Bases débiles y constantes de ionización de base

Ácidos y bases

Aunque los ácidos y las bases pueden parecer algo que solo se encuentra en un laboratorio de química, en realidad están presentes a nuestro alrededor en la vida cotidiana. ¿Has disfrutado alguna vez de un vaso de zumo de naranja? ¿O tal vez trató de hacer encurtidos caseros con vinagre? El vinagre y el jugo de naranja son ejemplos de ácidos débiles. Las bases incluyen sustancias como la lejía con la que puedes limpiar el baño o el bicarbonato de sodio que usas para hornear galletas.

El bicarbonato de sodio es un ejemplo de base débil.

Pero en ciencia, ¿cómo explicamos qué hacen los ácidos y las bases? Hay algunas formas diferentes de explicar los ácidos y las bases, pero la definición que usaremos aquí es la definición de Bronsted Lowry. Un ácido de Bronsted Lowry es una molécula que puede donar iones de hidrógeno. Una base de Bronsted Lowry es una molécula que puede aceptar iones de hidrógeno.

Constantes de ionización

¿Por qué la lejía es una base tan fuerte que puede quemarnos y, sin embargo, se incorpora bicarbonato de sodio a nuestra comida? Las bases y los ácidos se pueden evaluar en función de cuánto se disocian y producen iones en solución, lo que se denomina ionización. Los ácidos y bases fuertes se ionizan casi por completo en solución, liberando o aceptando muchos iones de hidrógeno. Los ácidos y bases débiles, sin embargo, no se ionizan por completo.

La cantidad de disociación se mide mediante un concepto llamado constante de ionización . Cuanto mayor sea la constante de ionización, más probable es que la molécula produzca iones en solución. Para las bases, usamos la constante de ionización de la base, Kb , para medir la cantidad de disociación que ocurre y, por lo tanto, la fuerza de la base.

Para calcular Kb , podemos usar la relación entre la concentración de los productos y los reactivos, cada uno elevado a su coeficiente en una reacción química equilibrada. Veamos la reacción genérica de una base:

B + H2O = BH + OH-

B es la base y BH es el ácido conjugado o la base después de aceptar un ion hidrógeno. La constante de ionización básica se escribiría como:

Kb = {BH} * {OH-} / {B} * {H2O}

Dado que no hay coeficientes en esta ecuación balanceada, no hay exponentes en el cálculo de la constante de ionización. Como podemos ver en la ecuación, si se favorecen los productos, lo que significa que es probable que la base acepte iones de hidrógeno, el valor de Kb será mayor. Esto significa que cuando el valor de Kb es grande, la base es más fuerte.

Ejemplo

Veamos un ejemplo real. Digamos que tiene un limpiador hecho de amoníaco. Quiere diluirlo en agua y se pregunta qué tan fuerte será la base. Sabemos que la constante de ionización le dirá cuánta disociación se producirá y, como resultado, qué tan fuerte es la base.

Cuando se mezcla amoniaco con agua, se produce la siguiente reacción:

NH3 + H2O = NH4 + + OH-

Sabiendo que esta es la reacción, podemos escribir la expresión para la constante de ionización básica del amoníaco:

Kb = {NH4 +} * {OH-} / {NH3} * {H2O}

Resumen de la lección

Los ácidos de Bronsted Lowry son moléculas que pueden donar iones de hidrógeno en solución, y las bases de Bronsted Lowry son moléculas que pueden aceptar iones de hidrógeno en solución. La fuerza de los ácidos y las bases se mide por su capacidad para crear iones en solución mediante un número llamado constante de ionización , que para las bases se abrevia Kb . Para calcular Kb , crea una relación entre la concentración de los productos y la concentración de los reactivos elevada a sus coeficientes. Cuanto mayor sea el valor de Kb , mayor será la resistencia de la base.