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Los indicadores son colorantes cuyo color es
distinto según estén en presencia de un ácido o una
base. El cambio de color o viraje del indicador se
debe a que cambia su estructura química al perder
o aceptar un protón.
Color de los Indicadores usuales como función del
pH:
EL pH
El concepto de pH evolucionó a partir de una
serie de procesos que condujeron a una
comprensión clara de los ácidos y las bases.
Los ácidos y las bases originalmente se
distinguían por la diferencia de su sabor y, más
tarde, por la manera en que afectaban ciertos
materiales que después se conocieron como
indicadores. A raíz del descubrimiento del
hidrógeno por Canvendish en 1766, no tardó en
hacerse evidente que todos los ácidos
contenían este elemento. Los químicos pronto
se dieron cuenta de que las reacciones de
neutralización entre ácidos y bases siempre
producían agua. A partir de estos datos, y de
información adicional relacionada, se concluyó
que las bases contenían grupos hidroxilo.
En 1887 Arrhenius publicó su teoría sobre la
ionización. Desde entonces los ácidos han
sido definidos como sustancias que al
disociarse dan iones hidrógeno o protones, y
las bases, sustancias que al disociarse dan
iones hidroxilo.
Las reacciones de neutralización son simplemente reacciones Ácido-Base, en las que un ácido anula
la acción de una base o a la inversa. Los ácidos sueltan H+ en la solución y las bases sueltan OH-. Si
fuésemos a mezclar un ácido y una base, el ión H+ se combinaría con el ión OH- para crear la molécula
H2O, o simplemente agua: H+(aq) + OH-(aq)  H2O.
La reacción neutralizante de un ácido con una base siempre producirá agua y sal, tal como se muestra:
HCl + NaOH  H2O + NaCl, HBr + KOH  H2O + KBr
Si la concentración de base es suficiente, todos los iones H+ procedentes del ácido serán neutralizados
por los OH- procedentes de la base. Un exceso de base otorgará a la disolución resultante un carácter
básico. Por el contrario, la existencia de iones H+ no neutralizados, debido a un exceso de ácido, dará
lugar a que la disolución tenga carácter ácido.
La teoría de la ionización proviene de una
disertación doctoral de Svante Arrhenius en
1887. Esta teoría explica que todos los
ácidos, bases y sales se disocian en iones
cuando están en soluciones acuosas. Él notó
que soluciones equivalentes de diferentes
compuestos tienen un grado de
conductividad muy diferente. Arrhenius
atribuyó este fenómeno al diferente grado de
disociación o ionización de cada sustancia, y
esta teoría explica apropiadamente muchos
de los fenómenos observados en las
soluciones acuosas.
La conductividad de una solución es una
medida de su capacidad para transportar una
corriente eléctrica y varía con el tipo y número
de iones que contiene la solución. La
conductividad se puede medir en una celda de
conductividad conectada a un circuito con
puente de Wheatstone. Esta disposición
permite que la resistencia eléctrica sea medida
por la celda.
El circuito denominado puente de Wheatstone, está formado por
tres resistencias conocidas y una desconocida, conectadas a una
fuente de corriente continua y a un galvanómetro. Variando el valor
de una de las resistencias conocidas, el puente se puede ajustar a
cualquier valor de la resistencia desconocida, que se calcula a
partir de los valores de las otras resistencias.