ejercicios resueltos acido-base

5.-Reacciones de transferencia de protones

REACCIONES DE TRANSFERENCIA DE PROTONES
EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS
-

-

1. Dadas las especies: NH3, CN , HI, HS . Escribir reacciones que justifiquen su carácter ácido o
básico, en disolución acuosa, e identifica en cada reacción los pares ácido-base conjugados.
+

-

-

NH3 + H2O ⇔ NH4 +OH
B.1 Ac.2
Ac.1 B.2
-

-

-

CN +H2O ⇔ HCN + OH
B.1 Ac.2 Ac.1 B.2

+

-

HS + H2O ⇔ S2 + H3O
Ac.1 B.2 B.1 Ac.2

HI + H2O ⇔ I + H3O+
Ac.1 B.2
B.1 Ac.2
-

-

HS + H2O ⇔ H2S + OH
B.1 Ac.2 Ac.1 B.2 Especie anfiprótica

2. Hallar el pH en: a) una disolución 0,2 M de hidróxido sódico. b) una disolución 0,05M de ácido
nítrico. c) de una disolución 0,1 M de hidróxido de calcio
R// 13,3 1,3 13,3
El NaOH, el HNO3 yel Ca(OH)2 son electrolitos fuertes, por ello en disolución acuosa, puede
considerarse que se disocian iónicamente en su totalidad:
+
a) NaOH es una base de Arrhenius: NaOH → Na + OH
pOH= -log(OH ) = -log 0,2
pH= 14-pOH = 14+log(OH ) = 13,3
-

+

+

b) HNO3 → NO3 + H
+

pH=-log(H ) = -log 0,05 = 1,3
-

c) Ca(OH)2 → Ca2 + 2OH
I) 0,1
F) 0,1 0,2

pOH=-log0,2 pH=14+log0,2 = 13,33 Ordenar por fuerza ácida creciente las especies:H2SO3 (pK1 = 1,81), HCOOH (pKa =3,75) y
+
+
NH4 (pKa = 9,24)
R//NH4 < HCOOH < H2SO3
Un ácido es tanto más fuerte cuanto mayor sea su Ka. El pKa=-logKa, un mayor valor de Ka
implica menor valor del (-logKa), luego: Cuanto más fuerte sea un ácido menor será su pKa, :
+
NH4 < HCOOH < H2SO3
4. La metilamina CH3NH2 (pKb = 3,3), y el amoniacoNH3 (pKb = 4,74) son bases. Escribe
reacciones que lo pongan de manifiesto y explica cuál será el ácido conjugado más fuerte.
La metilamina y el amoniaco son bases de Brönsted:
+
NH3 + H2O ⇔ NH4 + OH
CH3NH2 + H2O ⇔ CH3NH3+ + OH
B.1
Ac2
Ac.1
B.2
B.1 Ac.2 Ac.1 B.2
Como pKb = -logKb, un menor valor del pKb indica un mayor valor de Kb y por tanto una mayor
fuerza básica, luego:
Elamoniaco es una base más débil que la metilamina.

53

5.-Reacciones de transferencia de protones

La Kb de una base y la Ka de su ácido conjugado están relacionados: Ka·Kb = Kw
Cuanto mayor sea Ka menor será Kb, pues el producto debe ser Kw=cte.
En consecuencia, el ácido más fuerte será el conjugado de la base más débil y, en nuestro caso,
+
corresponderá, al catión amonio: NH4
5. Calculael pH de la disolución de ácido nitroso que contiene 4,7 g de dicho ácido en 100 ml.
DATOS: Ka(ácido nitroso) = 5·10 4. Mr(ácido nitroso)=47
R// 1,65
El nº moles de ácido HNO2 = 4,7/47 =0,1 moles. Como el volumen de la disolución es 100ml =
0,1 litros, la concentración inicial del ácido nitrosos será: 0.1/0.1 = 1 Molar
Por ser un ácido débil estará ionizado parcialmente alcanzándose elequilibrio:
+
HNO2(aq) + H2O ⇔ NO2 (aq) + H3O (aq)
Conc. Inicial)
1
Conc. Equilibrio)
1-x
x
x

x•x
= 5 • 10 −4 ⇒ El valor de Ka permite, en principio, aproximar:1 − x ≈ 1
1− x
x 2 = 5 • 10 −4 ⇒ x = 0,0224 mol lit ⇒ H 3 O + = 0,0224 M ⇒ pH = − log 0,0224 = 1,65
Ka =

[

]

6.- A 2 g de ácido cloroso se le añade agua hasta tener 250 ml de disolución. La Ka de este ácido es
1,1·10 2.Hallar el pH de la disolución.(Ar: Cl=35,45 O=16 H=1)
R// pH=1,512
2
0,03
Concentración de HClO2: nº moles =
= 0,03 ⇒ M =
= 0,117 M
35,45 + 1 + 16 • 2
0,25
-

Equilibrio de disociación:

[ClO ][H ] ⇒ 0,011 =
Ka =
−
2

+

[ HClO 2 ]

I)
Eq)

+

HClO2(aq) ⇔ ClO2 (aq) + H (aq)
0,117
x
x
0,117-x

x•x
⇒ no se puede despreciar la x del denominador:
0,117 − x

[ ]

x2 + 0,011x − 0,0013 = 0 ⇒ x = 0,03 ⇒ H + = 0,03 ⇒ pH = − log 0,03 ⇒ pH = 1,512

7. Una disolución 01 M de ácido propanoico, CH3CH2COOH, tiene un pH = 2,95. Hallar la
constante de acidez del ácido propanoico y su grado de disociación. R// Ka=1,26.1O 5 1,122%
-

+

C2H5COOH(aq) ⇔ C2H5COO (aq)+ H (aq)
I)
0,1
0,1α
0,1α
Eq)
0,1(1-α)
+
-2,95
pH=2,95 (H ) = 10
= 0,1α α = 0,01122 =...