y NH4+ NO3-, HCO3-, ClO3Cl-, Br-, I-

Halogenuros de Ag+, Hg22+, Pb2+

2-

Sulfatos de Ag+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Hg2+, Pb2+

SO4

Compuestos insolubles

Excepciones

CO32-, PO43-, CrO42-, S2-

compuestos que contengan iones de metales alcalinos y NH4+

OH-

Compuestos que contenGAN iones de metales alcalinos y Ba2+ 4.2

Ácidos Tienen un sabor agrio. El vinagre debe su sabor al ácido acético. Las frutas cítricas contienen ácido cítrico. Reaccionan con ciertos metales para producir el gas de hidrógeno. Reaccionan con carbonatos y bicarbonatos para producir el gas dióxido de carbono.

Bases Tiene un sabor amargo. Sensación resbaladiza. Muchos jabones contienen bases. 4.3

Reglas de Solubilidad (Solubles) • Todos los compuestos de amonio (NH4+) son solubles, sin excepción. • Todos los compuestos de metales alcalinos son solubles, sin excepción. • Todos los nitratos (NO3-) son solubles, sin excepción. • Todos los bicarbonatos (HCO3-) son solubles sin excepción. • Todos los acetatos (C2H3O2- o CH3COO-) son solubles, exceptuando el de Ag+ • Todos los cloruros (Cl-), ioduros (I-) y bromuros (Br -) son solubles, exceptuando los que formen con los iones Ag+, Hg22+, Pb2+. • Todos los sulfatos (SO42-) son solubles exceptuando los que formen con Sr2+, Ba2+, Hg22+ y Pb2+.

Reglas Insolubles y Reacciones • Todos los sulfuros (S2-) son insolubles, exceptuando los que formen con amonio, metales alcalinos y Ca2+, Sr2+ y Ba2+. • Todos los carbonatos son insolubles, exceptuando los que se formen con el ión amonio y los metales alcalinos. • Todos los fosfatos (PO43-) son insolubles, exceptuando los que se formen con el ión amonio y los metales alcalinos. • Todos los hidróxidos (OH-) son insolubles, exceptuando los que se formen con el ión amonio, los metales alcalinos, y Ba2+. El hidróxido de Sr2+ es parcialmente soluble. • Los ácidos reaccionan con bases para producir sal y agua. • Los ácidos reaccionan con carbonatos y bicarbonatos para producir CO2 gaseoso, H2O y una sal.

Un ácido Arrhenius es una sustancia que produce H+ (H3O+) en agua

Una base Arrhenius es una sustancia que produce OH- en agua

4.3

Un ácido Brønsted es un donador de protones Una base Brønsted es un aceptor de protones

base

ácido

ácido

base

Un ácido Brønsted debe contener por lo menos un ¡protón ionizable! 4.3

Ácidos monopróticos HCl

H+ + Cl-

HNO3 CH3COOH

H+ + NO3H+ + CH3COO-

Electrólito fuerte, ácido fuerte, Electrólito fuerte, ácido fuerte, Electrólito débil, ácido débil,

Ácidos dipróticos H2SO4

H+ + HSO4-

Electrólito fuerte, ácido fuerte,

HSO4-

H+ + SO42-

Electrólito débil, ácido débil,

Ácidos tripróticos H3PO4 H2PO4HPO42-

H+ + H2PO4H+ + HPO42H+ + PO43-

Electrólito débil, ácido débil, Electrólito débil, ácido débil, Electrólito débil, ácido débil, 4.3

Reacción de neutralización ácido + base

sal + agua

HCl (ac) + NaOH (ac)

NaCl (ac) + H2O

H+ + Cl- + Na+ + OH-

Na+ + Cl- + H2O

H+ + OH-

H2O

4.3