Modelo Problema Ácido-Base
Páginas: 6 (1327 palabras)
Publicado: 13 de febrero de 2013
Problemas ácido-base- Equilibrios
Problema nº 4
AB-4 Calcular el pH de las siguientes disoluciones:
a) H2C2O4 0.01 M
-4
b) H3PO4 0.1 M y 10 M .
-5
c) Na2H2Y (Y=AEDT) 0.1 M y 10 M.
d) 50 ml de NaHCO3 0.1 M + 50 ml de Na2CO3 0.01
Datos: sistema H 2C2O4 : pK1 = 1.25; pK 2 = 4.3
sistema H 3 PO4 : pK1 = 2.2; pK 2 = 7.2; pK 3 = 12.3
sistema H 4Y : pK1 = 1.9; pK 2 = 2.5; pK 3 = 6.4; pK4 = 11
sistema H 2CO3 : pK1 = 6.4; pK 2 = 10.3
-
a) H2C2O4 0.01 M.- Se produce la disociación secuencial del ácido, primero a HC2O4 y
2posteriormente a C2O4
H 2C2O4 ⇌ HC2O4− + H + ;
2HC2O4 ⇌ C2O4 + H +
Teniendo en cuenta, además, el equilibrio del agua, se plantea el balance de cargas:
H + = HC2O4 + 2 C2O42- + OH −
En el caso de que la primeradisociación fuese mucho más importante que la segunda, la
ecuación anterior se podría simplificar a:
H + ≃ HC2O4
pero dada la poca diferencia entre las constantes esta simplificación puede no ser correcta. Se
realiza el diagrama logarítmico y se busca la solución correcta.
0
0
1
C2O4
H2C2O4
-
C2O4
2-
2
3
Log C
4
5
6
7
7
0
2
46
8
10
12
14
La solución que se obtiene es la de la ecuación anterior, si bien no es muy baja la
2concentración de C2O4 .
Se pueden dar dos soluciones, una aproximada y otra exacta;
Aproximada: H
+
= HC2O4
pH := 2.064
root ( H( pH) − HA( pH) , pH) = 2.064
−3
HA( pH) = 8.626 × 10
Exacta: H
+
−3
H( pH) = 8.63 × 10
−3
H2A( pH)= 1.324 × 10
= HC2O4 + 2 C2O42- + OH −
pH := 2.06
root ( H( pH) − OH( pH) − HA ( pH) − 2 A ( pH) , pH) = 2.06
−3
HA( pH) = 8.616 × 10
−3
H( pH) = 8.71 × 10
−3
H2A( pH) = 1.334 × 10
Puede observarse que la solución aproximada es suficientemente correcta.
J. Hernández Méndez
1
Problemas ácido-base- Equilibrios
Problema nº 4
-4b) H3PO4 0.1 M y 10 M .-El ácido fosfórico es en triprótido con tres disociaciones
consecutivas:
H 3 PO4 ⇌ H 2 PO4 + H + ;
H 2 PO4 ⇌ + H + ;
3HPO42- ⇌ PO4 + H +
En su primera disociación se comporta como casi fuerte y las segunda y tercera disociaciones
prácticamente no aumentan la acidez del medio. En todo caso, la solución del problema, en las
dos concentraciones que se plantean,se encuentran con el balance de cargas:
3 H + = H 2 PO4 + 2 HPO42- + 3 PO4 + OH −
y en ambos casos la solución se encuentra para
H + = H 2 PO4
pero en el caso de la disolución más concentrada la disociación es parcial y en el caso de la
disolución diluida las disociación es prácticamente total; se puede “observar” gráficamente oresolver algebraicamente:
Concentración 0.1 M
H 2 PO4 H +
; 10-2.2 = x ⋅ x ; x = H PO - = H + = 10-1.7 ; pH = 1.7
K1 =
2 4
0.1- x
[ H 3 PO4 ]
0
H3PO4
H2PO4
-
HPO4
2-
PO4
3-
−1
−2
−3
−4
−5
−6
−7
0
1
2
3
4
5
6
0
7
8
9
10
11
12
13
pH
14
14
-4
Concentración de 10 M
10-2.2=
10−4 ⋅10 −4
; x = [ H 3 PO4 ] = 10-5.8 ;
x
H 2 PO4 = H + = 10−4 M ; pH = 4
0
1
2
3
-
H3PO4
Log C
H2PO4
HPO4
2-
PO4
3-
4
5
6
7
0
1
0
J. Hernández Méndez
2
3
4
5
6
7
pH
8
9
10
11
12
13
14
14
2
Problemas ácido-base- Equilibrios
Problema nº 4
-5
c) Na2H2Y 0.1 M y 10 M.-En este caso se trata de una especie intermedia del AEDT, la
2especie H2Y , especie que puede protonarse y disociarse, comportándose como base o como
ácido. En estos casos es muy frecuente la solución
2 H 2Y 2 − ⇌ H 3Y − + HY 3−
pero es arriesgado asumirla sin comprobar, ya que existen otras posibilidades dependiendo de
la concentración y, en todos caso, de los valores de las constantes....
Problema nº 4
AB-4 Calcular el pH de las siguientes disoluciones:
a) H2C2O4 0.01 M
-4
b) H3PO4 0.1 M y 10 M .
-5
c) Na2H2Y (Y=AEDT) 0.1 M y 10 M.
d) 50 ml de NaHCO3 0.1 M + 50 ml de Na2CO3 0.01
Datos: sistema H 2C2O4 : pK1 = 1.25; pK 2 = 4.3
sistema H 3 PO4 : pK1 = 2.2; pK 2 = 7.2; pK 3 = 12.3
sistema H 4Y : pK1 = 1.9; pK 2 = 2.5; pK 3 = 6.4; pK4 = 11
sistema H 2CO3 : pK1 = 6.4; pK 2 = 10.3
-
a) H2C2O4 0.01 M.- Se produce la disociación secuencial del ácido, primero a HC2O4 y
2posteriormente a C2O4
H 2C2O4 ⇌ HC2O4− + H + ;
2HC2O4 ⇌ C2O4 + H +
Teniendo en cuenta, además, el equilibrio del agua, se plantea el balance de cargas:
H + = HC2O4 + 2 C2O42- + OH −
En el caso de que la primeradisociación fuese mucho más importante que la segunda, la
ecuación anterior se podría simplificar a:
H + ≃ HC2O4
pero dada la poca diferencia entre las constantes esta simplificación puede no ser correcta. Se
realiza el diagrama logarítmico y se busca la solución correcta.
0
0
1
C2O4
H2C2O4
-
C2O4
2-
2
3
Log C
4
5
6
7
7
0
2
46
8
10
12
14
La solución que se obtiene es la de la ecuación anterior, si bien no es muy baja la
2concentración de C2O4 .
Se pueden dar dos soluciones, una aproximada y otra exacta;
Aproximada: H
+
= HC2O4
pH := 2.064
root ( H( pH) − HA( pH) , pH) = 2.064
−3
HA( pH) = 8.626 × 10
Exacta: H
+
−3
H( pH) = 8.63 × 10
−3
H2A( pH)= 1.324 × 10
= HC2O4 + 2 C2O42- + OH −
pH := 2.06
root ( H( pH) − OH( pH) − HA ( pH) − 2 A ( pH) , pH) = 2.06
−3
HA( pH) = 8.616 × 10
−3
H( pH) = 8.71 × 10
−3
H2A( pH) = 1.334 × 10
Puede observarse que la solución aproximada es suficientemente correcta.
J. Hernández Méndez
1
Problemas ácido-base- Equilibrios
Problema nº 4
-4b) H3PO4 0.1 M y 10 M .-El ácido fosfórico es en triprótido con tres disociaciones
consecutivas:
H 3 PO4 ⇌ H 2 PO4 + H + ;
H 2 PO4 ⇌ + H + ;
3HPO42- ⇌ PO4 + H +
En su primera disociación se comporta como casi fuerte y las segunda y tercera disociaciones
prácticamente no aumentan la acidez del medio. En todo caso, la solución del problema, en las
dos concentraciones que se plantean,se encuentran con el balance de cargas:
3 H + = H 2 PO4 + 2 HPO42- + 3 PO4 + OH −
y en ambos casos la solución se encuentra para
H + = H 2 PO4
pero en el caso de la disolución más concentrada la disociación es parcial y en el caso de la
disolución diluida las disociación es prácticamente total; se puede “observar” gráficamente oresolver algebraicamente:
Concentración 0.1 M
H 2 PO4 H +
; 10-2.2 = x ⋅ x ; x = H PO - = H + = 10-1.7 ; pH = 1.7
K1 =
2 4
0.1- x
[ H 3 PO4 ]
0
H3PO4
H2PO4
-
HPO4
2-
PO4
3-
−1
−2
−3
−4
−5
−6
−7
0
1
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3
4
5
6
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12
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pH
14
14
-4
Concentración de 10 M
10-2.2=
10−4 ⋅10 −4
; x = [ H 3 PO4 ] = 10-5.8 ;
x
H 2 PO4 = H + = 10−4 M ; pH = 4
0
1
2
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-
H3PO4
Log C
H2PO4
HPO4
2-
PO4
3-
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J. Hernández Méndez
2
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pH
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Problemas ácido-base- Equilibrios
Problema nº 4
-5
c) Na2H2Y 0.1 M y 10 M.-En este caso se trata de una especie intermedia del AEDT, la
2especie H2Y , especie que puede protonarse y disociarse, comportándose como base o como
ácido. En estos casos es muy frecuente la solución
2 H 2Y 2 − ⇌ H 3Y − + HY 3−
pero es arriesgado asumirla sin comprobar, ya que existen otras posibilidades dependiendo de
la concentración y, en todos caso, de los valores de las constantes....
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