Ejercicios de ácidos débiles relacionados con equilibrio químico

Ejercicios de ácidos débiles relacionados con equilibrio químico
Prof. Sylka Torres
UPR-Arecibo

1. Determine el Ka para una ácido débil moprótico llamado ácido butírico (CH3(CH2)2COOH). El pH de una solución 0.25M del ácido es 2.72.

El equilibrio de la disociación del ácido lo podemos representar así:

CH3(CH2)2COOH H3O+(ac) + CH3(CH2)2COO-(ac)I 0.25M 0 M 0 M
C -x +x +x
E 0.25-x X x

pH=-log [H3O+]
2.72= - log[H3O+]; aplicamos antilog a ambos lados de la ecuación, después de dividir por -1 ambos ladosde la ecuación
10-2.72=[H3O+]=X=1.91 x 10-3 M
En equilibrio, según el análisis ICE, la expresión para encontrar el Ka es
Ka= (x)(x)/(0.01-x),
Por lo tanto,
Ka= (1.91 x 10-3 M)( 1.91x 10-3 M)/(0.25-1.91 x 10-3 M)=1.47 x 10-5

2. Determine el pH para una solución 0.100M de CH3COOH(ácido acético), si el Ka para el ácido es 1.8 x 10-5.
El equilibrio de la disociación delácido lo podemos representar así:

CH3COOH H3O+(ac) + CH3COO-(ac)
I 0.100M 0 M 0 M
C -x +x +x
E 0.100-x X x

En equilibrio, segúnel análisis ICE, la expresión para encontrar el Ka es
Ka= (x)(x)/(0.100-x)
Por lo tanto,
1.8 x 10-5 =(x)(x)/(0.100-x)
1.8 x 10-5 =x2/(0.100-x); entonces simplificamos la ecuación,despreciando la x, que está siendo restada a 0.100M .
Nos queda la siguiente ecuación,
1.8 x 10-5 =x2 /0.100


Finalmente, despejamos para calcular la x

(1.8 x 10-5 ) (0.100) =x=1.3 x10-3

Debemos verificar si la aproximación obtenida es válida por el método del 5%( 100 x valor de x / conc.inicial)
100 x (1.3 x 10-3/0.100) =1.3%
Este porcentaje es menor del 5%, asíque la aproximación es válida y podemos finalizar el problema.
Del análisis ICE, podemos ver que “ x” es igual a la H3O+ en equilibrio
Así que,
pH=-log [H3O+]
pH= - log[1.3 x 10-3]=2.89