Problemas Ácido-Base

QUÍMICA ANALÍTICA I 

    SEGUNDO CURSO 

GRADO EN QUÍMICA 

PROBLEMAS EQUILIBRIO ÁCIDO‐BASE 
1. CÁLCULO DE CONCENTRACIONES 
1.‐  Calcular  el  pH  y  las  concentraciones  en  el  equilibrio  de  todas  las  especies  presentes  en  las  siguientes 
disoluciones 0.01 M: a) ácido sulfhídrico; b) ácido sulfuroso; c) ácido succínico y d) ácido oxálico. 
Datos: a) pKa(H2S) = 7.0 y 13.0; b) pKa (H2SO3) = 1.8 y 7.2; c) pKa (H2Suc) = 4.2 y 5.6 d) pKa (H2Ox) = 1.3 y 4.3 
 
 
 
 
Solución: a) pH 4.5; b) pH 2.2; c) pH 3.1; d) pH 2.1 
 
2.  Calcular  el  pH  y  las  concentraciones  en  el  equilibrio  de  todas  las  especies  presentes  en  las  disoluciones  0.01  M 
de las formas protonadas de los aminoácidos: a) asparagina, b) cisteína,  y c) etilendiamina (H2en2+) Datos: a) pKa (H2Asn+) = 2.0 y 8.8; b) pKa (H3Cis+) = 1.8; 8.4 y 10.7; c) pKa (H2En2+) = 7.1 y 9.9 
Solución: a) pH 2.2; b) pH 2.2; c) pH 4.6 
 
3.‐ Hallar el pH y las concentraciones en el equilibrio de todas las especies presentes en las siguientes disoluciones 
0.01 M: a) sulfuro sódico, b) carbonato sódico, c) fosfato sódico 
Datos: a) pKa (H2S) = 7.0 y 13.0; b) pKa (H2CO3) = 6.4 y 10.3; c) pKa(H3PO4) = 2.1; 7.2 y 12.3 
 
 
Solución: a) pH 11.96; b) pH 11.1; c) pH 11.9 
 
4.‐ Calcular el pH y las concentraciones en el equilibrio de las especies presentes en las siguientes disoluciones: a) 
hidrógeno arseniato disódico 0.01 M; b) hidrógeno carbonato sódico 10‐4.5 M; c) hidrógeno ftalato sódico 10‐3 M 
Datos: a) pKa (H3AsO4) = 2.2; 7.0 y 11.5; b) pKa (H2CO3) = 6.4 y 10.3; c) pKa(H2Ph) = 2.9 y 5.4 
 
 
 
Solución: a) pH 9.2; b) pH 7.9; c) pH 4.3 
 
5.  Se  tiene  una  disolución  de  etilendiamina  (en)  0.1  M  a  pH  8.2.  Escribir  el  balance  protónico  y  calcular  la 
concentración de la especie predominante. 
Datos: pK1 (H2en2+/Hen+) = 7.1; pK2 (Hen+/en) 9.9 Solución: A pH 8.2, la especie predominante es la especie intermedia, Hen+ y el balance protónico de una 
disolución acuosa de Hen+ es    [H  ]  [H 2en 2  ]  [OH  ]  [en]  
 
6.‐  Se  disuelven  520.0  mg  de  arseniato  sódico  en  250.0  mL  de  disolución  y  se  ajusta  a  pH=7.0.  Calcular  qué 
volumen de hidróxido sódico 1 M es necesario añadir para obtener un pH final de 11.5. 
Datos: pKa (H3AsO4) = 2.2; 7.0 y 11.5 
Solución: 2.5 mL 
 
7.‐Una  disolución  0.010  M  de  un  anfolito, NaHA,  tiene  un  pH  de  5.5.  Otra  disolución  0.010  M  de  la  sal  Na2A  tiene 
un pH de 9.5. 
a)  ¿Cuál  será  el  pH  y  las  concentraciones  de  todas  las  especies  en  el  equilibrio  de  una  disolución  0.1  M  del  ácido 
H2A? 
b)  Se  quieren  preparar  dos  disoluciones  reguladoras  de  pH  4.0  y  pH  7.5  respectivamente.  Para  ello  se  mezclan 
0.10  mol  de  H2A con  V  mL  de  NaOH  1.0  M,  diluyéndose  hasta  1  litro  con  agua  destilada.  Calcular  el  valor  de  V  en 
cada caso. ¿Es igual la capacidad reguladora de ambas disoluciones? 
Solución: a) pKa1 = 4.0; pKa2 = 7.0; pH = 3.0; [HA‐] = [H+] = 10‐3 M; [H2A] = 0.010 M; [A2‐] = 10‐7 M; [OH‐] = 10‐10 M; b) 50 y 176 mL; No, en el 1er caso es 0.115, máxima porque pH = pKa. En el 2º caso es 0.042 
 
8.  La  orina  se  regula  por  una  disolución  amortiguadora  de  NaH2PO4  /  Na2HPO4.  Si  el  pH  de  una  muestra  de  orina 
es 6.6, ¿cuál será la proporción de H2PO4‐/HPO42‐? 
Datos: pKa (H3PO4) = 2.1; 7.2 y 12.3 
 

Solución: 

[H 2 PO  ]
4
[HPO 2  ]
4

 2.5  

 
9.  10  mL  de  una  disolución  de  ácido  oxálico  0.01  M  se  tratan  con  amoníaco  hasta  alcanzar  un  pH  de  4.3. Si  el 
volumen de la disolución final fue de 23 mL, calcular: a) la concentración de la disolución de  amoníaco empleada; 
b) la concentración de todas las especies en equilibrio en dicha disolución. 

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Datos: pKa (oxálico) = 1.3 y 4.3; pKa NH4+ = 9.2 
 

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Solución: a) 0.0115 M;  b) [NH ] = 8.2 x 10 M; [NH4+]= 6.5 x 10...