Equilibrios Ácido-Base
Este capítulo ilustra la química de las reacciones y equilibrios ácido-base, y proporciona al alumno herramientas para cuantificar las concentraciones de ácidos y bases en soluciones.
Ácidos y Bases de Brønsted-Lowry
Al finalizar esta lección, se espera que el alumno domine los siguientes principios químicos: Identificación de Agentes Químicos: El alumno identificará ácidos, bases y sus respectivos pares conjugados en estricta conformidad con la teoría de Brønsted-Lowry. Formulación de Reacciones: El alumno compondrá ecuaciones formales que representen la ionización de sustancias ácidas y básicas. Cálculos de Equilibrio Acuoso: Mediante el empleo de la constante del producto iónico del agua, el alumno determinará las concentraciones precisas de iones hidronio e hidróxido dentro de una solución. Observación de Anfiprotismo: El alumno describirá con precisión el comportamiento dual de las sustancias anfipróticas, que pueden actuar como ácido o base según las circunstancias lo dicten.
pH y pOH
Al finalizar esta sección, se espera que el alumno alcance las siguientes competencias: Clasificación de Soluciones Acuosas: El alumno explicará los métodos mediante los cuales una solución se caracteriza como ácida, básica o neutra. Expresión de Concentraciones Iónicas: El alumno expresará las concentraciones de iones hidronio e hidróxido mediante la aplicación formal de las escalas de pH y pOH. Relación Matemática de Escalas: El alumno realizará los cálculos necesarios para relacionar los valores de pH y pOH entre sí.
Fuerzas Relativas de Ácidos y Bases
Al finalizar esta sección, se espera que el alumno demuestre las siguientes aptitudes académicas: Evaluación de la Potencia Química: El alumno evaluará las fuerzas relativas de las sustancias ácidas y básicas mediante sus respectivas constantes de ionización. Racionalización de Tendencias Estructurales: El alumno proporcionará un relato racional de las variaciones en la fuerza ácido-base en relación con la estructura molecular subyacente de la materia. Ejecución de Cómputos de Equilibrio: El alumno llevará a cabo los cálculos matemáticos requeridos pertenecientes al equilibrio de sistemas de ácidos y bases débiles.
Hidrólisis de Soluciones Salinas
Al finalizar esta sección, se espera que el alumno demuestre las siguientes aptitudes académicas: Predicción del Carácter Salino: El alumno determinará por deducción teórica si la disolución de una sal dada en agua resultará en una solución ácida, básica o neutra. Cómputo de Especies Iónicas: El alumno calculará con precisión matemática las concentraciones de las diversas especies químicas que existen en equilibrio dentro de una solución salina. Explicación de la Hidrólisis Metálica: El alumno describirá el proceso químico —a saber, la interacción entre el agua y ciertos cationes metálicos— que imparte un carácter ácido a sus soluciones.
Ácidos Polipróticos
Al finalizar esta sección, se espera que el alumno demuestre la siguiente aptitud académica: Extensión de los Principios de Equilibrio: El alumno extenderá las leyes del equilibrio químico previamente establecidas para abarcar aquellos ácidos y bases capaces de donar o aceptar más de un protón.
Tampones (Buffers)
Al finalizar esta sección, se espera que el alumno demuestre las siguientes aptitudes académicas: Descripción de Agentes Amortiguadores: El alumno describirá la composición química y la función estabilizadora de los tampones ácido-base, específicamente su capacidad para resistir cambios en la acidez o alcalinidad. Cómputo de Equilibrios de Tampones: El alumno calculará el pH de una solución amortiguadora con exactitud matemática, tanto en su estado inicial como tras la introducción de cantidades suplementarias de ácido o base.
Valoraciones Ácido-Base
Al finalizar esta sección, se espera que el alumno demuestre las siguientes aptitudes académicas: Interpretación de Curvas de Valoración: El alumno interpretará las representaciones gráficas de la variación del pH, conocidas como curvas de valoración, para sistemas que involucran ácidos y bases tanto fuertes como débiles. Cómputo de Etapas de pH: El alumno calculará con rigor matemático el pH de una muestra en coyunturas críticas del proceso de valoración, incluyendo el estado inicial, la región amortiguadora, el punto de equivalencia y el estado de exceso de valorante. Explicación de la Función del Indicador: El alumno explicará la función química de los indicadores ácido-base, que son en sí mismos ácidos o bases orgánicos débiles que experimentan un cambio visible de color al ganar o perder un protón.