Reacciones ácido débil-base débil

Digamos que HA representa un ácido débil  genérico y B representa una base débil genérica.  Si nuestro ácido débil dona un protón a nuestra  base débil, se formará A menos y HB más. Para identificar pares de bases de  ácidos conjugados recordemos que solo   hay un protón o una H más de diferencia  entre un ácido y su base conjugada. De modo que cuando HA dona su  protón y se convierte en A menos,   A menos debe ser la base conjugada de HA.  Así que hay una H más de diferencia entre HA  y A menos. Son un par ácido base conjugado. Cuando B acepta un protón, se convierte en HB más,   por lo tanto, HB más debe  ser el ácido conjugado de B. Como hay una diferencia de H más entre B  y HB más, son un par ácido base conjugado. Veamos la situación en la que la constante de  equilibrio para esta reacción es mayor que uno.  Si K es mayor que uno, eso significa que, en  equilibrio, hay más productos que reactantes,   por lo tanto, el equilibrio favorece  la formación de los productos. Para reacciones ácido-base el  equilibrio siempre favorece el   lado con el ácido más débil y la base más débil. Por lo tanto, dado que el equilibrio favorece   a los productos, el ácido más débil y  la base más débil, están del lado del   producto y el ácido más fuerte y la base más  fuerte están en el lado de los reactantes. Así que al comparar nuestros dos ácidos, HA y HB más, HA es el ácido más fuerte de los dos.  Y al comparar nuestras dos bases B y A  menos, B es la base más fuerte de las dos. Cuando la constante de equilibrio  es menor que 1 eso significa que,   en equilibrio, hay más reactantes que productos.  Por eso, esta vez, el equilibrio  favorece la formación de los reactantes. Y el equilibrio siempre favorece al lado  con el ácido más débil y la base más débil.  Como el equilibrio favorece a los reactantes, el  ácido más débil y la base más débil, están en el   lado de los reactantes y el ácido más fuerte y  la base más fuerte están del lado del producto. Así que comparando nuestros dos ácidos, HA y HB  más, esta vez, HB más es el ácido más fuerte de   los dos y para nuestras bases B y A menos, esta  vez, A menos es la base más fuerte de las dos. Veamos un ejemplo de una reacción  de ácido débil, base débil.  El anión sulfato de hidrógeno reacciona  con el anión carbonato para formar el   anión sulfato y el anión carbonato de hidrógeno. Observando la reacción, el anión de sulfato  de hidrógeno está donando su protón por lo   que debe ser el ácido y el anión carbonato está  aceptando un protón así que debe ser la base. Después de que el anión sulfato de hidrógeno  dona su protón se convierte en el anión sulfato,   SO4 2 menos. Por lo tanto,   el anión Sulfato debe ser la  base conjugada de HSO4 menos. De modo que un par de ácido base  conjugado es HSO4 menos y SO4 2 menos. Cuando el anión carbonato acepta el protón, se  convierte en el anión carbonato de hidrógeno.  Por lo tanto, el anión carbonato de hidrógeno,  debe ser el ácido conjugado del anión carbonato. Así que otro par ácido-base conjugado  consiste en el anión carbonato,   y el anión carbonato de hidrógeno. La constante de equilibrio para esta reacción  a 25 grados Celsius es mayor que uno,   por lo tanto el equilibrio favorece  la formación de los productos. Como el equilibrio favorece la formación  del ácido más débil y la base más débil,   sabemos que el ácido más débil y la  base más débil deben estar en el lado   del producto y el ácido más fuerte y la base  más fuerte están en el lado de los reactantes. Por lo tanto, el anión sulfato de hidrógeno es  un ácido más fuerte que el anión carbonato de   hidrógeno, y el anión carbonato es una  base más fuerte que el anión sulfato. Veamos otro ejemplo de una reacción  de ácido débil, base débil. En este caso, el ácido fluorhídrico reacciona con   el amoníaco para formar el ion amonio un  NH4 más, y el anión fluoruro, F menos. Debido a que el ácido fluorhídrico dona un protón,   es un ácido y debido a que el amoníaco acepta  un protón, el amoníaco funciona como una base. Y cuando HF dona un protón, se convierte  en el anión fluoruro F menos, por lo tanto,   el anión fluoruro es la base conjugada de HF. Y cuando el amoníaco acepta un protón, se convierte en NH4 más el ion amonio,  por lo tanto, el ion amonio  es el ácido conjugado de NH3. Digamos que mezclamos moles iguales de nuestro  ácido débil HF con nuestra base débil NH3 y   nuestro objetivo es averiguar si la solución  resultante es un ácido, una base o es neutra. En primer lugar, necesitamos determinar  si son los reactantes o los productos   los favorecidos en el equilibrio  y para ayudarnos a determinarlo   aquí tenemos los valores de Ka y  Kb para nuestros ácidos y bases. Así que aquí está el valor de Ka para el  ácido fluorhídrico a 25 grados Celsius,   todos estos están a 25 grados Celsius. Aquí está el valor de Kb para el amoníaco,  el valor de Ka para el ion amonio y  el valor de Kb para el anión fluoruro. Entonces, al observar nuestros dos ácidos, este  es el ácido fluorhídrico y este el catión amonio,   Ka para el ácido fluorhídrico tiene un valor más  alto que Ka para el catión amonio, por lo tanto,   el ácido fluorhídrico es el más fuerte de  los dos, es el ácido más fuerte de los dos. Y para las dos bases, tenemos amoníaco  y también tenemos el anión fluoruro,   observando los valores de Kb, para el amoníaco  el valor de Kb es mayor que el valor de Kb   para el anión fluoruro, por lo tanto, el  amoníaco es la base más fuerte de las dos. Así que tenemos el ácido más fuerte  y la base más fuerte en el lado del   reactante y el ácido más débil y la  base más débil del lado del producto. Sabemos que el equilibrio favorece al lado con el ácido más débil y la base más débil.  Por lo tanto el equilibrio favorece  la formación de los productos. Entonces podemos continuar y escribir la   constante de equilibrio para esta  reacción que es mayor que uno. En equilibrio vamos a tener más de nuestros  productos que de nuestros reactantes.  De modo que para determinar si tenemos  una solución ácida, básica o neutra,   tenemos que pensar en el catión amonio  y el anión fluoruro en solución acuosa. Dado que el valor de Ka para el catión amonio es  mayor que el valor de Kb para el anión fluoruro,   el catión amonio es mejor para producir  iones hidronio en solución acuosa   que el anión fluoruro para producir  aniones hidróxido en solución acuosa. Así que la concentración de  iones hidronio será mayor que   la concentración de aniones hidróxido y por  lo tanto la solución resultante será ácida.