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Questions and Answers
¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe con mayor precisión la distinción fundamental entre electrólitos fuertes y débiles en términos de conductividad eléctrica?
¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe con mayor precisión la distinción fundamental entre electrólitos fuertes y débiles en términos de conductividad eléctrica?
- Los electrólitos fuertes solo conducen la electricidad a altas concentraciones, mientras que los débiles lo hacen independientemente de la concentración.
- Los electrólitos fuertes se disocian casi por completo, resultando en una alta conductividad, mientras que los electrólitos débiles se ionizan solo parcialmente, limitando su conductividad. (correct)
- Los electrólitos débiles generan una mayor densidad de corriente eléctrica debido a su ionización incompleta y a la presencia de moléculas originales estabilizadoras.
- Los electrólitos fuertes suprimen la conductividad eléctrica en soluciones acuosas, mientras que los débiles la aumentan significativamente, independientemente de su grado de disociación.
En el contexto de la autoionización del agua, ¿cuál es la implicación más significativa del equilibrio entre las moléculas disociadas y no disociadas en términos de la conductividad eléctrica intrínseca del agua pura?
En el contexto de la autoionización del agua, ¿cuál es la implicación más significativa del equilibrio entre las moléculas disociadas y no disociadas en términos de la conductividad eléctrica intrínseca del agua pura?
- La autoionización facilita una conductividad ilimitada, ya que las moléculas de agua actúan simultáneamente como ácidos y bases, promoviendo una cadena infinita de transferencia de protones.
- La autoionización suprime la conductividad debido a la formación de complejos moleculares neutros que inhiben el movimiento de iones.
- El agua pura presenta una conductividad eléctrica sustancialmente elevada debido a la ionización completa de sus moléculas constituyentes.
- La autoionización del agua crea una conductividad intrínseca muy baja debido a la presencia limitada de iones hidronio e hidróxido, lo que la clasifica como un electrólito débil. (correct)
¿Cuál de las siguientes teorías ácido-base postula un mecanismo que extiende la definición de ácidos y bases más allá de la transferencia de protones, abarcando la aceptación y donación de pares de electrones?
¿Cuál de las siguientes teorías ácido-base postula un mecanismo que extiende la definición de ácidos y bases más allá de la transferencia de protones, abarcando la aceptación y donación de pares de electrones?
- Teoría de Brönsted-Lowry, que define ácidos y bases en términos de su capacidad para donar o aceptar protones, respectivamente.
- Teoría de Lewis, que describe ácidos como aceptores de pares de electrones y bases como donantes de pares de electrones, ampliando el alcance a reacciones no protónicas. (correct)
- Teoría de Arrhenius, que se centra exclusivamente en la modificación de las concentraciones de iones hidrógeno e hidroxilo en soluciones acuosas.
- Teoría de autoprotólisis, que explica la autoionización del agua y restringe la definición de ácidos y bases a la transferencia de protones entre moléculas idénticas.
¿Cuál es el fundamento químico subyacente que explica por qué las soluciones acuosas de ácidos fuertes exhiben una conductividad eléctrica significativamente mayor en comparación con las soluciones de ácidos débiles a concentraciones equimolares?
¿Cuál es el fundamento químico subyacente que explica por qué las soluciones acuosas de ácidos fuertes exhiben una conductividad eléctrica significativamente mayor en comparación con las soluciones de ácidos débiles a concentraciones equimolares?
Considerando las teorías ácido-base de Arrhenius, Brönsted-Lowry y Lewis, ¿cuál es la progresión lógica en la expansión de los criterios para definir ácidos y bases, reflejando una generalización creciente en el alcance de las reacciones ácido-base aplicables?
Considerando las teorías ácido-base de Arrhenius, Brönsted-Lowry y Lewis, ¿cuál es la progresión lógica en la expansión de los criterios para definir ácidos y bases, reflejando una generalización creciente en el alcance de las reacciones ácido-base aplicables?
En el contexto de la diferenciación entre ácidos y bases según sus efectos observables, ¿cuál es la explicación química fundamental de por qué los ácidos típicamente reaccionan con metales para producir hidrógeno gaseoso, mientras que las bases no exhiben esta propiedad?
En el contexto de la diferenciación entre ácidos y bases según sus efectos observables, ¿cuál es la explicación química fundamental de por qué los ácidos típicamente reaccionan con metales para producir hidrógeno gaseoso, mientras que las bases no exhiben esta propiedad?
¿Cuál es la implicación más profunda de la autoionización del agua en términos de la regulación del pH en sistemas biológicos y químicos, considerando la coexistencia de iones hidronio e hidróxido?
¿Cuál es la implicación más profunda de la autoionización del agua en términos de la regulación del pH en sistemas biológicos y químicos, considerando la coexistencia de iones hidronio e hidróxido?
¿Cuál es el principio fundamental que distingue las soluciones de electrólitos de las soluciones de no electrólitos en términos de su interacción a nivel molecular con el solvente?
¿Cuál es el principio fundamental que distingue las soluciones de electrólitos de las soluciones de no electrólitos en términos de su interacción a nivel molecular con el solvente?
¿Cómo se manifiesta la capacidad de un ácido de Brönsted-Lowry para donar protones en la formación de una base conjugada, y cuál es la implicación de esta relación conjugada en términos de la reversibilidad de las reacciones ácido-base?
¿Cómo se manifiesta la capacidad de un ácido de Brönsted-Lowry para donar protones en la formación de una base conjugada, y cuál es la implicación de esta relación conjugada en términos de la reversibilidad de las reacciones ácido-base?
¿Cuál es la diferencia fundamental entre la descripción de un ácido según la teoría de Arrhenius y la teoría de Lewis, y cómo esta diferencia afecta la aplicabilidad de cada teoría a diferentes tipos de reacciones químicas?
¿Cuál es la diferencia fundamental entre la descripción de un ácido según la teoría de Arrhenius y la teoría de Lewis, y cómo esta diferencia afecta la aplicabilidad de cada teoría a diferentes tipos de reacciones químicas?
¿Cuál es la implicación termodinámica de la autoionización del agua en términos de la variación de la energía libre de Gibbs y cómo esta variación afecta la espontaneidad del proceso a diferentes temperaturas?
¿Cuál es la implicación termodinámica de la autoionización del agua en términos de la variación de la energía libre de Gibbs y cómo esta variación afecta la espontaneidad del proceso a diferentes temperaturas?
¿Cuál es la importancia fundamental de la constante de equilibrio de la autoionización del agua ($K_w$) en la determinación del pH de soluciones acuosas y cómo varía esta constante con la temperatura, afectando la neutralidad del agua?
¿Cuál es la importancia fundamental de la constante de equilibrio de la autoionización del agua ($K_w$) en la determinación del pH de soluciones acuosas y cómo varía esta constante con la temperatura, afectando la neutralidad del agua?
¿De qué manera la estructura electrónica de los ácidos y bases de Lewis influye en su capacidad para interactuar y formar aductos, y cuál es el papel de los orbitales frontera (HOMO y LUMO) en esta interacción?
¿De qué manera la estructura electrónica de los ácidos y bases de Lewis influye en su capacidad para interactuar y formar aductos, y cuál es el papel de los orbitales frontera (HOMO y LUMO) en esta interacción?
¿Cuál es la distinción esencial entre la fuerza de un ácido o una base y su concentración en una solución acuosa, y cómo influye la constante de disociación ácida ($K_a$) en la determinación de la fuerza de un ácido?
¿Cuál es la distinción esencial entre la fuerza de un ácido o una base y su concentración en una solución acuosa, y cómo influye la constante de disociación ácida ($K_a$) en la determinación de la fuerza de un ácido?
¿Cómo influyen las interacciones ión-dipolo y dipolo-dipolo en la solubilidad de las sales en agua, y cuál es el papel de la entalpía y la entropía en la determinación de la espontaneidad de la disolución?
¿Cómo influyen las interacciones ión-dipolo y dipolo-dipolo en la solubilidad de las sales en agua, y cuál es el papel de la entalpía y la entropía en la determinación de la espontaneidad de la disolución?
Flashcards
¿Qué es un electrólito?
¿Qué es un electrólito?
Sustancia que se ioniza en solución, conduciendo la corriente eléctrica.
¿Qué es un no electrólito?
¿Qué es un no electrólito?
Solución donde el soluto no se disocia en iones y no conduce electricidad.
¿Qué son los electrólitos fuertes?
¿Qué son los electrólitos fuertes?
Electrólitos que se disocian casi completamente, conduciendo bien la electricidad.
¿Qué son los electrólitos débiles?
¿Qué son los electrólitos débiles?
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¿Qué son los ácidos fuertes?
¿Qué son los ácidos fuertes?
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¿Qué son las bases fuertes?
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¿Qué son las sales solubles?
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Definición de ácido (Arrhenius)
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Definición de base (Arrhenius)
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Definición de ácido (Brönsted-Lowry)
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Definición de base (Brönsted-Lowry)
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Definición de ácido (Lewis)
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Definición de base (Lewis)
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¿Qué es la autoionización del agua?
¿Qué es la autoionización del agua?
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Study Notes
Electrolitos y No Electrolitos
- Un electrólito es una sustancia que se ioniza al disociarse, generando iones correspondientes.
- La ionización de un electrólito resulta en una solución que conduce la corriente eléctrica.
- Soluciones acuosas de sales, ácidos y bases son ejemplos de soluciones de electrólitos.
- Las soluciones de no electrólitos, también conocidas como soluciones moleculares,no conducen la corriente eléctrica porque conservan su naturaleza molecular al no disociarse en iones.
- La mayoría de las sustancias orgánicas, como hidrocarburos y azúcares, forman soluciones de no electrólitos.
- Los electrólitos se clasifican cualitativamente como fuertes o débiles.
- Los electrólitos fuertes se disocian casi completamente, resultando en soluciones que conducen bien la electricidad.
- Los electrólitos débiles se ionizan solo en pequeñas proporciones, limitando su contribución a la conducción eléctrica.
Tipos de Electrolitos Fuertes
- Hay tres clases de electrólitos fuertes: ácidos fuertes, bases fuertes y sales solubles.
Ácidos Fuertes
- Los ácidos fuertes forman soluciones acuosas donde casi el 100% de las moléculas se ionizan.
- Ejemplos comunes de ácidos fuertes incluyen el ácido sulfúrico (H2SO4), ácido clorhídrico (HCl), ácido nítrico (HNO3), ácido bromhídrico (HBr), ácido perclórico (HClO4) y ácido yodhídrico (HI).
Bases Fuertes
- Las bases fuertes se forman típicamente con metales del grupo IA y algunos del grupo IIA, siendo los hidróxidos metálicos solubles los más comunes.
- Se ionizan casi completamente en soluciones acuosas diluidas.
Sales Solubles
- La mayor parte de las sales solubles son compuestos iónicos, tanto en estado sólido como en solución.
Teorías Ácido-Base
- Inicialmente, los ácidos se identificaron por su sabor agrio y las bases por su sabor amargo.
- Se descubrió que los ácidos y las bases pueden cambiar el color de ciertos compuestos, como el papel de tornasol y la fenolftaleína (indicadores).
- Los ácidos cambian el papel tornasol de azul a rojo y la fenolftaleína de rojo a incolora.
- Las bases cambian el papel tornasol de rojo a azul y la fenolftaleína de incolora a rosa.
- La reacción entre ácidos y bases forma soluciones de electrólitos.
- Los ácidos reaccionan con metales como magnesio, zinc o hierro, produciendo hidrógeno gaseoso.
- Las bases tienen una textura jabonosa y actúan como buenos detergentes.
- Los ácidos y bases reaccionan entre sí, produciendo una sal y agua.
- La solución resultante conduce la electricidad pero carece de las propiedades físico-químicas de los ácidos y bases originales.
Teoría de Arrhenius
- Svante Arrhenius formuló en 1884 el primer concepto teórico sobre el comportamiento de ácidos y bases en soluciones acuosas.
- Arrhenius definió un ácido como una sustancia que, al disolverse en agua, aumenta la concentración de iones hidrógeno (H+).
- Definió una base como una sustancia que incrementa la concentración de iones hidroxilo (OH-) en solución acuosa.
- La teoría de Arrhenius se restringía a sustancias en solución acuosa y basados en la presencia de iones H+ y OH-, lo cual descartó compuestos que actúan como ácidos o bases sin contener estos iones.
Teoría de Brönsted-Lowry
- En 1923, Johannes Brönsted y Thomas Lowry propusieron que las reacciones ácido-base implican la transferencia de protones (iones H+) entre compuestos.
- Un ácido se define como una especie capaz de ceder uno o más protones (iones H+).
- Una base se define como una sustancia capaz de aceptar dichos protones.
- Al donar un protón, un ácido da origen a una base conjugada, que puede volver a captar el protón cedido.
- Una base, al disociarse, da lugar a un ion OH-, que puede aceptar un protón para formar un ácido conjugado.
Teoría de Lewis
- Gilbert Lewis generalizó los conceptos de ácido y base en 1938.
- Un ácido de Lewis es una sustancia capaz de aceptar pares de electrones.
- Una base de Lewis es una sustancia capaz de ceder pares de electrones.
- Los ácidos deben poseer orbitales vacíos para aceptar electrones, mientras que las bases deben tener orbitales llenos para ceder electrones libres.
Autoionización del Agua
- En agua pura, una pequeña porción de las moléculas se disocian y están en equilibrio con las restantes no disociadas, creando el equilibrio iónico del agua.
- El agua pura es un electrólito débil debido a su baja capacidad para conducir la electricidad.
- La conductividad limitada se debe a la presencia de iones en bajas concentraciones, provenientes de la ionización parcial de las moléculas de agua.
- Durante la disociación del agua, algunas moléculas actúan como ácidos y otras como bases, facilitando el intercambio de protones.
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