PRÁCTICA-4 PROPIEDADES ÁCIDO-BASE DE LAS SALES: HIDRÓLISIS

PRÁCTICA-4

PROPIEDADES ÁCIDO-BASE DE LAS SALES: HIDRÓLISIS

En esta práctica mediremos el pH (carácter ácido, básico o neutro) de disoluciones acuosas de diversas sales, y comprobaremos que estas disoluciones pueden ser no sólo neutras sino también ácidas o básicas.

FUNDAMENTO DE LA PRÁCTICA

Muchas disoluciones salinas tienen un pH neutro, pero otras pueden tener un pH ácido o básico. Esto se debe a que las sales iónicas son electrolitos fuertes que, en agua, se disocian por completo en iones. El anión y/o el catión pueden sufrir reacciones ácido-base con el agua (reacción de hidrólisis) modificando el pH de la disolución.

El término hidrólisis de una sal se utiliza para describir la reacción ácido-base, del anión y/o del catión que proceden de la sal, con el agua. El pH de la disolución resultante dependerá de esa reacción de hidrólisis.

En general podemos decir que:

(a) Las sales cuyos iones provienen de un ácido fuerte y de una base fuerte no se hidrolizan y sus disoluciones son neutras. Ejemplos de este tipo son: NaCl, KBr.

(b) La disolución de una sal derivada de un ácido fuerte y una base débil es ácida, debido al carácter ácido del catión. Ejemplos de este tipo son: NH4Cl y NH4NO3. Para esta última los procesos a considerar son:

DISOCIACIÓN DE LA SAL: NH4NO3(s) + H2O(l) ↔   NH4+(ac) + NO3ˉ(ac)

EQUILIBRIO DE HIDRÓLISIS: NH4+(ac) + H2O(l)  ↔  NH3(ac) + H3O+(ac)

La Ka vendrá dada por: K= [NH₃]·[H₃O⁺]/[NH₄⁺]

Esta constante se relaciona con la Kb(NH3) teniendo en cuenta el producto iónico del agua  K_w = K_a*K_b = [H₃O⁺]·[OH^-] = 10^-14

Otro tipo de cationes ácidos son los cationes hidratados de iones metálicos pequeños y de elevada carga como el Al³⁺ .  En disolución acuosa el ión aluminio se asocia con seis moléculas de agua y el correspondiente equilibrio ácido-base o reacción de hidrólisis da lugar a iones  H₃O⁺:

Al(H2O)₆³⁺ (ac) + H₂O (l) ↔  Al(H2O)₅²⁺ (ac) + H₃O⁺ (ac)

(c) La disolución de una sal derivada de un ácido débil y de una base fuerte es básica, debido al carácter básico del anión. Algunos ejemplos son: KCH3COO, KNO2

(d) Si las sales provienen de un ácido débil y de una base débil al disolverse, en agua, producen iones (catión y anión) que se hidrolizan y, el pH de la disolución dependerá de las fuerzas relativas del ácido débil y de la base débil.

MÉTODO EXPERIMENTAL

En seis tubos de ensayo disolvemos en agua una pequeña cantidad de las sales NaNO3, K2CO3, NaCH3COO, NH4Cl y Al2(SO4)3. En el sexto tubo añadir unos 5 mL de agua.

Medimos el pH de cada una de las disoluciones con un papel indicador situado sobre una superficie limpia y seca. Para ello introducimos la punta de una varilla en los tubos de ensayo hasta que se humedece y lo posamos sobre el papel indicador. Dependiendo del color del papel tendrá un pH determinado.

Responda a las siguientes cuestiones

1.- Complete el siguiente cuadro.

2.- Escriba las reacciones disociación de cada una de las cinco sales consideradas. Indique el estado físico de cada una de las especies que intervienen.

3.- Justifique los valores de pH observados, indicando, para cada disolución, el ión o iones que sufren hidrólisis. Escriba los equilibrios de hidrólisis de los aniones y cationes correspondientes.

Posibles errores

Al comparar los colores medidos con el papel indicador con la tabla proporcionada en el laboratorio podemos medir el pH pero de manera poco precisa. Para realizarlo más rigurosamente habría que hallar la concentración de H+ en cada caso y de ahí calcular el pH de las disoluciones.