Quimica. problemas

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Química 2º Bach.
Ácido-base DEPARTAMENTO DE FÍSICA E QUÍMICA Nombre: 08/03/06

Problemas
1. Calcula el pH de una disolución de ácido acético (ácido etanoico): a) 0,500 M b) 2,0×10-3 M Solución: a) Llamando x a la concentración de ácido acético que se disocia hasta alcanzar el equilibrio. concentración CH3–COOH CH3–COO– + H+ (mol/L) inicial reacciona 0,500 x – x – x x [1 PUNTO] [1 PUNTO]equilibrio 0,500 – x x De la expresión de la constante de equilibrio de acidez del ácido acético, queda K a= [CH 3−COO – ][H + ] [CH3−COOH]
−5 2

x 0,500− x Si consideramos que la disociación es muy pequeña, x 7 básico. b) El amoníaco disuelto en agua se comporta como una base débil: NH3 (aq) + H2O (l) NH4+ (aq) + OH– (aq) Escribiendo las concentraciones iniciales y llamando x a la cantidad deamoníaco que se ioniza, por cada litro de disolución: OH– NH4+ concentración(M) NH3 inicial disocia 0,50 x → 0 x x ~0 x x

equilibrio 0,50 – x pero como se conoce la concentración de iones hidróxido:

x = [OH–] = 3,0×10-3 mol OH– /dm3 La constante de basicidad es la constante del equilibrio anterior:
K b= [ NH 4 ][OH ] 3,00×10−3 2 −5 = =1,84×10 [ NH 3 ] 0,497
+ -

El grado de ionizacióndel amoníaco es: α = cantidad ionizada / cantidad inicial = [ionizada] / [inicial] = 3,0×10-3 / 0,50 = 0,0060 = 0,60%

3. Calcula a 25 0C, el pH de una solución obtenida al mezclar 0,50 dm3 de una solución 0,50 mol/dm3 de ácido clorhídrico con 0,70 dm3 de una solución 0,50 mol/dm3 de hidróxido de sodio. Supón volúmenes aditivos. [1 PUNTO] Solución: Datos: volumen de la disolución de ácidoclorhídrico: concentración de la disolución de ácido clorhídrico: volumen de la disolución de hidróxido de sodio: concentración de la disolución de hidróxido de sodio: producto iónico del agua a 25 0C: Incógnitas: pH mezcla: pH pH = -log [H+] Kw = [H+] [OH–] pOH = -log [OH–] ⇔ pH + pOH = pKw = 14,0 Va = 0,50 dm3 [HCl] = 0,50 mol/dm3 Vb = 0,70 dm3 [Na(OH)] = 0,50 mol/dm3 Kw = 1,00×10-14

Ecuaciones: pHy pOH producto iónico del agua a 25 0C:

Cálculos: La reacción entre el ácido clorhídrico y el hidróxido de sodio es: HCl (aq) + NaOH (aq) → NaCl (aq) + H2O (l) Las cantidades de los reactivos son: n (HCl) = 0,50 dm3 D HCl · 0,50 mol HCl / dm3 D = 0,25 mol HCl iniciales n (NaOH) = 0,70 dm3 D NaOH · 0,50 mol NaOH / dm3 D = 0,35 mol NaOH iniciales El reactivo limitante es el HCl. Reaccionann'(NaOH) = 0,25 mol HCl · 1 mol NaOH / mol HCl = 0,25 mol NaOH que reaccionan. Quedan n''(NaOH) = 0,35 mol NaOH iniciales – 0,25 mol NaOH reaccionan = 0,10 mol NaOH sobran disueltos en: VT = 0,50 dm3 + 0,70 dm3 = 1,20 dm3 D La concentración del NaOH que queda es: [NaOH] = 0,10 mol NaOH / 1,20 dm3 D = 0,083 M Como el NaOH es una base fuerte, está totalmente disociado: NaOH (aq) → Na+ (aq) + OH– (aq) y laconcentración del ión hidróxido será la misma: [OH–] = 0,083 mol NaOH /dm3 · 1 mol OH– / mol NaOH = 0,083 mol OH– /dm3 pOH = -log [OH–] = -log 0,083 = 1,1 pH = 14,0 – 1,1 = 12,9 que es un pH > 7 básico. DATOS: Ka (acético) = 1,8×10-5 KW = 1,00×10-14 a 25 0C. [1 PUNTO / UNO]

Teoría

1. Demuestra la relación entre la constante de acidez de un ácido y la constante de basicidad de su baseconjugada. Solución: Si es un ácido HA débil monoprótico, su constante de acidez es la constante del equilibrio de disociación. HA (aq) H+ (aq) + A– (aq)

K a=

[H + ][A – ] [HA] HA (aq) + OH– (aq)

El equilibrio de ionización de su base conjugada A– en agua es: A– (aq) + H2O (l)
K b=

[OH ][ HA ] – [A ]

-

Multiplicando ambas ecuaciones: K a K b= [H + ][A – ] [OH – ][HA] + – =[H ][OH ]=Kw · – [HA] [A ]

2. Define brevemente el concepto de disolución reguladora y elige entre los siguientes pares de sustancias, el o los que formarán una disolución reguladora: Ácido clorhídrico / cloruro de sodio. Ácido cianhídrico / cianuro de potasio. Ácido nítrico / nitrato de amonio. Hidróxido de amonio / cloruro de amonio. Justifica brevemente la respuesta Solución: Una disolución...
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