Estudio Fuerza Iónica PDF

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Fuerza ionica, Teoria y ejercicios...

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UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS PROGRAMA DE QUÍMICA ASIGNATURA: 23131 QUÍMICA ANALÍTICA I

Prof. C. Caicedo

DOCUMENTO DE ESTUDIO No. 2 FUERZA IÓNICA Y ACTIVIDAD Para una reacción en equilibrio como la de autoprotólisis del agua, se ha expresado la constante de equilibrio Kw, en términos de las concentraciones de los iones H3O+ y OH-. 2H2O  H3O   OH 

K w  H3O    OH  

La constante de equilibrio para cualquier sistema químico expresada en función de las concentraciones, es generalmente conocida como constante aparente y por lo general se escribe como KC o simplemente K, constante que es solo una aproximación a la constante de equilibrio verdadera denominada constante termodinámica, representada como K° y expresada en función de las actividades de los componentes del sistema. La constante termodinámica para el equilibrio de autoprotólisis del agua se expresa en función de las actividades de los iones H 3O+ y OH-.

Kwo = aH O aOH 3

(23) La actividad de una especie química, ion o molécula, se considera como la “concentración efectiva” de la especie en una disolución o con la que participa en un proceso químico. El valor de la constante de equilibrio de una reacción es independiente de la magnitud de las concentraciones de los constituyentes del sistema en reacción y se encuentra relacionada solamente con la proporción de estos en el equilibrio, por tanto Kw° tiene siempre un mismo valor a una determinada temperatura independientemente si las concentraciones de las especies se expresan como molares o milimolares en el equilibrio, debido a que:

G º  RT ln K º

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y ΔG° es una constante que indica el cambio de energía libre de una reacción a condiciones estándar. Cuando las reacciones tienen lugar en soluciones de electrolitos excesivamente diluidas, el valor de Kw medido coincide con Kw° calculado a partir del ΔG° de la reacción. Para una reacción determinada los valores numéricos de K de equilibrio, no son verdaderamente constantes, sino que dependen de las condiciones de reacción; las variaciones en el valor de K se deben a desviaciones del comportamiento ideal. Tanto mas concentrado sea el soluto en la solución, más se aleja este del comportamiento ideal. Toda reacción reversible que involucra especies iónicas se desvía del comportamiento ideal debido a los efectos electrostáticos que se producen cuando la solución contiene cantidades apreciables de iones; por ello es necesario introducir un factor de corrección denominado coeficiente de actividad. Este coeficiente de actividad f, relaciona la actividad y la concentración molar de las especies que participan en la reacción:

f

a C

Como la actividad a de una especie es casi siempre menor que la concentración real C, el coeficiente de actividad f es menor que la unidad, ( f...