Bases Debiles

Como los ácidos, no todas las bases disocian totalmente o reaccionan totalmente. Poco, solamente una fracción de las moléculas reacciona y forman un equilibrio. Éstos se conocen como bases débiles.

Las bases débiles reaccionan con agua quitandole los protones, de tal modo forman sus ácidos conjugados y iones OH-

NH 3 (ac) + H 2 O (l) NH 4 + (ac) + OH - (ac)

La expresión de la constante equilibrio para esta reacción es:

K = { [ NH 4 + ][OH - ] / [ NH 3 ] } = K b

K es la constante de la disociación basica, y es el equivalente básico de una Ka

En la siguiente tabla, varias bases débiles se enumeran, junto con sus ácidos conjugados, reacciones del equilibrio, y valores Kb.

Algunas Bases Débiles

Base Ácido Conjugado Reacción De Equilibrio K b
Amoníaco (NH 3)
NH 4 +
NH 3 + H 2 NH 4 + + OH -
1,8 x10 -5
Piridine (C 5 H 5 N)
C 5 H 5 NH +
C 5 H 5 N + H 2 C 5 H 5 NH + + OH -
1,7 x10 -9
Hidroxilamina (H 2 NOH)
H 3 NOX +
H 2 NOH + H 2 H 3 NOH + + OH -
1,1 x10 -8
Metilamina (NH 2 CH 3)
NH 3 CH 3 +
NH 2 CH 3 + H 2 NH 3 CH 3 + + OH -
4,4 x10 -4

Los aniones de ácidos débiles son también bases débiles. Por ejemplo, C 2 H 3 O 2 - (ac) es la base conjugada del ácido acético. Reacciona como sigue:

C 2 H 3 O 2 - (ac) + H 2 O (l)  HC 2 H 3 O 2 (ac) + OH - (ac)

y su K b = 5,6 x 10 -10 .

Objetivo 12
Dado la molaridad de una solución básica débil en agua, calcule el pH o la K cuando se sabe el otro.

EJEMPLO:

Calcule el pH de una solución de 0,010 M de NaClO. La K b para ClO - es 3,3 x10 -7 .

NaClO (una sal) disocia totalmente en Na + y ClO , una base débil. El Na es un ion espectador en la solución, y no afecta así el pH.

PASO  1: Escriba la ecuación paraClO :

ClO - (ac) + H 2 O (l) HClO (ac) + OH - (ac)

PASO  2: Cree y complete una Tabla de C. I.E.:

ClO - (ac) + H 2 O (l) HClO (ac) + OH - (ac)

ClO - HClO OH -
INICIAL
Los 0.010M
0
0
CAMBIO
M
M
M
EQUILIBRIO
(0,010 - )m
M
M

PASO  3: Substituya las concentraciones del equilibrio en la expresión de la constante de equilibrio:

K b = 3,3 x 10 -7 = { (x)(x)/ 0,010 - x) }

PASO  4: Como K bes tan pequeña, podemos asumir que será pequeño también. Debido a esto, podemos reescribir la ecuación como:

3,3 10 -7 = { x 2 / 0,010 }

así evitando el uso de la ecuación cuadrática.

x = 5,7 10 -5 M = [ OH - ]

PASO  5: Determine el pH:

[ H + ] = { 1,0 10 -14 / [ OH - ] } = { 1,0 10 -14 / 5,7 10 -5 } = 1,8 10 -10 M

pH = - log[ H ] = - log( 1,8 10 -10 M) = 9,75

EJEMPLO

El pH de una solución de 0,050 M de NaBrO es 10,70. CalculeK b para BrO .

PASO  1: Escriba la reacción del equilibrio para BrO :

BrO - (ac) + H 2 O (l) HBrO (ac) + OH - (ac)

PASO  2: Determine [ OH - en el equilibrio:

pH = 10,70

Por lo tanto, [ H + ] = 10 -10,70 = 2,0 10 -11 M

[ OH - ] = { 1,0 10 -14 / 2,0 10 -11 } = 5,0 10 -4 M

PASO  3: Tabla de C.I.E.:

BrO - (ac) + H 2 O (l) HBrO (ac) + OH - (ac)

BrO - HBrO OH -
INICIAL
0,050 M
0
0
CAMBIO
-5,0 10 -4 M
+5,0 10 -4 M
+5,0 10 -4 M
EQUILIBRIO
~0.050 M
5,0 10 -4 M
5,0 10 -4 M

Observe que no hay variables en esta tabla.

PASO  4: Substituya las concentraciones del equilibrio en la expresión equilibrio-constante:

K b = { [ HBrO][OH - ] / [ BrO - ] }

K b = { (5,0 x 10 -4 )(5.0 10 ) -4 / (0,050) }

K b = 5,0 x 10 -6