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Ionización de electrolitos débiles

Educación secundaria superiorQuímicaBalance de carga ideal de un ácido o una base monopróticos, que incluye el agua, la dilución y un ácido o una base fuerte con ion común a 25 °C

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Acerca de este experimento

Diluya un electrolito débil, añada un ion común y compare el pH, la fracción ionizada y la conductividad estimada. El equilibrio de ionización se calcula a partir del balance de masa y de carga, no mediante una aproximación basada en la raíz cuadrada.

Objetivos de aprendizaje

  • Diferencie la concentración del grado de ionización.
  • Prediga los efectos de la dilución y del ion común en ácidos y bases.
  • Relacione las poblaciones de iones con una estimación ilustrativa de la conductividad.

Cómo usarlo

  1. 1Anote el pH inicial y la fracción ionizada del ácido débil.
  2. 2Añade agua y compara la fracción ionizada con la concentración analítica, que va disminuyendo.
  3. 3Restablece y añade HCl; observa cómo un ion hidrógeno común suprime la ionización del ácido.
  4. 4Cambia a una base débil y repite el proceso usando NaOH como reactivo de ion común.

El modelo

En un ácido débil, la fracción de aniones disociados se obtiene a partir de este balance de materia.
Este es el balance de cargas del lado ácido al añadir HCl; el cálculo del lado básico incluye su ácido conjugado positivo y el sodio.
Las conductividades iónicas límite proporcionan una estimación para soluciones diluidas.

Supuestos

  • La autoionización del agua se mantiene fija en Kw = 10 elevado a menos catorce a 25 °C. Se omiten los efectos de la actividad y de la fuerza iónica.
  • La muestra comienza con 100 mL. Los volúmenes de diluyente y de reactivo fuerte 0,1 M se suman al volumen total; los iones comunes se añaden como HCl o NaOH, no como una sal conjugada.
  • Los coeficientes de conductividad aproximan los de los iones acetato, amonio y los iones espectadores comunes. Cambiar el pK crea un análogo ilustrativo, no una sustancia nueva medida.
  • El color del medidor es una superposición de indicador virtual. Los colores de las partículas representan fracciones aproximadas, no trayectorias individuales de electrones o moléculas.

Pruébalo en clase

  1. Q1¿Por qué puede aumentar la fracción ionizada mientras disminuye la concentración de iones al diluir?
  2. Q2¿Por qué un ácido fuerte común reduce la fracción de aniones del ácido débil incluso cuando aumenta la conductividad total?

Preguntas frecuentes

¿Se utiliza siempre la fórmula de ionización con raíz cuadrada?

No. La ecuación completa de electroneutralidad incluye el agua y el electrolito fuerte, por lo que sigue siendo aplicable cuando falla la aproximación habitual de ionización pequeña.

¿La adición de agua cambia el número de unidades fórmula del electrolito débil?

No. Cambia el volumen total y la distribución de equilibrio, mientras que la cantidad analítica del electrolito débil permanece fija.