Boundless Chemistry

Constante de disociación de las bases

La constante de disociación de las bases (Kb) mide la fuerza relativa de una base.

Objetivos de aprendizaje

Calcular la Kw (constante de disociación del agua) mediante la siguiente ecuación: Kw = x y manpular la fórmula para determinar = Kw/ o =Kw/

Puntos clave

Puntos clave

  • La constante de disociación de la base KbE mide la basicidad, o fuerza, de una base.
  • Kb está relacionada con la constante de disociación del ácido, Ka, por la sencilla relación pKa + pKb = 14, donde pKb y pKa son los logaritmos negativos de Kb y Ka, respectivamente.
  • Kb y Ka también se relacionan a través de la constante iónica para el agua, Kw, por la relación \text{K}_\text{W}=\text{K}_\text{a}\️.

Términos clave

  • Ácido conjugado: la especie creada cuando una base acepta un protón

En química, una base es una sustancia que puede aceptar iones de hidrógeno (protones) o, más generalmente, donar un par de electrones de valencia. La constante de disociación de la base, Kb, es una medida de la basicidad, la fuerza general de la base. Está relacionada con la constante de disociación del ácido, Ka, por la sencilla relación pKa + pKb = 14, donde pKb y pKa son los logaritmos negativos de Kb y Ka, respectivamente. La constante de disociación de la base puede expresarse de la siguiente manera:

Donde \text{K}_\text{b} = \dfrac{}{text{B}

donde \text{B} es la base, \text{BH}^+ es su ácido conjugado, y \text{OH}^- son los iones hidróxido.

La constante de disociación de la base

Históricamente, la constante de equilibrio Kb para una base se ha definido como la constante de asociación para la protonación de la base, B, para formar el ácido conjugado, HB+.

Text{B}(\text{aq}) + \text{H}_2\text{O}(\text{l}) \leftrightharpoons \text{HB}^+(\text{aq}) + \text{OH}^-(\text{aq})

Como con cualquier constante de equilibrio para una reacción reversible, la expresión para Kb toma la siguiente forma:

{text{K}_{text{b}} = \frac{}{}

Kb está relacionada con Ka para el ácido conjugado. Recordemos que en el agua, la concentración del ión hidróxido, , está relacionada con la concentración del ión hidrógeno por la constante de autoionización del agua:

{text{K}_{text{W}=

Reordenando, tenemos:

= \frac{text{K}_{text{w}}{/p>

Sustituyendo esta expresión para en la expresión de Kb se obtiene:

{{text}{{b}}} = {frac{{text}{w}}} = {frac{text}{w}}}{{texto}}{w}}}{texto}{a}}

Por lo tanto, para cualquier par base/ácido conjugado, siempre se cumple la siguiente relación:

Tomando el logaritmo negativo de ambos lados se obtiene la siguiente ecuación útil:

El pKb no es necesario definirlo por separado del pKa, pero se hace aquí porque los valores de pKb se encuentran en la literatura química más antigua.

Calcular el pH de una base débil en solución acuosa

El pH de una base débil en solución acuosa depende de la fuerza de la base (dada por Kb) y de la concentración de la base (la molaridad, o moles de la base por litro de solución). Una forma conveniente de encontrar el pH para una base débil en solución es utilizar una tabla ICE: ICE significa «Inicial», «Cambio» y «Equilibrio».

Antes de que comience la reacción, la base, B, está presente en su concentración inicial 0, y la concentración de los productos es cero. Cuando la reacción alcanza el equilibrio, la concentración de la base disminuye en una cantidad x; dada la estequiometría de la reacción, los dos productos aumentan en una cantidad x. En el equilibrio, la concentración de la base es 0 – x, y la de los dos productos es x.

image

Diagrama ICE: Un diagrama ICE para una base débil en solución acuosa.

La Kb para la reacción es:

{text{b}} = {frac{}}

Rellenando los valores de la recta de equilibrio se obtiene:

Esta ecuación cuadrática puede resolverse para x. Sin embargo, si la base es débil, entonces podemos suponer que x será insignificante respecto a 0, y se puede utilizar la aproximación 0- x ≈ 0. La ecuación se simplifica a:

{text{K}_{text{b}} = \frac{text{x}^2}{{0}

Dado que x = -, podemos calcular el pOH mediante la ecuación pOH = -log-; podemos encontrar el pH mediante la ecuación 14 – pOH = pH.

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