ejercicio qim general II

La efedrina es un estimulante del sistema nervioso central, se usa en rocíos nasales
como descongestionante.
C10H15ON + H2O  C10H15ONH+ + OH
La concentración comúnmente utilizada para esteobjetivo es 0,035mol/L de efedrina y
un pH de 11,33. Sin embargo, por error, se mezcló con cafeína 0,05 mol/L.
a)
b)

Calcule el pH de la mezcla final obtenida.
Calcule la concentración de todas lasespecies en el equilibrio.

Dato:
Cafeína: Kb = 4,1 x 10-4
Primero se calcula la constante de acidez de la efedrina, a partir de los datos
entregados:
-

Ci = 0,035 mol/L pH = 11,33  [H+] =4,68 x 10-12 mol/L y [OH ] = 2,14 x 10-3 mol/L
Con estos datos se determina el valor de la constante de basicidad de la efedrina:
De la ecuación planteada:
-

[C10H15ONH+][OH ]
Kb =[C10H15ON]
Reemplazamos los valores que tenemos:
(2,14 x 10-3)2
Kb = 0,035 – 2,14 x 10-3
Por lo tanto Kb1 = 1,39 x 10-4
Como ambos equilibrios están compitiendo en igual magnitud, ambos participan:Tratamiento sistemático para el cálculo de pH:
C10H15ON + H2O  C10H15ONH+ + OH
Caf + H2O  CafH+ + OH
H2O  H+ + OH
-

[C10H15ONH+][OH ]
Kb1 =
[C10H15ON]

-

[CafH+][OH ]
Kb2 =
[Caf]B.M.
0,035 = [C10H15ON] + [C10H15ONH+]
0,05 = [Caf] + [CafH+]
B.C.

-

[C10H15ONH+] + [CafH+] + [H+] = [OH ]

-

Kw = [H+][OH ]

Aproximaciones:
-

Comprobación:
+

[OH ] >> [H ]
-Si 5% [OH ] > [H+]

5% de 5,04 x 10-3 = 2,5 x 10-4 > 2 x 10-12 

[C10H15ON] >> [C10H15ONH+]
Si 5% [C10H15ON] > [C10H15ONH+]

5% de 0,035 = 1,75 x 10-3 > 9,7 x 10-4 

[Caf] >> [CafH+]Si 5% [Caf] > [CafH+]

5% de 0,05 = 2,5 x 10-3  4 x 10-3 ? ? ?

Los B.M. quedan:
B.M.

0

0,035 = [C10H15ON] + [C10H15ONH+]
0

0,05 = [Caf] + [CafH+]
Y el B.C.

0

-

[C10H15ONH+]+ [CafH+] + [H+] = [OH ]
Despejamos de las constantes ambos ácido conjugados y reemplazamos en el B.C.
-

-

-

[C10H15ON]Kb1/[OH ]+ [Caf]Kb2/[OH ] = [OH ]
De acuerdo a las aproximaciones...