REACCIONES DE TRANSFERENCIA DE PORTONES



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 ⇔ NH +
+OH-
CN-
+ H2O ⇔ HCN + OH-
HI + H2O ⇔ I-
+ H3O+

B.1 Ac.2 Ac.1 B.2 B.1 Ac.2 Ac.1 B.2 Ac.1 B.2B.1 Ac.2

HS- + H2O ⇔ S2- + H3O+
HS- + H2O ⇔ H2S + OH-

Ac.1 B.2 B.1 Ac.2
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 y el Ca(OH)2 son electrolitos fuertes, por ello en disolución acuosa, puedeconsiderarse 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 → NO -
+ 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 = 13,3


3 Ordenar por fuerza ácida creciente las especies:H2SO3 (pK1 = 1,81), HCOOH (pKa=3,75) y

NH +
(pKa = 9,24) R//NH +
< 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 amoniaco NH3 (pKb = 4,74) son bases. Escribe reacciones que lo pongan de manifiestoy explica cuál será el ácido conjugado más fuerte.

La metilamina y el amoniaco son bases de Brönsted:
+ + -

CH3NH2 + H2O ⇔ CH3NH3
+ OH- NH3 + H2O ⇔ NH4
+ 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:
El amoniaco es una base más débil que la metilamina.



La Kb de una basey 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: NH +


5. Calcula el 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 el equilibrio:
aq)





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


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

Concentración de HClO2: nº moles =
2
35,45 + 1 + 16 • 2
= 0,03 ⇒ M = 0,03 = 0,117M
0,25




Equilibrio dedisociación:
aq)





[ClO − ][H + ]
Ka = ⇒ 0,011 =
[HClO 2 ]

x • x
0,117 − x

⇒ no se puede despreciar la x del denominador:

x 2 + 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-51,122%

Planteemos el equilibrio: C2H5COOH(aq) ⇔ C2H5COO-(aq)+ H+(aq)
I)
0,1
-
-
Eq)
0,1(1-α)
0,1α
0,1α
pH=2,95 (H+) = 10-2,95 = 0,1α
α = 0,01122 = 1,122%



Ka =
(10 −2 ,95 )2
0,1(1 − 0,01122)
= 1,26 • 10 −5



8.-. ¿A qué, concentración tendrá el pH = 3 una disolución de ácido metanoico cuya constante de acidez es 1,77·10-4 ?, ¿cuánto valdrá el grado de disociación?....