2qacidosbaseser_1.doc

7/17/2019 2QAcidosBasesER_1.doc

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2º BACHILLERATO TRANSFERENCIA DE PROTONES

ÁCIDOS Y BASES

1 .- Indica cuál es la base conjugada de las siguientes especies químicas que actúan como ácidos:HNO3, H 2 O, NH 4

+

Solución:

HNO3 + H2O NO3− + H3O+

ácido baseconj!ada

H2O + H2O OH− + H3O+

ácido baseconj!ada

NH"+ + H2O NH3 + H3O+

ácido baseconj!ada

2 .- !e p"epa"an #$$ m% de una disoluci&n que contiene $,2 moles de un ácido o"gánicomonop"&tico cu'o pH es #,( )alcule: (a) %a constante de disociaci&n del ácido (b) *l g"ado dedisociaci&n del ácido en la disoluci&n (c) %a constante b de la base conjugadaSol.: #a $ %&'(−'2) α $ "*,&'(−-) #b $ '*'&'(−3.

Solución:

En /0i1e0 !a0 se dee01ina a concen0aci4n de a disoci4n* !0acias a os daos de n51e0o de 1oes 67o1en 8en i0os9:

c $,*(

2*( $ (*" 1o;L

A /a0i0 de e<iib0io de disociaci4n de ácido o0!ánico d=bi* HA* a1ando >?@ a os 1oes;L <e0eaccionan 6 sabiendo <e co00es/onden a a concen0aci4n de /0oones <e 1a0ca e /H de adisoci4n* se iene:

HA + H2O A− + H3O+

c ( ((*" − ? ? ?

/H $ − o! H3O+ $ ,* ⇒ H3O+ $ ? $ '(−,* $ 2&'(−-

a9 La e?/0esi4n de a consane de acide se0á:

#a $ [ ]H,

OH , +−⋅ 3

Ssi6endo /o0 e 7ao0 aado de ? en dicas concen0aciones en e e<iib0io* 6 o/e0ando* se iene:

#a $ ( )

-

2-

'(2"*(

'(2−

−

⋅−

⋅ $ '*((&'(−''

b9 Pa0a dee01ina0 e !0ado de disociaci4n* se esc0ibe:

HA + H2O A− + H3O+

' ( (' − α α α

(*"8' − α9 (*"α (*"α

I!aando as concen0aciones de /0oones de a1bas abas* se iene:

Pá!ina ' de "




(*"&α $ ? ⇒ (*"&α $ 2&'(−- ⇒ α $ ,&'(−-

c9 Las consanes de n ácido d=bi 6 s base conj!ada se 0eacionan /o0 1edio de /0odco i4nico dea!a* #* de a si!iene 1ane0a: # $ #a&#b.

Le!o a 2, ºC:

#b $a

-

+

+

$ ''

'"

'(

'(−

−

$ '(G3

3 .- a. )lasi/ique, según la teo"ía de 0"onsted1%o-"' las siguientes sustancias en ácidos o basesesc"ibiendo las ecuaciones que justi/iquen su "espuesta, ' nomb"ando las especies que inte"ienen:NH 3 H 2 O4

1 !O421 HNO3

b. 5od"ía utili6a"se la teo"ía de ""7enius pa"a clasi/ica"las8

Solución:

Se!5n esa eo0a* n ácido es na es/ecie 81o=ca o i4n9* <e iende a cede0 /0oones* 1ien0as <ena base es a<=a <e iende a ca/a0os) /o0 o <e a cada ácido e co00es/onde0á na base

conj!ada 6 7ice7e0sa.

a9 E NH3 en a!a !ana n /0o4n 6 se 0anso01a en e i4n a1onio 8NH"+9* e!o se0á na

base* 6 /o0 ano* ab0á de e?isi0 n ácido. Los /a0es conj!ados se0an: NH3;NH"+.

I4n diid04!enoosao /ie0de n /0o4n 8ácido9 6 se con7ie0e en i4n 1onoid04!enoosao 8base9*1ien0as <e e i4n a!a 8base9 o ca/a* dando e i4n id0onio: Los /a0es conj!ados se0an:H2PO"

−;HPO"2−. Ese i4n a1bi=n /od0a ace/a0 n /0o4n en !a0 de /e0de0o* /o0 o <e es n

an4e0o.

E i4n sao* s4o /ede ca/a0 n /0o4n 8es na base9 /a0a da0 e i4n id04!enosao 8ácido9: Los/a0es conj!ados se0an: SO"

2− ; HSO"−.

E ácido n0ico /e0de0á e /0o4n* dando e i4n ni0ao* 1ien0as <e e a!a 8base9 o ca/a0á* !ene0andoe i4n id0onio 8ácido9: Los /a0es conj!ados se0an: HNO3;NO3

−.

b9 La eo0a de A00enis soa1ene es ca/a de e?/ica0 e co1/o0a1ieno de ácidos con id04!enosen s 1o=ca* 6 de bases con !0/os OH−) e!o no /od0a e?/ica0 e co1/o0a1ieno básico de NH3*ni de i4n SO"

2−.

4 .- a. 5)uál es la di/e"encia ent"e el concepto de ácido ' base de ""7enius ' de 0"9nsted '%o-"'8b. ados los siguientes ácidos: H)lO4 ;ácido /ue"te. H< ;a = ( > ?$ 14 . H)lO ;a = 3,2 > ?$ 1@ . *sc"ibi"sus bases conjugadas "espectias

c. O"dena", "a6onadamente, las bases conjugadas del apa"tado b. en o"den c"eciente de /ue"6a comobases

Solución:

a9 Se!5n A00enis* n ácido es a<ea es/ecie <e en disoci4n acosa se disocia des/0endiendo/0oones. J base* a es/ecie <e a disocia0se cede iones OH −. Pa0a B0Knsed* n ácido es na 1o=cao i4n* <e en disoci4n iende a cede0 /0oones* 1ien0as <e as bases son a<eas <e ca/a0an/0oones* e?isiendo as /a0es ácidoG base conj!ados.

b9 CO"− conj!ada de ácido /e0c40ico* HCO") F− conj!ada de ácido o0d0ico* HF) CO− conj!ada

de ácido i/oco0oso* HCO.

c9 E?ise na 0eaci4n consane en0e a consane de disociaci4n n ácido 6 a de s base conj!ada: #

$ #a&#b) Donde # es e /0odco i4nico de a!a* <e a 2, ºC 7ae '(−'"

Pá!ina 2 de "




Po0 eo* a n ácido e0e 8con #a aa9* e co00es/onde0á na base d=bi 8con #b /e<ea9* 6 7ice7e0sa.

En o0den c0eciene* a e0a de as bases conj!adas ane0io0es se0á:

CO"− M F− M CO−

5 .- )ompleta los siguientes equilib"ios ácido1base de 0"onsted1%o-"', ca"acte"i6ando losco""espondientes pa"es ácido1base conjugado:a. + H 2 O )O3

21 + H 3O+

b. NH 4+ + OH 1 H 2 O +

c. + H 2 O H 3O+ + !O4

21

Solución:

a9 HCO3− + H2O CO3

2− + H3O+) Los /a0es conj!ados se0an: HCO3−;CO3

2− 6 H2O;H3O+

b9 NH"+ + OH− H2O + NH3) Los /a0es conj!ados se0an: NH"

+;NH3 6 OH−;H2O

c9 HSO"

−

+ H2O H3O+

+ SO"

2−

) Los /a0es conj!ados se0an: HSO"

−

;SO"

2−

6 H2O;H3O+

6 .- )onside"ando los alo"es de a de los ácidos H)N, ) A H # )OOH, H)lO2 ' H<, conteste"a6onadamente a las siguientes p"eguntas: (a) 5)uál es el o"den de ma'o" a meno" acide6 en agua8 (b) igual concent"aci&n, 5cuál de ellos p"esenta una disoluci&n acuosa con meno" pH8 (c) Btili6ando elequilib"io de ioni6aci&n en disoluci&n acuosa, 5cuáles son sus bases conjugadas8 (d) O"dene las basesconjugadas de ma'o" a meno" basicidad

atos: a ;ap"oCimado.: H)N = ?$ − ?$ , ) A H # )OOH = ?$ − # , H)lO2 = ?$ − 2 ' H< = ?$ − 4

Solución:

a9 Cano 1a6o0 sea a #a de n ácido* 1a6o0 se0á a concen0aci4n de ss iones en disoci4n* e!o

esa0á 1ás disociado* 6 a e?isi0 1ás /0oones en e e<iib0io* a disoci4n se0á 1ás ácida.

Le!o* /a0a e eje1/o dado* de 1a6o0 a 1eno0 acide se0a:

HCO2 HF C-H,COOH HCN

b9 Si biese disociones de i!a concen0aci4n* a disoci4n 1ás ácida se0a a de /H 1ás bajo* e!ose0a a de ácido de 1a6o0 #a* e HCO2.

c9 Las bases conj!adas 0esan de a /=0dida de n /0o4n /o0 /a0e de ácido en disoci4n acosa:

La base conj!ada de HCN se0á e i4n CN−. La base conj!ada de C-H,COOH se0á e i4n C-H,COO−.La base conj!ada de ácido HCO2 es e i4n CO2

−. La base conj!ada de HF es e i4n F−.

d9 Las bases conj!adas 1ás e0es co00es/onde0án a os ácidos 1ás d=bies 8os <e ienen 1eno0endencia a a disociaci4n9. De 1a6o0 a 1eno0 basicidad se end0á:

CN− C-H,COO− F− CO2−

7 .- )onteste "a6onadamente a las siguientes p"eguntas:a) 5)uál es el o"den de ma'o" a meno" basicidad de las bases conjugadas de los ácidos HNO 3, H)lO,

H< ' H)N8

b) 5)uál es el o"den de ma'o" a meno" acide6 de los ácidos conjugados de las bases NO 2 − , NaOH,

NH 3 ' )H 3)OO−

atos: a H)lO = ?$ − (

, a H)N = ?$ − D

, a H< = ?$ − 3

, a NH 4+

= ?$ − D

, a )H 3)OOH = ?$ − #

, a HNO2 = ?$ − 3

Solución:

Pá!ina 3 de "




a9 E o0den de e0a de as bases conj!adas es e con0a0io a de as e0a de os ácidos de os <e/0o7ienen. La base conj!ada NO3

− 7a a se0 a 1ás d=bi 8ne0a9 6a <e /0o7iene de n ácido e0e. Eo0den de e0a de as o0as bases conj!adas se /ede esabece0 /o0 ss 1a6o0es o 1eno0esconsanes de basicidad 8#b $ #;#a9* as* CN− 8#b $ '(−,9 CO− 8#b $ '(−9 F− 8#b $'(−''9.

b9 E o0den de e0a de os ácidos conj!ados es e con0a0io a de a e0a de as bases de as <e/0o7ienen. E ácido conj!ado Na+ 7a a se0 e 1ás d=bi 6a <e /0o7iene de na base e0e. Las o0as

bases son d=bies 6 a e0a de ss ácidos conj!ados se /ede esabece0 /o0 as consanes deacide de esos. As* #a8HNO29 #a8CH3COOH9 #a8NH"

+9.

8 .- !e necesita dispone" de una disoluci&n cu'o pH sea ??,#$ a"a ello se disuelen en agua?@,4 g de una base ;0OH. 7asta alcan6a" un olumen de ?,$ % !i la masa molecula" de la base es ?A$,calcule su constante de disociaci&nSol.: #c $ *%&'(−,.

Solución:

Se 0aa de n e<iib0io i4nico en disoci4n acosa en e <e na base de concen0aci4n iniciaconocida se dise7e en a!a 6 des/=s de esabecido e e<iib0io* e /H de a disoci4n es de ''*,(*

se 0aa de na base d=bi /o0<e e /0obe1a nos /ide a consane de disociaci4n.

La concen0aci4n inicia de a base BOH es:

BOH( $'-(

"*'P$ (*'', 1o;L

Pa0a caca0 a consane de disociaci4n a6 <e ene0 en cena <e cando se esabece e e<iib0io

E<iib0io BOH B+ + OH−

Concen0aciones iniciaes (*'', ( (

Concen0aciones en e e<iib0io (*'', G ? ? ?

Pa0a caca0 a consane /a0i1os de /H <e nos /0o/o0ciona a H+ 6 a1bi=n a OH−

6a <e /H +/OH $ '". Ade1ás* de ace0do con a ese<io1e0a de e<iib0io* a concen0aci4n de B + 6 aconcen0aci4n de OH− son i!aes.

La concen0aci4n de OH− a caca1os a /a0i0 de /OH:

/OH $ '" Q /H $ '" Q ''*, $ 2*, ) eniendo en cena <e /OH $ G o! OH −* a concen0aci4n de OH−7ae:

OH− $ '(−2*, $ 3*'-&'(−3 1o;L.

Ssi6endo os daos en a ecaci4n de a consane de disociaci4n obene1os e 7ao0 de a consane

de disociaci4n. #c $ *%&'(−,

.- tendiendo a los equilib"ios en disoluci&n acuosa, "a6one cuál o cuáles de las siguientesespecies son an/&te"as ;pueden compo"ta"se como ácido ' como base.:a) moniaco ;o t"i7id"u"o de nit"&geno.b) Ion bica"bonato ;o ion 7id"ogenot"ioCoca"bonato ;IE..c) Ion ca"bonato ;o ion t"ioCoca"bonato ;IE..d) Ion bisul/u"o ;o ion 7id"ogenosul/u"o ;II.

Solución

a9 E a1oniaco* NH3* es na base /o0<e en disoci4n acosa ca/a /0oones o01ándose e ion

a1onio. No se co1/o0a co1o ácido* en consecencia no es an4e0o.

b9 E ion bica0bonao* HCO3−* /ede ca/a0 /0oones o01ando ácido ca0b4nico* co1/o0ándose co1o

base:

Pá!ina " de "




HCO3− + H2O H2CO3 + OH−

o cede0 e /0o4n <e iene /a0a o01a0 e ion ca0bonao* co1/o0ándose co1o ácido:

HCO3− + H2O CO3

−2 + H3O+

Po0 ano es an4e0o

c9 E ion ca0bonao* CO3−2* soo /ede ca/a0 /0oones /a0a o01a0 e ion bica0bonao* en consecencia

se co1/o0a co1o na base.

d9 E ion bis0o* HS−* /ede ca/a0 /0oones o01ando e ácido sd0ico* co1/o0ándose co1o base:

HS− + H2O H2S + OH−

o cede0 e /0o4n <e iene /a0a o01a0 e ion s0o* co1/o0ándose co1o ácido

HS− + H2O S−2 + H3O+

/o0 ano es an4e0o.

1! .- adas las constantes de acide6 de las especies químicas )H 3)OOH, H<, H!O4− ' NH 4

+

a) O"dene las cuat"o especies de ma'o" a meno" acide6b) *sc"iba las co""espondientes "eacciones de disociaci&n ácida en disoluci&n acuosac) Identi/ique sus bases conjugadas ' o"dFnelas de ma'o" a meno" basicidadd) *sc"iba la "eacci&n de t"ans/e"encia p"ot&nica ent"e la especie química más ácida ' la base conjugadamás básica

atos a;)H 3)OOH. = ?,@>?$ − # a;H<. = (,2>?$ − 4 a;H!O4− . = ?,2>?$ − 2 a;NH 4

+ . = #,#>?$ − ?$

Solución

a9 E 7ao0 de a consane deine e !0ado de acide de as ssancias* a 1a6o0 consane 1a6o0 acide*en consecencia:

HSO"−

HF CH3COOH NH"+

b9 Las 0eacciones son

HSO"− + H2O SO"

2− + H3O+ o HSO"− SO"

2− + H+

HF + H2O F− + H3O+ o HF F− + H+

CH3COOH + H2O CH3COO− + H3O+ o CH3COOH CH3COO− + H+

NH"+ + H2O NH3 + H3O+ o NH"

+ NH3 + H+

c9 De HSO"− a base conj!ada es e SO"

2−.De HF a base conj!ada es e F−.De CH3COOH a base conj!ada es e CH3COO−.

De NH"+ a base conj!ada es e NH3.

Rece0da <e as consane de n ácido 6 de s base conj!ada son in7e0sa1ene /0o/o0cionaes#a&#b $ Ce

de o01a <e n ácido con na consane aa iene na base conj!ada de consane /e<ea. Enconsecencia a secencia de a basicidad se0á in7e0sa a a de acide.

NH3 CH3COO− F− SO"2−

d9 HSO"− + NH3 SO"

2− + NH"+

11 .- )onside"e las ácidos o"gánicos monop"&ticos: ú"ico, ben6oico, láctico ' butanoico

a. O"dFnelos en o"den c"eciente de acide6 en disoluci&n acuosab. Gusti/ique cuál de sus bases conjugadas tiene meno" alo" de bc. Gusti/ique cuál se"á la base conjugada mas /ue"ted. *sc"iba la /&"mula semidesa""ollada del ácido butanoico

Pá!ina , de "




atos a ;ú"ico. = #,?>?$ − A a ;ben6oico. = A,A>?$ − # a ;láctico. = ?,4>?$ − 4 a ;butanoico. = ?,#>?$ − #

Solución

a9 E o0den c0eciene de acide co00es/onde a o0den c0eciene de os 7ao0es de as consanes de osácidos

#a850ico9 M #a8banoico9 M #a8benoico9 M #a8ácico9

b9 Las consanes de n ácido 6 de s base conj!ada son in7e0sa1ene /0o/o0cionaes

#a&#b $ #

en consecencia* e <e en!a 1a6o0 #a end0á 1eno0 #b. Po0 ano* a base conj!ada de ácido ácicoend0á a 1eno0 consane #b.

c9 La base conj!ada 1ás e0e se0á a de ácido 50ico <e es e ácido 1ás d=bi 81eno0 #b9

d9 e ácido banoico es: CH3 − CH2 − CH2 − COOH

12 .- Nomb"e los siguientes compuestos e indique si disoluciones acuosas de los mismos se"íanácidas, básicas o neut"as Gusti/ique las "espuestas mediante las ecuaciones i&nicas que co""espondenen cada caso:a. 0" b. %i 2 )O3 c. Na2 ! d. NH 4NO3

Solución

a9 #B0: B0o10o de /oasio.

Es na sa <e /0ocede de n ácido e0e* HB0 8ácido b0o1d0ico9* 6 na base e0e* #OH 8Hid04?idode /oasio9 <e a diso7e0se en a!a se ionia:

#B0 #+ + B0 −

E cai4n #+ se0á e ácido conj!ado de a base e0e* #OH* /o0 ano* se0á d=bi 6 no 0eacciona con ea!a. E B0 − es a base conj!ada de ácido e0e* HB0* /o0 ano se0á d=bi 6 a1/oco 0eacciona0á cone a!a. La disoci4n end0á CARCTER NETRO.

b9 Li2CO3: Ca0bonao de iio.

Es na sa <e /0ocede de n ácido d=bi* H2CO3 8ácido ca0b4nico* 0io?oca0bonao de diid0o!eno o0io?oca0bonao 8I9 de id04!eno9 6 na base e0e* LiOH 8id04?ido de iio9 <e a diso7e0se en a!ase ionia

Li2CO3 2 Li+ + CO32−

E Li+

se0á e ácido conj!ado de a base e0e* LiOH* /o0 ano* se0á d=bi 6 no 0eacciona con e a!a. ECO32− es a base conj!ada de ácido d=bi* H2CO3* /o0 ano se0á o siciene1ene e0e co1o /a0a

0eacciona0 con e a!a /0odciendo id04isis.

CO32− + H2O HCO3

− + OH−

La id04isis de ca0bonao /0o7oca a a/a0icion de iones OH−* /o0 ano a disoci4n end0á CARCTERBSICO.

c9 Na2S: S0o de sodio.

Es na sa <e /0ocede de n ácido d=bi* H2S 8ácido sd0ico9 6 na base e0e* NaOH 8id04?ido desodio9 <e a diso7e0se en a!a se ionia

Na2S 2 Na+ + S2−

Pá!ina - de "




E Na+ se0á e ácido conj!ado de a base e0e* NaOH* /o0 ano* se0á d=bi 6 no 0eacciona con e a!a.E S2− es a base conj!ada de ácido d=bi* H2S* /o0 ano se0á o siciene1ene e0e co1o /a0a0eacciona0 con e a!a /0odciendo id04isis.

S2− + H2O HS− + OH−

La id04isis de s0o /0odce iones OH−* /o0 ano a disoci4n end0á CARCTER BSICO.

d9 NH"NO3: Ni0ao de a1onio.

Es na sa <e /0ocede de n ácido e0e* HNO3 8ácido n0ico o 0io?oni0ao 89 de id04!eno9 6 nabase d=bi* NH3 8a1oniaco9 <e a diso7e0se en a!a se ionia

NH"NO3 NH"+ + NO3

−

E NO3− es a base conj!ada de n ácido e0e* HNO3* /o0 ano* se0á d=bi 6 no 0eacciona con e a!a.

E NH"+ es e ácido conj!ado de na base d=bi* NH3 /o0 ano se0á o siciene1ene e0e co1o

0eacciona0 con e a!a /0odciendo id04isis.NH"

+ + H2O NH"OH + H+

La id04isis de a1onio /0odce iones H+

* /o0 ano a disoci4n end0á CARCTER CIDO.

13 .- iga si son cie"tas o /alsas las siguientes a/i"maciones, "a6onando sus "espuestas:a. *l acetato de sodio o"igina en agua una disoluci&n básica ato a;Hc. = ?,@>?$ # b. %os enlaces al"ededo" del átomo de nit"&geno en el NH 4

+ p"esentan geomet"ía tet"aFd"ica que puede justi/ica"se planteando una 7ib"idaci&n sp3c. *l i&n bica"bonato ;H)O3

. se compo"ta como un elect"olito an/&te"od. %a solubilidad del /luo"u"o de magnesio en agua es @,2# ?$ # ato s = A,@>?$ D

Solución

a9 Cie0o. E aceao de sodio es na sa <e /0ocede de n ácido d=bi 6 na base e0e

NaAc Ac− + Na+

E ani4n aceao es a base conj!ada de n ácido d=bi /o0 ano 0eacciona0á con e a!a

Ac− + H2O HAc + OH−

a a1ena0 a canidad de OH−* a disoci4n end0á ca0áce0 básico

b9 Cie0o. Los ca0o o0biaes a41icos donde esán os ca0o eec0ones de 7aencia de ni04!eno seib0idan /a0a o01a0 ca0o o0biaes b0idos s/3* o0ienados acia os 7=0ices de n e0aed0o.

c9 Cie0o. E i4n bica0bonao se /ede co1/o0a0 co1o ácido cediendo n /0o4n /asando a ca0bonao

HCO3− + H2O CO3

2− + H3O+

6 co1o base ace/ando n /0o4n 6 /asando a ca0b4nico.

HCO3− + H2O H2CO3 + OH−

d9 Faso.!F2 !2+ + 2 F−

#s $ s&82s92 $ "s3

si ssii1os e dao-*&'(−% $ "s3 ⇒ s $ '*2&'(−3 ≠ *2,&'(−,

14 .- !e p"epa"an disoluciones acuosas de los siguientes compuestos: 'odu"o de potasio,dioConit"ato ;III. de sodio, b"omu"o de amonio ' /luo"u"o de sodio

Pá!ina de "




a. *sc"iba los co""espondientes equilib"ios de disociaci&n ' los posibles equilib"ios de 7id"&lisis"esultantes pa"a los cuat"o compuestos en disoluci&n acuosab. Gusti/ique el ca"ácte" ácido, básico o neut"o de cada una

atos: a dioConit"ato ;III. de 7id"&geno = (,2>?$ − 4 a = ácido /luo"7íd"ico = A,A>?$ − 4 b amoniaco =

?,@>?$ − #

Solución

a9 E "o#u$o #% &o'a(io 8#I9 se disocia en a!a

#I #+ + I−.

E cai4n #+* /0o7iene de na base e0e 8#OH9 /o0 ano* no /0odce id04isis. E ani4n I−* es a baseconj!ada de n ácido e0e 8HI9 /o0 ano* no 0eacciona con e a!a de a disoci4n* no /0odceid04isis.

E #iooni'$a'o *III) #% (o#io 8NaNO29 se disocia en a!a

NaNO2 Na+ + NO2−

E cai4n Na+* /0o7iene de na base e0e 8NaOH9 /o0 ano* no 0eacciona con e a!a de a disoci4n8no se /0odce id04isis9. E ani4n NO2

−* es a base conj!ada de n ácido d=bi 8HNO29 /o0 ano*0eacciona con e a!a 8se /0odce id04isis9

NO2− + H2O HNO2 + OH−

E b$o+u$o #% a+onio 8NH"B09 se disocia en a!a

NH"B0 NH"+ + B0 −

E ani4n B0 −* es a base conj!ada de n ácido e0e 8HB09 /o0 ano* no /0odce id04isis. E cai4nNH"

+* es e ácido conj!ado de na base d=bi 8NH39 /o0 ano* /0odce id04isis..

NH"+ + H2O NH3 + H3O+

E ,luo$u$o #% (o#io 8NaF9 se disocia en a!a

NaF Na+ + F−.

E cai4n Na+* /0o7iene de na base e0e 8NaOH9 /o0 ano* no /0odce id04isis. E ani4n F−* es abase conj!ada de n ácido d=bi 8HF9 /o0 ano* /0odce id04isis.

F− + H2O HF + OH−

b9 La disoci4n de 6od0o de /oasio es ne0a a /0ocede0 as dos es/ecies de ácido 6 base e0es.

La disoci4n de dio?oni0ao 8III9 de sodio es básica 6a <e a id04isis de ani4n dio?oni0ao 8III9 esa/0odciendo OH−.

La disoci4n de b0o10o de a1onio es ácida 6a <e a id04isis de cai4n a1onio esá /0odciendoH3O+.

La disoci4n de o00o de sodio es básica 6a <e a id04isis de ani4n o00o esá /0odciendo OH−.

Pá!ina de "




&- &O-

1 .- *n una disoluci&n la concent"aci&n de iones 7id"onio es #,$>?$ − # molJ% )alcula: (a) el pH (b) el

pOH (c) KOH 1 L Sol.: a. pH = 4,3 b. pOH = D,( c. KOH − L = 2>?$ − ?$ molJ%

Solución

a9 E /H se0á/H $ −o! H3O+ $ −o! 8,*(&'(−,9 $ "*3

b9 iia1os a 0eaci4n en0e e /H 6 /OH

/H + /OH $ '" ⇒ /OH $ '" − /H $ '" − "*3 $ %*

c9 A /a0i0 de /OH

/OH $ −o! OH− ⇒ OH− $ '(−/OH ⇒ OH− $ '(−%* $ 2&'(−'( 1o;L

2 .- *n un labo"ato"io se tienen dos mat"aces, uno conteniendo ?#ml de H)l cu'a concent"aci&n es$,$# ' el ot"o ?# m% de ácido etanoico ;acFtico. de concent"aci&n tambiFn $,$# a.)alcule el pH de cada una de ellasb. 5MuF cantidad de agua se debe aadi" a la más ácida pa"a que el pH de las dos disoluciones sea elmismo8

ato: a ;)H 3 − )OOH. = ?,@>?$ − # Sol.: 8a9 /H $ '*3) /H $ 3) 8b9 $ 3, 1L

Solución

a9 E HC es n ácido e0e* /o0 o <e se e conside0a co1/ea1ene disociado.

HC + H2O C− + H3O+

E ácido eanoico es d=bi* co1o se 7e en s # a $ '*&'(−,* 6 esa0á /a0cia1ene disociado:

CH3 − COOH + H2O CH3 − COO− + H3O+

E /H se deine co1o −o!H3O+.

Caco e /H de HC. Co1o es n ácido e0e* 6 se!5n s 0eacci4n de disociaci4n: H3O+ $ (*(,

/H $ − o!H3O+ $ '*3

Pa0a e CH3 − COOH e 0aa1ieno es e de n e<iib0io:


c( ( (c( − ? ? ?

ssi6endo os 7ao0es en a e?/0esi4n de #a* 6 aciendo a a/0o?i1aci4n* c( − ? ≈ ? dado e 7ao0 de aconsane 8M '(−"9 a:

#a $[ ])OOH )H

OH )OO)H

−

⋅− +−

3

33 $(c

C C ⋅ → ? $ '(−3 → /H $ 3

b9 Pa0a <e a disoci4n de HC en!a e 1is1o /H* es deci0

/H $ 3*( ⇒ H3O+ $ '(−3 ⇒ HC $ '(−3

Pá!ina % de "




Le!o a6 <e /asa0 de n ácido (*(, a o0o 1ás diido (*((' * es deci0 dii0 e HC concen0ado,( 7eces. Po0 ano e 7o1en ina se0á ,( 7eces e 7o1en inicia 8', 1L9 ina $ ,(&', $ ,( 1L.

S/oniendo <e os 7o51enes son adii7os: ,( − ', $ 3, 1L. Ha6 <e aadi0 (*3, L de a!a a adisoci4n de HC concen0ado /a0a <e e 7ao0 de s /H a1ene asa 3*(.

3 .- a6one utili6ando los equilib"ios co""espondientes, si los pH de las disoluciones que se"elacionan seguidamente son ácidos, básicos o neut"osa) cetato de potasio $,$? b) Nit"ato de sodio $,$? c) !ul/ato de amonio $,$? #) Hid"&Cido de ba"io $,$?

Solución:

a9 E aceao de /oasio /0o7iene de ácido ac=ico* <e es n ácido d=bi* 6 de a /oasa* <e es nabase e0e* /o0 o <e a 0eacci4n de disociaci4n es:

CH3 Q COO# → CH3 Q COO−

+ #+

E CH3 QCOO− es na base e0e* 6 e #+ n ácido d=bi* /o0 o <e es a base e0e a <e da id04isis

CH3 Q COO− + H2O CH3 Q COOH + OH−

Po0 o <e e /H de esa disoci4n es básico.

b9 E ni0ao s4dico /0o7iene de ácido n0ico* <e es n ácido e0e* 6 de id04?ido de sodio* <e es nabase e0e* /o0 o <e e /H es ne0o.

c9 E sao a14nico /0o7iene de ácido s50ico* ácido e0e* 6 de id04?ido de a1onio* <e es na

base d=bi* /o0 o <e a 0eacci4n de disociaci4n se0ia:8NH"92SO" → 2 NH"

+ + SO"2−

NH"+ es n ácido e0e* es =se <ien s0e id04isis:

NH"+ + H2O NH3 + H3O+

/H de a disoci4n es ácido.

d9 E id04?ido de ba0io es na base e0e* s /H sie1/0e es básico.

4 .- (a) *l pH de una disoluci&n de NaOH es ?3 )alcule su concent"aci&n (b) *l pH de unadisoluci&n de igual concent"aci&n de amoníaco es ??,3 )alcule la constante b del amoníaco ' su g"adode disociaci&nSol.: 8a9 NaOH $ (*' ) 8b9 #b $ '*'&'(−,) α $ (*('3

Solución:

a9 E NaOH es na base e0e c6a 0eacci4n de disociaci4n es:

NaOH → Na+ + OH−

Co1o/H $ '3 → /H + /OH $ '" → /OH $ '" − '3 $ ' → OH− $ (*'

Le!o a NaOH $ (*'

b9 E NH3 en disoci4n acosa es na base d=bi:

Pá!ina '( de "




NH3 + H2O NH"+ + OH−

Co1o

/H $ ''*'3 ⇒ /H + /OH $ '" ⇒ /OH $ '" −''*'3 $ 2* ⇒ OH− $ '(−2* $ '*3"&'(−3

Esa concen0aci4n es a de OH− 6 a de NH"+

OH− $ NH"+ $ '*3"&'(−3 $ ?

La consane de basicidad se0ia:

#b $[ ]

3

"

NH

OH NH −+

⋅ $

C c

C C

−

⋅

(

Co1o se 0aa de na disoci4n de i!a concen0aci4n <e a de a9: c( $ (*'

#b $ '*'&'(−,

Pa0a aa0 e !0ado de disociaci4n:

? $ c(&α → '*3"&'(−3 $ (*'&α → α $ '*3"&'(−2

5 .- !e tiene una disoluci&n de un ácido cu'a constante es 2,$>?$ 13 ' su g"ado de disociaci&n $,?#)alcule: (a) %a concent"aci&n de la disoluci&n del ácido (b) *l pH de ot"a disoluci&n del mismo ácido deconcent"aci&n ?,$>?$ 13 Sol.: 8a9 c $ (*(, ) 8b9 /H $ 3

Solución:

a9 n ácido en !ene0a iene a si!iene ecaci4n de disociaci4n:

HA + H2O A− + H3O+

' ( (' − α α α

c(8' − α9 c(α c(α

Si #a $ 2&'(−3 6 e !0ado de disociaci4n α $ (*',* enonces:

#a $[ ]H,

OH , +−⋅ 3 $

9'8(

((

α

α α

−

⋅

c

c c

des/ejando obene1os* c( $ (*(,

b9 Se /anea o0o esado de e<iib0io die0ene:

HA + H2O A− + H3O+

' ( (

' − αU αU αUc(8' − αU9 c(αU c(αU

#a iene e 1is1o 7ao0.

#a $( )

9V'8

V

(

2(

α

α

−c

c $

V'

V2(

α

α

−

c

Des/ejando ao0a* αU $ (*3

H3(+ $ c( αW $ '(−3&(*3 $ *3&'(−" ⇒ /H $ −o! H3O+ $ 3*'3

6 .- *l ácido ben6oico ;) A H # 1)OOH. es un buen conse"ante de alimentos 'a que in7ibe eldesa""ollo mic"obiano, siemp"e ' cuando el medio c"eado posea un pH in/e"io" a # edu6ca, mediante

Pá!ina '' de "




cálculos numF"icos ap"opiados, si una disoluci&n acuosa de ácido ben6oico de concent"aci&n A,? gJ%, esadecuada como líquido conse"anteatos: a ;) A H # 1)OOH. = A,#>?$ 1# ) = ?2 O = ?A H = ?

Solución:

Pa0a sabe0 si a disoci4n acosa es adecada co1o <ido conse07ane e1os de caca0 s /H.

E ácido benoico se disocia se!5n a 0eacci4n:

C-H, − COOH + H2O C-H, − COO− + H3O+

' ( (' − α α α

c(8' − α9 c(α c(α

La concen0aci4n inicia de ácido benoico es

c( $ -*' !;L $98

'*-

acidoI 1o;L $ (*(,

Dado e 7ao0 de a consane /ode1os ace0 a a/0o?i1aci4n ' − α ≈ '

#a $9'8(

((

α

α α

−

⋅

c

c c $ c(&α

2 ⇒ α $(c

+ a $(,*(

'(,*- ,−⋅

$ (*(3-

H3O+ $ c(&α $ (*((' ⇒ /H $ −o! H3O+ $ 2*"

Peso <e /H M ,* a disoci4n de ácido benoico se0á adecada co1o <ido conse07ane.

7 .- a6one si son cie"tas o no las siguientes p"oposiciones:(a) *l 7id"&Cido de sodio se disocia totalmente en una disoluci&n acuosa $,$? (b) *l amoniaco en disoluci&n acuosa $,$? ;7id"&Cido de amonio. no se disocia totalmente(c) *n una disoluci&n que contiene $,$? molJ% de 7id"&Cido de sodio ' $,$? molJ% de 7id"&Cido de

amonio, el g"ado de disociaci&n de los dos 7id"&Cidos es meno" que cuando estaban en disolucionessepa"adas

(d) %a adici&n de $,$? moles de ácido /ue"te a un lit"o de la disoluci&n del apa"tado (c), da luga" a unadisoluci&n con un pH igual al de la del apa"tado ;b.

Sol.: a9 ) b9 )c9 F) d9

Solución:

a9 Cie0a. E id04?ido de sodio es na base e0e 6 co1o a se disocia co1/ea1ene en disoci4nacosa.

b9 Cie0a. E a1oniaco es na base d=bi* s disociaci4n no se0á co1/ea* e !0ado de disociaci4nde/ende de a concen0aci4n inicia 6 de 7ao0 de a consane de basicidad 8#b9.

c9 Fasa. E !0ado de disociaci4n de id04?ido s4dico es de '((X* 6a <e es na base 16 e0e. E i4no?id0io 8OH−9 eje0ce n eeco i4nGco15n sob0e a disociaci4n de id04?ido de a1onio* /0odciendo en=se na dis1inci4n de !0ado de disociaci4n.

NaOH Na+ + OH−

(*(' (*(' NH"OH NH"

+ + OH−

(*(' 8'−α9 (*('α (*('α

A a1ena0 en a disoci4n a concen0aci4n de iones OH− e e<iib0io de disociaci4n de id04?ido dea1onio se des/aa acia a i<ie0da <edando enonces:

NH"OH NH"+ + OH−

(*(' 8'−αU9 (*('αU (*('αU

Pá!ina '2 de "




E /H 7end0á dee01inado a /a0i0 de a concen0aci4n de iones OH−* <e es /0ácica1ene a <e/0o7iene de id04?ido s4dico.

d9 Cie0a. La adici4n de n ácido e0e de a 1is1a concen0aci4n <e e id04?ido de sodio 8basee0e9* ne0aia0a a =se* 6a <e os iones H3O+ <e /0o7ienen de ácido 0eaccionan con os iones OH− de dica base. Enonces e /H o dee01ina0á a concen0aci4n de id04?ido de a1onio (*(' /0esene.

8 .- !e dispone de una disoluci&n acuosa $,$$? de ácido 21clo"oetanoico cu'a constante a es?,3>?$ 13 )alcule: (a) *l g"ado de disociaci&n del ácido (b) *l pH de la disoluci&n (c) %os g"amos de ácidoque se necesita"án pa"a p"epa"a" dos lit"os de esta disoluci&natos: ) = ?2 O = ?A )l = 3#,# H = ?Sol.: 8a9 α $ (*--) 8b9 /H $ 3*2) 8c9 1 $ (*'% !

Solución:

a9 E ácido dado* es o0!ánico* e!o se0á d=bi* disociándose /a0cia1ene:

CH2C − COOH + H2O CH2C − COO− + H3O+

' ( (' − α α α

(*(('8' − α9 (*(('&α (*(('&α

Co1o se conoce e 7ao0 de a consane de acide* se /ede des/eja0 e !0ado de disociaci4n:

#a $9'8(('*(

(('*((('*(

α

α α

−

⋅

$ '*3&'(−3 ⇒ α $ (*-,

b9 Se deine: /H $ − o! H3O+$ −o! 8(*(('&(*-,9 $ 3*'

Se co1/0eba <e es na disoci4n ácida* /es e /H es 1eno0 <e .

c9 Se conocen concen0aci4n 1oa0 8(*((' 9* 6 7o1en 82 L9 de a disoci4n* e!o /a0a dee01ina0 os!0a1os de ácido <e se necesian* se 0ec00e aa e?/0esi4n de 1oa0idad:

n $ (*(('&2 $ (*((2 1o

1 $ n&8acido9 $ (*((2&%"*, $ (*'% !

.- Bna disoluci&n acuosa $,$? de un ácido dFbil H tiene un g"ado de disociaci&n de $,2#)alcule: (a) a del ácido (b) pH de la disoluci&n (c) b de la base conjugada 1

atos: "oducto i&nico del agua - = ?,$>?$ − ?4Sol.: #a $ *3&'(−") /H $ 2*-() #b $ (*'2&'(−'(.

Solución:Se esc0ibe e e<iib0io de disociaci4n de ácido dado:

HA + H2O A− + H3O+

' ( (' − α α α

(*('8' − α9 (*('&α

(*('&α

Sabiendo <e e 7ao0 de α es (*2,. Se ssi6en as concen0aciones en e e<iib0io en a e?/0esi4n dea consane de disociaci4n de ácido* #a:

#a $[ ]H,

OH , +−

⋅ 3 $α

α

−'

2(c $

2,*('2,*(('*( 2

−

⋅ ⇒ #a $ (*33&'(−"

Pá!ina '3 de "




b9 E /H se dee01ina con a concen0aci4n de /0oones /0esene en e e<iib0io:

H3O+ $ 2*,&'(−3 ⇒ /H $ −o! H3O+ $ '*-

Co1o e0a de es/e0a0* es na disoci4n ácida* con n /H 1eno0 <e .

c9 Se sabe <e /a0a cada /a0 de ácido G base conj!ados* se c1/e:

# $ #a&#b ⇒ #b $a

-

+

+ $

"

'"

'(33*(

'(−

−

⋅

$ 3*(3&'(−'(

1! .- *l ácido /&"mico ;cu'o nomb"e sistemático es ácido metanoico. es un ácido dFbil cu'aconstante de acide6 ale ?,@4 ?$ 14 !e tienen #$$ m% de una disoluci&n acuosa de ácido /&"mico en lacual Fste se encuent"a disociado en un 34P )alcula:a. %a concent"aci&n inicial del ácido /&"mico en la disoluci&nb. %os moles de las especies H)OOH, H)OO 1 ' H 3O

+ en el equilib"ioc. *l pH de dic7a disoluci&nSol.: a. c = ?,$# > ?$ 13 b. oles H)OOH = 3,4A > ?$ 14 moles oles H)OO1 = moles H 3O

+ = ?,(@ > ?$ 14 moles c. pH = 3,4#

Solución:

a9 E e<iib0io se0á

HCOOH + H2O HCOO− + H3O+

' ( (' − α α α

c8' − α9 c&α c&α

La consane es

#a $

[ ]H)OOH

OH H)OO +−⋅ 3 $

α

α

−'

2c $

3"*('

3"*( 2

−

⋅c $ '*"&'(−"

des/ejando a concen0aci4nc $ '*(,&'(−3

b9 HCOOH $ -*%3&'(−" ) HCOO− $ H3O+ $ 3*,&'(−" .

Co1o se conoce e 7o1en de a disoci4n* 6 se sabe a 0eaci4n en0e 1oa0idad 6 7o1en* se aan=sos:

n8HCOOH9 $ -*%3&'(−"&(*, $ 3*"-&'(−" 1on8HCOO−9 $ n8H3O+9 $ 3*,&'(−"&(*, $ '*&'(−" 1o

c9 /H $ −o! H3O+ $ −o! 83*,&'(−"9 $ 3*",

Co1o e0a de es/e0a0* es n 7ao0 1eno0 <e * <e indica <e a disoci4n es ácida.

11 .- a. Indica" cuál es el pH de una disoluci&n $,$? de ácido nít"icob. !e aaden $,@2 g de acetato de sodio a ? % de la disoluci&n ante"io" a6ona" si el pH se"á más pequeo, igual o ma'o" que en el caso ante"io"c. a"a al caso b., calcula" la concent"aci&n de i&n acetato en la disoluci&natos: masas at&micas: H = ? ) = ?2 O = ?A Na = 23 a ;ácido acFtico. = ?,@ > ?$ 1# Sol.: a9 /H $ 2) c9 Ac− $ "*2&'(−" 1o;L

Solución:

a9 E ácido n0ico es n ácido e0e de o01a <e a concen0aci4n de /0oones en disoci4n es a1is1a <e a de ácido

Pá!ina '" de "




/H $ −o! H3O+ $ −o! (*(' $ 2

b9 Se adiciona aceao de sodio* sa <e /0ocede de ácido ac=ico 8ácido d=bi9 6 de id04?ido de sodio8base e0e9. La /a0e <e /0ocede de ácido d=bi* es deci0* e i4n aceao* se id0oia0á*des/0endi=ndose iones OH−* <e 0edci0án e ca0áce0 ácido de a disoci4n* e!o s /H ina se0á 1ásao 81ás ce0cano a 9 <e en e 1o1eno inicia.

c9 Se aan os 1oes de aceao:

n8CH3COONa9 $P2

P2*( $ (*(' 1o

Co1o e 7o1en no 7a0a /o0 a adici4n de a sa: CH3COONa $ (*('

La canidad adicionada de aceao* es ese<io1=0ica1ene e<i7aene a a de ácido n0ico inicia.Le!o se s/one <e ina1ene se 0abaja con na disoci4n de ácido ac=ico a1bi=n (*(' .

Se esc0ibe e e<iib0io de disociaci4n de ácido ac=ico 8HAc $ d=bi9

HAc + H2O Ac− + H3O+

(*(' ( (

(*(' − ? ? ?

con a concen0aci4n inicia 6 a consane de acide* se dee01ina a concen0aci4n de iones aceao8Ac−9* <e coincidi0á con a de /0oones:

#a $[ ]c

c

H,

OH , +−⋅ 3 $

C

C

−('*(

2

$ '*&'(−, ⇒ ? $ "*2&'(−" 1o;L $ H3O+

12 .- )alcule el pH ' el tanto po" ciento de 7id"&lisis de una disoluci&n $,$2 de acetato s&dico )H 31 )OONa a ácido acFtico ;)H 3 1)OOH. =?,@> ?$ 1# Sol.: α = ?,A(>?$ − 2 P pH = @,#2

Solución:

La sa dada esá oa1ene disociada en ss iones* e?isiendo de =sos a 1is1a concen0aci4n a ina<e de sa a co1ieno:

CH3 − COONa CH3 − COO− + Na+

(*(2 ( ((*(2 (*(2

A s 7e* e i4n aceao* /0ocedene de ácido ac=ico* d=bi* 0eacciona0á con e a!a:

CH3 − COO− + H2O CH3 − COOH + OH−

' ( (' − α α α

(*(28' − α9 (*(2&α (*(2&α

La e?/0esi4n de a consane de id04isis /a0a na ssancia <e /0ocede de n ácido es:

# $a

-

+

+ $

,

'"

'(P*'

'(−

−

⋅

$ ,*,,&'(−'(.

# $ [ ] [ ]

[ ]−

−

−

⋅−

)OO)H

OH )OOH )H

3

3 $α

α

−

⋅

'

(2*( 2

Dado e 7ao0 de a consane* /ode1os ace0 a a/0o?i1aci4n* ' − α ≈ '. Ssi6endo os daos

conocidos 0eso7iendo a ecaci4n:

,*,,&'(−'( $ (*(2&α2 ⇒ α $ '*-&'(−" $ '*-&'(−2 X

Pá!ina ', de "




Co1o en a id04isis se des/0enden OH−* se dee01ina /0i1e0o e /OH

/OH $ Go! OH− $ −o! 8(*(2&'*-&'(−"9 $ ,*"

co1o:/H + /OH $ '" ⇒ /H $ '" − ,*" $ *,2

Co1o e0a de es/e0a0 es na disoci4n con ca0áce0 básico.

13 .- !e dispone de dos /"ascos, sin etiqueta", con disoluciones $,? de ácido sul/ú"ico ' $,? deácido acFtico !e mide su acide6, "esultando que el /"asco tiene pH = 2,D Q el /"asco 0 pH = $,( a. *Cplica quF /"asco co""esponde a cada uno de los ácidosb. )alcula la constante de acide6 ;a . del ácido acFticoSol.: b9 #a $ '*- & '(G,.

Solución:

a9 E ácido s50ico es e0e* e!o s concen0aci4n inicia se0á a 1is1a <e a de /0oones ina* 6a

<e s disociaci4n es co1/ea. Sin e1ba0!o* e ácido ac=ico es d=bi* 6 an<e s concen0aci4n iniciasea a 1is1a <e a de s50ico* s4o na /a0e de =sa se disocia* e?isiendo en e e<iib0io 1enos/0oones. Po0 eo* a abe0 1ás /0oones en e /0i1e0 caso* e 7ao0 de /H se0á 1eno0* es deci0* 1ásácido./H $ (** co00es/onde a ácido s50ico./H $ 2*%* co00es/onde a ácido ac=ico.

b9 Pa0a e CH3 − COOH e 0aa1ieno es e de n e<iib0io:


(*' ( ((*' − ? ? ?

co1o se conoce e /H de ácido /ode1os obene0 a concen0aci4n de /0oones

/H $ −o! H3O+ ⇒ 2*% $ −o! H3O+ ⇒ H3O+ $ '*2-&'(−3 1o;L $ ?

ssi6endo os 7ao0es en a e?/0esi4n de #a:

#a $[ ])OOH )H

OH )OO)H

−

⋅− +−

3

33 $ C

C C

−

⋅

'*($ ( )

(%%*(

'(2-*' 23−

⋅ $ '*-&'(−,

14 .- a. )alcule el pH de una disoluci&n $$? de ácido acFtico ;a=2,?> ?$ 1# .b. 5)uántos m% de agua 7a' que aadi" a ?$ ml de H)l ?$ 13 , pa"a obtene" el mismo pH que en el

apa"tado ante"io"8 !uponga que los olúmenes son aditiosSol.: a9 /H $ 3*3") b9 a!a $ ''*3 1L

Solución:

a9 Pa0a e CH3 − COOH e 0aa1ieno es e de n e<iib0io:


(*(' ( ((*(' − ? ? ?

#a $ 2*'&'(−,

$ [ ])OOH )H

OH )OO)H

−

⋅− +−

3

33

$ C

C C

−

⋅

('*(

Dado e 7ao0 de a consane /ode1os ace0 a a/0o?i1aci4n: (*(' − ? ≈ (*('. Reso7iendo

Pá!ina '- de "




2*'&'(−, $('*(

2 C ⇒ ? $ "*,&'(−" 1o;L

Esa concen0aci4n es a concen0aci4n de /0oones* e!o

/H $ −o! H3O+ $ −o! 8"*,&'(−"9 $ 3*3"

Co1o e0a de es/e0a0* e /H es 1eno0 <e * /es se 0aa de na disoci4n ácida.

b9 Po0 e con0a0io* e HC es e0e* 6 se disocia oa1ene* e!o si s concen0aci4n inicia es '( −3 *esa 1is1a se0á a concen0aci4n de /0oones a ina* de donde e /H se0á:

/H $ G o! H3O+ $ 3

Co1o se /0eende <e e /H sea i!a <e e de a disoci4n de ac=ico* se debe dii0 e co0d0ico*consi!iendo as na concen0aci4n de /0oones 1eno0:

nº e<i7aenes diida $ nº e<i7aenes concen0ada8N&9d $ 8N&9c

Co1o e ácido es 1ono/04ico* coincide 1oa0idad 6 no01aidad* e!o:

"*,&'(G"&d $ '(−3&'( ⇒ d $ 2'*3 1L

Co1o e 7o1en de disoci4n diida es e de a concen0ada 1ás e de a!a aadido* se iene:

a!a $ d G c $ ''*3 1L

15 .- !e desean p"epa"a" #$$ m% de una disoluci&n de amoníaco ?,2$ a pa"ti" de una disoluci&nde amoníaco del 2(,3 P en peso ' de $,D$$ g Jm% de densidad )alcule:a. *l olumen que 7a' que toma" de la disoluci&n del 2(,3 Pb. *l pH de la disoluci&n p"epa"ada de amoníaco

b ;amoníaco. = ?,@ > l$ 1# asas at&micas: nit"&geno = ?4 7id"&geno = ?Sol.: a9 c $ ,*, 1L de NH"OH concen0ado) b9 /H $ ''*-3

Solución:

E a1onaco en disoci4n es e id04?ido de a1onio: NH"OH. Se dee01ina a 1oa0idad con adensidad* 0i<ea 6 1asa 1oeca0* conside0ando 7o1en n i0o:

18NH"OH9 $ %((&'((

3*2+ $ 2",* ! en ' L

n8NH"OH9 $98

+*2",

"OH NH I $ *(2 1o;L

Co1o s4o iene n !0/o OH−* coinciden 1oa0idad 6 no01aidad: N $ *(2 e<;L

a9 Se 7a a dii0 esa disoci4n de 1a6o0 concen0aci4n* /a0a obene0 ,(( 1L de o0a '*2( N:


Po0 o <e:*(2&c $ '*2(&,(( ⇒ c $ ,*, 1L de NH"OH concen0ado a0án aa.

b9 Se 0aa de na base d=bi* <e se disocia /a0cia1ene* se!5n:

NH"OH + H2O NH"+ + OH−

'*2( ( ('*2( − ? ? ?

A /a0i0 de a #b se obiene:

Pá!ina ' de "




#b $ '*&'(−, $ C

C

−2(*'

2

⇒ ? $ "*2"&'(G3 $ OH−

co1o:/OH $ G o! OHG $ 2*3

De donde se obiene:/H $ '" Q /OH ⇒ /H $ ''*-3

Co1o e0a de es/e0a0 es n /H básico.

16 .- a. !egún la teo"ía de 09nsted1%o-"' cuanto más /ue"te es un ácido, su base conjugada 5se"ámás /ue"te o más dFbil8 *Cplícalob.*n una disoluci&n acuosa la concent"aci&n mola" de iones 7id"&geno se multiplica po" ?$ 5)&mo a"íael pH8 a6&nese

Solución:

a9 Cano 1ás e0e sea n ácido s base conj!ada se0á 1ás d=bi 6a <e as consanes sonin7e0sa1ene /0o/o0cionaes: #a&#b $ #

b9 Conc0ea1ene* /a0a e caso /edido* si a concen0aci4n de /0oones se 1i/ica /o0 '(* e /H<eda0á 0edcido en na nidad.

/H $ −o! H3O+ ⇒ /HU $ −o! 8'(&H3O+9 $ −o! '( − o! H3O+ $ −' + /H

17 .- a6ona" si son cie"tas o /alsas las siguientes a/i"maciones:a. )uanto ma'o" sea la concent"aci&n inicial de ácido acFtico, ma'o" lo se"á la de iones acetatob.*l g"ado de disociaci&n del ácido acFtico es independiente de la concent"aci&n inicial del ácidoc. Bna disoluci&n de clo"u"o de amonio tend"á un pH básicod. !i se adiciona acetato de sodio a una disoluci&n de ácido acFtico, el pH aumentaSol.: a9 ) b9 F) c9 F) d9 .

Solución:

a9 e0dade0o. Pa0a <e #a sea consane* a 1a6o0 c(* 1a6o0 7ao0 de Y?Y

b9 Faso.

c9 Es aso. La disoci4n end0á ca0áce0 ácido. Es na sa de ácido e0e 6 base d=bi* e i4n a1onio/0odce id0Wisis !ene0ando /0oones.

d9 Es 7e0dade0o.

La disociaci4n de ácido d=bi es:

HAc + H2O H3O+ + Ac−

Se an ibe0ado /0oones* e!o e /H M .

La de a sa:NaAc Na+ + Ac−

Los iones aceao se id0oian* ibe0ándose !0/os OH−* <e s a1ena0án e 7ao0 de /H:

Ac− + H2O HAc + OH−.

18 .- a. Gusti/ique, mediante los equilib"ios ap"opiados ' sin necesidad de cálculos numF"icos, si lasdisoluciones acuosas de cianu"o potásico, )N, tend"án pH ácido, básico o neut"o 5Q las disolucionesacuosas de nit"ato amoniaco, NH 4NO38

Pá!ina ' de "




b. *sc"iba la /&"mula ' el nomb"e de un ácido de inte"Fs indust"ial e indique dos de sus aplicaciones

atos: a del H)N = # > ?$ − ?$ b del NH 4OH = ?,( > ?$ 1#

Solución:a9 E #CN es na sa de base e0e 6 ácido d=bi:

#CN #+ + CN−

os iones cian0o 0eaccionan con e a!a

CN− + H2O HCN + OH−

e 0esado es na disoci4n de ca0áce0 básico.

E ni0ao de a1onio es na sa /0ocedene de ácido e0e 6 base d=bi

NH"NO3 NH"+ + NO3

−

Los iones a1onio 0eaccionan con e a!a

NH"

+

+ H2O

NH3 + OH

−

e 0esado es na disoci4n de ca0áce0 ácido.

b9 E ácido s50ico: H2SO". L<ido incoo0o e inodo0o* de as/eco aceioso* 16 denso* con ao /node ebici4n en esado /0o. Tiene !0an canidad de sos inds0iaes* se e1/ea en e seco0 dee0iianes 8sao a14nico* osaos 6 s/e0osaos9* 6 en os seco0es de ib0as a0iiciaes* 0eino de/e04eo* /in0as*...En 1eno0 escaa* a1bi=n se e1/ea co1o a!ene desecane.

1 .- pa"ti" de los alo"es de a suminist"ados, dedu6ca si el pH de disoluciones acuosas de lassiguientes sales es neut"o, ácido o básico:

(a) Na<

(b) NH 4)N(c) NH 4<(d) NH 4)l

atos: a;H)N. = A,2>?$ 1?$ a;H<. = A,(>?$ 14 a;NH 4+ . = #,#>?$ 1?$

Solución:

Todos os co1/esos dados son saes* oa1ene disociadas en ss iones* si a!no de esos iones/0ocede de ácido o base d=bies* 0eacciona0á con e a!a* o01ando dico co1/eso de o0i!en* 6dejando iones ib0es* <e dee01ina0án e ca0áce0 ácido o básico de a disoci4n:

a9 NaF Na+ + F−

P0ocede de a base e0e* NaOH* /e0o de ácido d=bi HF* e!o os aniones o00o 0eacciona0án con ea!a:


La id04isis de os aniones /0odce OH−* se0á /es na disoci4n básica* /H .

b9 NH"CN NH"+ + CN−

A1bos iones /0oceden de es/ecies d=bies* e!o os dos son id0oiabes* se end0á na disoci4nne0a* d=bi1ene ácida o básica* se!5n e !0ado de id04isis de os iones.

NH"+ + H2O NH3 + H3O+


Pa0a /ode0 dee01ina0 e ca0áce0 de a disoci4n ab0a <e 7e0 as consanes de NH"+ 6 CN−. La

1a6o0 de eas se0a a <e dica1ina0a e ca0áce0 de a disoci4n.

Pá!ina '% de "




#a8NH"+9 $ ,*,&'(−'( ) #b8CN−9 $

98

'( '"

H)N + a

−

$'(

'"

'(2*-

'(−

−

⋅

$ '*-'&'(−,

Co1o a consane de a base es 1co 1a6o0 <e a de ácido a disoci4n end0á ca0áce0 básico* esdeci0* /H

c9 NH"F NH"+ + F−.

A1bos iones /0oceden de es/ecies d=bies* e!o os dos son id0oiabes* se end0á na disoci4nne0a* d=bi1ene ácida o básica* se!5n e !0ado de id04isis de os iones.

NH"+ + H2O NH3 + H3O+


Pa0a /ode0 dee01ina0 e ca0áce0 de a disoci4n ab0a <e 7e0 as consanes de NH"+ 6 F−. La 1a6o0

de eas se0a a <e dica1ina0a e ca0áce0 de a disoci4n.

#a8NH"+9 $ ,*,&'(−'( ) #b8F−9 $

98

'( '"

H< + a

−

$"

'"

'(+*-

'(−

−

⋅

$ '*"%&'(−''

En ese caso* co1o a consane de ácido es 1a6o0 <e a de a base a disoci4n end0á ca0áce0 ácido*

es deci0* /H M

d9 NH"C → NH"+ + C−

E i4n co00o /0ocede de HC* ácido e0e* 1ien0as <e e i4n a1onio /0ocede de na base d=bi* e!ose id0oia0á

NH"+ + H2O NH3 + H3O+

La disoci4n se0á ácida.

2! .- *l ácido acetilsalicílico ;aspi"ina. de /&"mula ) DH @ O4, es un ácido dFbil ' monop"&tico !usolubilidad en agua es $,# g en ?#$ m% ' una disoluci&n satu"ada tiene un pH 2,A#

a. )alcula" su constante de acide6b. Gusti/ica" si el pH de una disoluci&n de la sal s&dica del ácido acetilsalicílico es meno", igual o ma'o"que (c. %a digesti&n de aspi"inas puede se" pe"judicial en los casos en los que 7a'a tendencia a una eCcesiaacide6 gást"ica Gusti/ica" si los siguientes p"oductos se"ían o no adecuados pa"a compensa" estaacide6: )lo"u"o de sodio, inag"e, glucosa, 7id"&genoca"bonato de sodioatos: asas at&micas: H = ? ) = ?2 O = ?ASol.: a9 #a $ 3*'&'(−".

Solución:

a9 Es n ácido d=bi* e!o esa0á /a0cia1ene disociado* se deno1ina c a a concen0aci4n inicia:

HA + H2O

A

− + H3O+

' ( (' − α α α

c8' − α9 c&α

c&α

Co1o se conoce e /H:/H $ G o! H3O+ $ 2*-, ⇒ H3O+ $ 2*2"&'(−3 $ cα

Co1o a disoci4n es sa0ada os !0a1os diseos se0án (*,

n $98

,*(

"P% OH ) I $ 2*&'(−3 1o ⇒ c $

',*(

'(+P*2 3−⋅

$ (*(',

E !0ado de disociaci4n* α* se0á:2*2"&'(−3 $ (*(',&α ⇒ α $ (*'2'

La consane es

Pá!ina 2( de "




#a $[ ]c

c

H,

OH , +−⋅ 3 $

α

α

−

⋅

'

2c $

'2'*('

'2'*(('P,*( 2

−

⋅ $ 3*'&'(−"

b9 A se0 na sa <e /0ocede de n ácido d=bi* en /0esencia de a!a* e i4n saiciao se id0oia 6ende0á a o1a0 /0oones* dejando en disoci4n !0/os OH−* e!o se0án disociones básicas.

c9 E co00o de sodio 6 a !cosa no end0an nin!5n eeco* 1ien0as <e e 7ina!0e* ácido* acena0ae /0obe1a* a con0a0io <e e id04!enoca0bonao de sodio* <e a se0 básico* co1/ensa0a a acide!ás0ica.

21 .- <o"mula las siguientes sales e indica, "a6onadamente, el ca"ácte" ácido, básico o neut"o quetienen sus disoluciones acuosas: cianu"o potásico, clo"u"o am&nico, nit"ato de sodio ' sul/u"o cálcico

Solución:

#CN #+ + CN−

En ani4n CN−* /0ocede de n ácido d=bi* en consecencia se id0oia:


Se /0odcen OH−* en consecencia a disoci4n es básica.

NH"C NH"+ + C−

E cai4n NH"+* /0ocede de na base d=bi en consecencia se id0oia:

NH"+ + H2O NH3 + H3O+

La disoci4n* end0á ca0áce0 ácido.

NaNO3 Na+ + NO3−

Nin!no de os dos se id0oia* 6 a disoci4n se0á ne0a.

CaS Ca2+ + S2−

En ani4n S2−* /0ocede de n ácido d=bi* en consecencia se id0oia:

S2− + 2 H2O HS− + OH− + H2O H2S + 2 OH−

Se /0odcen OH−* en consecencia a disoci4n es básica.

22 .- !e dispone de dos disoluciones de ácidos de igual concent"aci&n Bna contiene ácido acFtico

;a = ?,#>?$ − @ . ' la ot"a ácido t"iclo"oacFtico ;a = ?,#>?$ − 3 . Indique, sin "esole" pe"o "a6onado la

"espuesta, cuál disoluci&n tend"á ma'o" pH

Solución:

Cano 1a6o0 sea a #a de n ácido* 1a6o0 se0á a concen0aci4n de ss iones en disoci4n* e!oesa0á 1ás disociado* 6 a e?isi0 1ás /0oones en e e<iib0io* a disoci4n se0á 1ás ácida. Le!o* /a0ae eje1/o dado* de 1eno0 a 1a6o0 acide se0a: ácido ac=ico M ácido 0ico0oac=ico) Si a1basdisociones 7iesen i!a concen0aci4n* a disoci4n 1ás ácida se0a a de /H 1ás bajo* e!o se0a ade ácido de 1a6o0 #a* e 0ico0oac=ico.

23 .- a. *l pH de una disoluci&n de un ácido monop"&tico ;H. de concent"aci&n #> ?$ 13 es 2,35!e t"ata de un ácido /ue"te o dFbil8 a6one la "espuesta

Pá!ina 2' de "




b. *Cplique si el pH de una disoluci&n acuosa de NH 4)l es ma'o", meno" o igual a siete

Solución:

a9 Se esc0ibe e e<iib0io de disociaci4n de ácido* 6 con e 7ao0 de /H dado* se dee01ina aconcen0aci4n de /0oones) si coincide con a concen0aci4n inicia de ácido* se /ede aba0 de n ácidoe0e* /es esa0a oa1ene disociado en ss iones:

H3O+ $ '(−/H $ '(−2*3 $ ,&'(−3 $ HA inicia.Le!o e ácido dado es e0e.

b9 NH"C NH"+ + C−

E cai4n NH"+* /0ocede de na base d=bi en consecencia se id0oia:

NH"+ + H2O NH3 + H3O+

La disoci4n iene ca0áce0 ácido* /H M .

24 .- Bna disoluci&n acuosa de ácido acFtico $,$? está ioni6ada en un 4,2 P )alcule: (a) !uconstante de ioni6aci&n (b) 5MuF concent"aci&n de ácido clo"7íd"ico 7a' que p"epa"a" pa"a tene" un pHigual al de la disoluci&n p"oblema8Sol.: #a $ '*&'(−,) HC $ "*2&'(−"

Solución:

a9 E e<iib0io de disociaci4n de ácido ac=ico es:

HA + H2O A− + H3O+

' ( (' − (*("2 (*("2 (*("2

(*('8'−

(*("29 (*('&(*("2 (*('&(*("2

Pes se da co1o dao n !0ado de disociaci4n de "*2X* o <e es o 1is1o* de (*("2.

La e?/0esi4n de a consane de acide es:

#a $[ ]H,c

OH ,c +−⋅ 3 $

("2*('

("2*(('*( 2

−

⋅

$ '*"&'(G,

b9 E /H de a disoci4n de ac=ico dada se0á:

/H $ − o! H3O+ $ − o! 8(*('&(*("29 $ 3*3

Es* /es* na disoci4n ácida* co1o e0a de es/e0a0.

E HC es e0e* e!o a concen0aci4n inicia a de coincidi0 con a de /0oones diseos* /o0 ano /a0a<e e /H ese 3*3* a concen0aci4n de a disoci4n ab0a de se0 de (*('&(*("2 $ "*2&'( G" .

25 .- %a constante de ioni6aci&n del ácido /&"mico ;H)OOH. es de ?,((>?$ − 4 )alcula":

a. *l pH de la disoluci&n /o"mada al disole" $,$2# g de ácido /&"mico en #$$ m% de aguab. *l pH de la disoluci&n "esultante al aadi" #$ m% de ácido clo"7íd"ico $,$2 a $,? % de la disoluci&nante"io"atos: asas at&micas: H: ? ): ?2 O: ?A Sol.: a9 /H $ 3*"") b9 /H $ 2*"

Solución:

a9 Los 1oes de ácido diseos son

Pá!ina 22 de "




n $98

(2,*(

H)OOH I $ ,*"3&'(−" 1o ⇒ c $

,*(

'("3*, "−⋅

$ '*(%&'(−3 1o;L

E e<iib0io de disociaci4n de ácido es:

HCOOH + H2O HCOO− + H3O+

'*(%&'(−3 ( (

'*(%&'(−3

− ? ? ?

La e?/0esi4n de a consane* c6o 7ao0 conoce1os* se0á:

#a $ '*&'(−" $ C

C

−⋅ −3

2

'((%*' ⇒ ? $ 3*-&'(−" 1o;L

E /H se0á

/H $ −o! H3O+ $ −o! ? $ 3*""

b9 E ácido <e ao0a se aade es e0e* e!o esá oa1ene disociado en ss iones*a/o0ando a a 1eca n n51e0o de 1oes:

n8HC9 $ (*(2&(*(, $ (*((' 1oes ⇒ (*((' 1oes de H3O+

En oa os 1oes de /0oones se0án:

n8H3O+9 $ '*(%&'(−" + (*((' $ '*'(%&'(−3 1o

La ne7a concen0aci4n de /0oones se0á:

H3O+ $'*((,*(

'('(%*' 3

+

⋅ −

$ *3%&'(−3

Le!o co1o 6a se sabe: /H $ −o! H3O+ $ 2*"

Es na disoci4n 1ás ácida <e a inicia* /es se e a adicionado n ácido e0e.

26 .- 5MuF concent"aci&n de metilamina se"á necesa"ia pa"a obtene" una disoluci&n de pH = ??, si

su b = #>?$ − 48Sol.: c $ 3&'(−3

Solución:

La 1eia1ina es na base d=bi* e!o a /a0i0 de dao de /H* se caca e de /OH* 6 con =* aconcen0aci4n de iones OH− en disoci4n:

/H + /OH $ '" ⇒ /OH $ '" − /H $ '" − '' $ 3

OH− $ '(−/OH $ '(−3

E e<iib0io de disociaci4n de a 1eia1ina* /a0a na concen0aci4n inicia 8c9 desconocida se0á:

CH3NH2 + H2O CH3NH3+ + OH−

c ( (c − '(−3 '(−3 '(−3

La e?/0esi4n de a #b es:

#b $ ,&'(−" $ ( )

3

23

'(

'(−

−

−c

De donde: c $ 3&'(−

3

Pá!ina 23 de "




27 .- *n #$ m% de una disoluci&n acuosa de H)l $,$# se disuelen ?,# g de Na)l, !uponiendoque no se alte"a el olumen de la disoluci&n, calcule:a) %a concent"aci&n de cada uno de los ionesb) *l pH de la disoluci&nato: asas at&micas: Na = 23 )l = 3#,# Sol.: a9 H+ $ (*(, ) Na+ $ (*,'2 ) C− $ (*,-2 ) b9 /H $ '*3.

Solución:

E HC se disocia a '((X

HC + H2O C− + H3O+

c' ( (( c' c'

Los 1oes de C−* <e son os 1is1os <e os de H3O+* <e a/o0a esa disoci4n son

n' $ (*(,&(*(,( $ 2*,&'(−3 1oLa concen0aci4n de H3O+ se0á

H3O+ $ c' $ (,*('(,*2

3−⋅

$ (*(, 1o;L

Los 1oes de iones C−* a/o0ados /o0 a sa se0án:

NaC + H2O C− + Na+

c2 ( (( c2 c2

n2 $98

,*'

Na)l I $ (*(2,- 1o de NaC de Na+ 6 de C−

La concen0aci4n de Na+ se0á:

Na

+

$ c2 $ (,*(

(2,-*(

$ (*,'2 1o;LLos 1oes de i4n co00o oaes en disoci4n se0án:

nT de C− $ 2*,&'(−3 + (*(2,- $ (*(2' 1oes

Po0 ano a concen0aci4n es

C− $(,(*(

(2P'*($ (*,-2

La deinici4n de /H es:/H $ −o! H3O+ $ −o! (*(, $ '*3

Co1o e0a de es/e0a0* iene ca0áce0 ácido* a se0 s /H n 7ao0 1eno0 <e .

28 .- a6one que disoluci&n se"á más ácida si una de acetato potásico $,3 u ot"a de b"omu"o

am&nico $,? , atos: ácido acFtico a = ?,@>?$ − # , amoniaco b = ?,@>?$ − #

Solución:

E aceao /oásico es na sa de ácido d=bi 6 base e0e <e esa0á oa1ene disociada. E cai4n*<e /0o7iene de na base e0e* no se id0oia* sin e1ba0!o* e ani4n aceao es na base e0e 6 seid0oia. E 0esado es na disoci4n básica.

HCOO# + H2O HCOO− + #+

(*3 ( (( (*3 (*3

HCOO− + H2O HCOOH + OH−

Pá!ina 2" de "




(*3 ( ((*3 − ? ? ?

E 7ao0 de a consane #b* conocida a #a* es:

#b $a+

'"'(−

$,

'"

'(P*'

'(−

−

⋅

$ ,*,-&'(−'(

/o0 ano

#b $ ,*,-&'(−'( $ C

C

−3*(

2

⇒ ? $ '*2%&'(−, 1o;L

E /OH se0a/OH $ −o! OH− $ −o! '*2%&'(−, $ "*%

/o0 ano/H $ '" − "*% $ %*' ⇒ disoci4n básica

E b0o10o a14nico es na sa de ácido e0e 6 base d=bi <e esa0á oa1ene disociada. En esa0eacci4n e ani4n b0o10o no se id0oia. Sin e1ba0!o* e cai4n a1onio o ace. E 0esado es nadisoci4n ácida.

NH"B0 + H2O B0 − + NH"+

(*' ( (( (*' (*'

NH"+ + H2O NH3 + H3O+

(*' ( ((*' − ? ? ?

E 7ao0 de a consane #a* conocida a #b* es:

#a $b+

'"'(−

$,

'"

'(P*'

'(−

−

⋅

$ ,*,-&'(−'(

/o0 ano

#a $ ,*,-&'(−'( $ C

C

−'*(

2

⇒ ? $ *",&'(−- 1o;L

E /H se0a/H $ −o! H3O+ $ −o! *",&'(−- $ ,*'

/o0 ano disoci4n ácida

Pode1os conci0 <e a disoci4n de b0o10o a14nico es 1ás ácida <e a disoci4n de aceao/oásico.

2 .- *l ácido butanoico es un ácido dFbil de a = ?,@>?$ − # )alcule:

a) *l g"ado de disociaci&n de una disoluci&n $,$2 del ácido butanoicob) *l pH de la disoluci&n $,$2 c) *l pH de la disoluci&n que "esulta al aadi" $,$# moles de H)l a 2#$ m% de una disoluci&n $,$2 de

ácido butanoico !upone" que no 7a' a"iaci&n de olumenSol.: a9 α $ (*(3) b9 /H $ 3*22) c9 /H $ (*

Solución:

a9 E e<iib0io de a disociaci4n es

CH3 − 8CH292 − COOH + H2O CH3 − 8CH292 − COO− + H3O+

' ( (' − α α α

(*(28' − α9 (*(2&α (*(2&α

Pá!ina 2, de "




#a $α

α

−'

2c

⇒ '*&'(−, $α

α

−'

(2*( 2

⇒ α $ (*(3

b9 La concen0aci4n de /0oones es: H3O+ $ cα $ (*(2&(*(3 $ -&'(−"

Po0 ano e /H se0á:

/H $ −o! H3O+ $ −o! -&'(−" $ 3*22

c9 A aadi0 n ácido e0e a n ácido d=bi* en esa 0eaci4n de concen0aciones* e /H 7ienedee01inado /o0 a a/o0aci4n de /0oones de ácido e0e:

H3O+ $2,*(

(,*($ (*2 ⇒ /H $ −o! (*2 $ (*

3! .- !ea una disoluci&n acuosa ? de un ácido dFbil monop"&tico cu'a a = ?$ − # a 2# R)

Gusti/ique si las siguientes a/i"maciones son e"dade"as o /alsasa) !u pH se"á ma'o" que (b) *l g"ado de disociaci&n se"á ap"oCimadamente $,#c) *l g"ado de disociaci&n aumenta si se dilu'e la disoluci&n#) *l pH aumenta si se dilu'e la disoluci&nSol.: a9 F) b9 F) c9 ) d9

Solución

a) Fasa. Po0 se0 disoci4n de ácido e /H debe se0 ácido* es deci0 1eno0 <e .b) Fasa. Po0 se0 d=bi* con na #a de '(−, 6 s concen0aci4n ' se0á 16 ine0io0 a (*, 8a/0o? (*('9.c) e0dade0a. A se0 n ácido d=bi 1ono/04ico #a $ cα

2;8' − α9 6 co1o #a es ce a T $ ce* si cdis1in6e α a1ena.

#) e0dade0a. A dii0 a disoci4n a H+ dis1in6e e!o dis1in6e a acide de a disoci4n /o0 o

<e e /H a1ena.

31 .- Bna disoluci&n $,? de un ácido monop"&tico, H, tiene un pH de 4,@ )alcule:a) %as concent"aciones en el equilib"io de todas las especies p"esentes en la disoluci&n ;inclui" la

concent"aci&n de OH − .

b) %a constante de disociaci&n del ácido H ' el g"ado de disociaci&n del ácido

ato: S = ?$ − ?4Sol.: a9 H+ $ A− $ '*,&'(−, ) HA $ (*' ) OH− $ -*33&'(−'( ) b9 #a $ 2*,&'(−%) α $ '*,&'(−"

Solución

a9 E e<iib0io de disociaci4n es

HA + H2O A− + H3O+

(*' ( ((*' − ? ? ?

Co1o conoce1os e /H /ode1os conoce0 a concen0aci4n de /0oones

H3O+ $ '(−/H $ '(−"* $ '*,&'(−, $ ? ⇒ H3O+ $ A− $ '*,&'(−,

HA $ (*' − '*,&'(−, $ (*'

OH− $

[ ]+

OH

+ -

3

$,

'"

'(,P*'

'(−

−

⋅

$ -*33&'(−'(

b9 La consane se0á

Pá!ina 2- de "




#a $( )

'*(

'(,P*' 2,−

⋅ $ 2*,&'(−%

Z0ado de ioniaci4n α $'*(

'(,P*' ,−⋅

$ '*,&'(−"

32 .- Teniendo en cuenta los alo"es de las constantes de acide6 de los ácidos /luo"7íd"ico,cian7íd"ico ' etanoico en disoluci&n acuosa, conteste "a6onadamente a las siguientes cuestiones:a. O"dene los ácidos de meno" a ma'o" acide6 en aguab. igualdad de concent"aci&n inicial de ácido, 5cuál tiene ma'o" pH8c. 5)uál es la b de la base conjugada más dFbil8d. *sc"iba la "eacci&n ent"e el ácido más /ue"te ' la base conjugada más /ue"te8

atos: a: H< = ?$ − 3 H)N = ?$ − ?$ )H 3 − )OOH = ?$ − # Sol.: c9 #b $ '(−''

Solución

a9 La 1eno0 o 1a6o0 acide de n ácido a indica e 7ao0 de s consane de acide #a* de o01a <ecano 1eno0 sea e 7ao0 de a consane e ácido es 1ás d=bi* /o0 ano e o0den se0á:

'(−'( M '(−, M '(−3

ciand0ico M eanoico M o0d0ico

b9 A i!a concen0aci4n inicia* iene 1a6o0 /H e ácido 1ás d=bi <e es e <e 1enos se disocia 6 /o0ano* e <e end0á 1eno0 concen0aci4n de /0oones en disoci4n. En consecencia iene 1a6o0 /H81ás /04?i1o a 9 e ácido ciand0ico HCN.

c9 La 0eaci4n en0e a consane de acide de n ácido 6 a consane de basicidad de s baseconj!ada es* a 2, ºC*

#a&#b $ # $ '(−'"

Po0 ano a base conj!ada 1ás d=bi co00es/onde a ácido 1ás e0e* es deci0 a ácido o0d0ico*<e es e <e iene a 1a6o0 de as consanes 8'(−39

#b $a+

'"'(−

⇒ #b $3

'"

'(

'(−

−

$ '(−''

E 7ao0 de a consane de basicidad de ani4n o00o 8F−9* base conj!ada de ácido o0d0ico* es #b $ '(−''.

d9 E ácido 1ás e0e es e HF* 6 a base conj!ada 1ás e0e se0á e cian0o 8CN−9 <e /0ocede deácido 1ás d=bi* es deci0* e ciand0ico

HF + CN− F− + HCN

33 .- Bna disoluci&n acuosa $,2 del ácido cian7íd"ico H)N está ioni6ada un $,?A P )alcule:a. %a constante de acide6

b. *l pH ' la concent"aci&n de OH − de la disoluci&nSol.: a9 #a $ ,*'3&'(−) b9 /H $ 3*"%) OH− $ 3*'2,&'(−'' 1o;L

Solución

E e<iib0io de disociaci4n de ácido ciand0ico de concen0aci4n inicia c $ (*2 * eniendo en cena<e e !0ado de disociaci4n es α $ (*(('- se0á

HCN + H2O CN− + H3O+

Inicia ' ( (' − α α α

E<iib0io c8' − α9 cα cα

Pá!ina 2 de "




a9 La consane de acide es

#a $[ ]H)N

OH )N +−

⋅ 3 ⇒ #a $α

α

−

⋅

'

2c ⇒ #a $

(('-*('

(('-*(2*( 2

−

⋅

#a $ ,*'3&'(−

b9 La deinici4n de /H es

/H $ −o! H3O+ ⇒ /H $ −o!8c&α9 ⇒ /H $ −o!8(*2&(*(('-9

/H $ 3*"%

Pa0a caca0 a concen0aci4n de OH− /ode1os ace0 so de <e a 2, a.C se c1/e e /0odco i4nicode a!a:.

H3O+&OH− $ '(−'" ⇒ OH− $[ ]+

−

OH 3

'"'( ⇒ OH− $

(('-*(2*(

'( '"

⋅

−

OH− $ 3*'2,&'(−'' 1o;L

Pá!ina 2 de "




/E0AIACIO/

1 .- )uando se alcan6a el punto de equialencia en una alo"aci&n ácido1base, eCplica"a6onadamente si cada una de las siguientes a/i"maciones es cie"ta o no: (a) *l núme"o de moles deácido ' de base que 7an "eaccionado son iguales (b) *l pH de la disoluci&n /o"mada puede se" distintode ( (c) %os olúmenes de ácido ' de base consumidos son iguales

Solución

a9 FALSO. En e /no de e<i7aencia son i!aes e n51e0o de e<i7aenes de ácido 6 de a base <een !ene0a no coinciden con e n51e0o de 1oes.

b9 ERDADERO. En caso de ácidos d=bies o bases d=bies se /0odce id04isis <e ace 7a0ia0 e /Hde a disoci4n a 7ao0es die0enes de .

c9 FALSO. En e /no de e<i7aencia se c1/e <e a&Na $ b&Nb* en consecencia os 7o51enes noienen <e se0* en !ene0a* i!aes.

2 .- !e alo"a una muest"a de 3,$ g de sosa cáustica ;/o"mada po" 7id"&Cido de sodio e impu"e6asine"tes. con un agente alo"ante que es una disoluci&n de ácido sul/ú"ico 2,$ *l punto /inal de laalo"aci&n se alcan6a cuando se 7an consumido ?3,2 cm 3 del ácidoa. *sc"ibi" la "eacci&n de neut"ali6aci&n que tiene luga" en la alo"aci&nb. )alcula" el po"centaje de 7id"&Cido de sodio p"esente en la sosa cáusticac. esc"ibi" el p"ocedimiento de labo"ato"io co""espondiente a esta alo"aci&n e indica" ' nomb"a" elmate"ial necesa"ioatos: masas at&micas: H = ? O = ?A Na = 23 ! = 32 Sol.: b9 (*" X

Solución:

a9 La ecaci4n se0a

H2SO" + 2 NaOH Na2SO" + 2 H2O

b9 Se dee01inan* en /0i1e0 !a0* os 1oes de ácido cons1idos en a 7ao0aci4n:

n8H2SO"9 $ & 8L9 $ 2*(&'3*2&'(−3 $ 2*-"&'(−2 1o

Esos 1oes co00es/onden a nos e<i7aenes de ácido

ne<8H2SO"9 $ 2*-"&'(−2&2 $ ,*2&'(−2 e<i7aenes

En e /no de e<i7aencia os e<i7aenes de ácido son os 1is1os <e os de a base* <e en esecaso coinciden con os 1oes de a base* /o0 ano

ne<8NaOH9 $ ,*2&'(−2 e<i7aenes $ ,*2&'(−2 1o

Se dee01inan os !0a1os <e 0e/0esenan dicos 1oes:

18!9 $ ,*2&'( Q2&"( $ 2*'' !

Con ese dao se caca a /0ea de a 1es0a:

NaOH g

muest"ag

''*2

3$

C

g '(( ⇒ ? $ (*" X

c9 Con a a6da de na baana* se o1an 3 ! de a 1es0a de sosa cásica* 6 se de/osian en n1a0a e0en1e6e0* a <e se adiciona a canidad siciene de a!a /a0a diso7e0a* 6 na !oas de n

indicado0 ácido G base* co1o a enoaena. La disoci4n ácida se cooca en na b0ea* 6 7a siendoadicionada a e0en1e6e0 !oa a !oa* asa <e e indicado0 ca1bie de coo0* anoando enonces e7o1en de ácido cons1ido 87o1e0a9.

Pá!ina 2% de "




3 .- !e dispone de ácido pe"cl&"ico ;ácido /ue"te. del A#P de "ique6a en peso ' densidad ?,A g Jm% ete"mina":a. *l olumen al que 7a' que dilui" ?,# m% de dic7o ácido pa"a que el pH "esulte igual a ?,$b. *l olumen de 7id"&Cido de potasio ;base /ue"te. $,2 que debe"á aadi"se pa"a neut"ali6a" #$ m% dela disoluci&n ante"io" de pH ?,$

atos: asas at&micas ;u.:H = ?,$ )l = 3#,# O = ?A,$Sol.: a9 $ ''2*, 1L) b9 $ 2, 1L.

Solución:

a9 En /0i1e0 !a0* se dee01ina a 1asa de ácido /0o <e conienen a disoci4n* 6 con ea* s1oa0idad 6 no01aidad:

Conside0ando ' L de ácido co1e0cia c6a 1asa se0a: 1 $ d& $'*-&'((( $ '-(( !

La 1asa de HCO" se0a: 18HCO"9 $ '-(('((

-, $ ," !

[e co00es/onde a n8HCO"9 $

98

+,"

"H)lOI

$ *, 1oes

La concen0aci4n se0a /o0 ano: c $ *, $ *, N

Ao0a* se dee01ina a concen0aci4n de ese ácido <e da n /H $ '*(.

A se0 n ácido e0e* se encen0a oa1ene disociado en disoci4n* siendo s concen0aci4n inicia a1is1a <e de /0oones:

/H $ '*() De donde: H3O+ $ (*' $ (*' N

J se sabe <e cando se di6e na disoci4n* se 1aniene consane e n51e0o de e<i7aenes* o o<e es o 1is1o* e /0odco de s no01aidad /o0 s 7o1en:

8N&9diido $ 8N&9concen0ado ⇒ (*'&d $ *,&'*, ⇒ d $ ''2*, 1L de ácido diido

b9 En e /no de e<i7aencia

a&Na $ b&Nb ⇒ ,(&(*' $ b&(*2 ⇒ b $ 2, 1L

4 .- !e dispone de @$ m% de una disoluci&n $,?# de ácido clo"7íd"ico, disoluci&n , ' de ?$$ m%de una disoluci&n $,? de 7id"&Cido de sodio, disoluci&n 0 !e quie"e sabe":a. *l pH de la disoluci&n b. *l pH de la disoluci&n 0c. !i se me6clan las dos disoluciones, 5cuánto ald"á el pH de la "esultante8Sol.: a9 /H $ (*2) b9 /H $ '3) c9 /H $ '*%,

Solución

a9 E ácido co0d0ico es n ácido e0e de o01a <e a concen0aci4n de /0oones en disoci4n es a1is1a <e a de ácido

/H $ −o! H3O+ $ −o! (*', $ (*2

b9 La sosa es na base e0e de o01a <e a concen0aci4n de id04?idos en disoci4n es a 1is1a<e a de a base

/OH $ −o! OH− $ −o! (*' $ ' ⇒ /H $ '" − /OH $ '" − ' $ '3

c9 A 1eca0 e ácido con a base* se o01a na sa ne0a* /es /0ocede de ácido 6 base e0es* /e0o a

dee01ina0 e n51e0o de 1oes <e 0eacciona0á de as dos es/ecies* se iene <e e HC esá en e?ceso*e!o sob0a0án /0oones* 6 a 1eca end0á ca0áce0 ácido:

n8HC9 $ (*(&(*', $ (*('2 1o

Pá!ina 3( de "




n8NaOH9 $ (*'&(*' $ (*(' 1o

HC NaOH NaC H2O(*('2 (*('(*((2 (*(' (*('

Con os 1oes de ácido sob0anes* (*((2 1o* se caca a concen0aci4n obeniendo:

/H $ −o! H3O+ $ '*%,

Co1o e0a de es/e0a0* e /H co00es/onde a na disoci4n ácida.

5 .- !e dispone de 2#$ m% de una disoluci&n que contiene # g de ácido b"omoacFtico ;b"omoetanoico. cu'a a = ?,2#>?$ 13 *sc"iba los equilib"ios co""espondientes ' calcule: (a) *l g"ado dedisociaci&n (b) %os g"amos de 7id"&Cido de potasio necesa"ios pa"a "eacciona" completamente con elácidoNota: )onside"e que con la adici&n de los g"amos de OH no se p"oduce aumento de olumenatos: ) = ?2 O = ?A H = ? 0" = (D,D = 3D,?Sol.: 8a9 α $ (*(%) 8b9 1 $ 2*(2 !.

Solución:

a9Se dee01ina* en /0i1e0 !a0* a concen0aci4n de ácido

n $98

,

2 )OOH 0")H I −$ (*(3- 1o ⇒ c $

2,*(

(3-*( $ (*'""

Pod0a1os esc0ibi0 e e<iib0io de disociaci4n de ácido b0o1oac=ico * a <e se deno1ina HA /a0asi1/iica0:

HA + H2O A− + H3O+

' ( (

' − α α α

(*'""8' −

α9(*'""&α (*'""&α

#a $ '*2,&'(−3 $α

α

−

⋅

'

'""*( 2

⇒ α $ (*(%

b9 Ao0a iene !a0 na ne0aiaci4n:

HA + #OH → H2O + #A

La 0eacci4n en0e e ácido 6 a base iene !a0 e<i7aene a e<i7aene* 6 co1o a1bos son de 7aencia'* 0eacciona0án os 1is1os 1oes de #OH <e de ácido inicia* eso es* (*(3- 1oes.

La 1asa de #OH conenida en esos (*(3- 1oes es: 18!9 $ ,-*'&(*(3- $ 2*(2 !

6 .- Bna posible mane"a de neut"ali6a" ácido sul/ú"ico es mediante una "eacci&n con7id"&genoca"bonato de sodio, a pa"ti" de la cual es /o"ma sul/ato de sodio, di&Cido de ca"bono ' aguaa. *sc"ibi" la "eacci&n que tiene luga"b. !i es usado ? % ácido sul/ú"ico ?@ , dete"mina" la masa de 7id"&genca"bonatode sodio necesa"ia, como mínimoc. )alcula" el olumen de di&Cido de ca"bono que se obtend"á, medido a ? atm de p"esi&n ' 2$ R) de tempe"atu"a

d. Indica" el signi/icado del pictog"ama siguiente, que apa"ece a las botellas de ácidosul/ú"icoatos: masas at&micas: H = ? ) = ?2 O = ?A Na = 23 ! = 32 = $,$@2 atm > % > 1? > mol 1? = @,3? G > 1? > mol 1?

Pá!ina 3' de "




Sol.: b9 1 $ 3(2" ! de NaHCO3) c9 8CO29 $ -"*%3 L

Solución:

a9 La 0eacci4n es:

H2SO" + 2 NaHCO3 Na2SO" + 2 CO2 + 2 H2O

b9 oes de H2SO" $ '&' $ ' 1o

Po0 a ese<io1e0a de a 0eacci4n se iene e dobe de 1oes de NaHCO3: Le!o: ? $ 3- 1oes deNaHCO3 co1o 1ni1o se necesia0án.

18!9 $ n& $ 3-&" $ 3(2" ! de NaHCO3

c9 Po0 a ese<io1e0a de a 0eacci4n se iene e dobe de 1oes de CO2: Le!o: ? $ 3- 1oes de CO2 se o01an.

Co1o e CO2 es n !as* se caca e 7o1en <e 0e/0esenan esos 1oes en condiciones no01aes!0acias a a ecaci4n de os !ases ideaes:

/& $ n&R&T ⇒ $ p

T n ⋅⋅ $ -"*%3 L

d9 Es co00osi7o* 6 ca/a de des0i0 ejidos 6 o0os 1ae0iaes* e!o se debe e7ia0 s conaco con a/ie* ojos* as co1o a inaaci4n de ss 7a/o0es.

7 .- a. *sc"ibi" las ecuaciones químicas ácido J base que desc"iben la t"ans/e"encia de p"otonesque eCiste cuando cada una de las siguientes sustancias se disuele en agua:;?. H)N ;2. Na2 )O3 3. NH 4)l a6ona" cuáles o"iginan un pH alcalino ' cuáles ácidob. 5)uántos g"amos de 7id"&Cido de magnesio deben utili6a"se pa"a neut"ali6a" completamente unadisoluci&n de ácido clo"7íd"ico de concent"aci&n $,? 8*sc"ibi" la ecuaci&n química ajustada que tiene luga" ' "a6ona" quF indicado" se"ia ap"opiado pa"aconoce" que se 7a llegado al punto de equialencia en esa neut"ali6aci&nasas at&micas ;u. g = 24,$ O= ?A,$ H = ?,$ Sol.: b9 1 8! 8OH929 $ ,* !

Solución:

a9 En a disociaci4n de ácido ciand0ico* se ibe0an /0oones* e!o e /H se0á ácido 8/H M 9.

HCN + H2O CN− + H3O+

En e ca0bonao se ibe0an /o0 id04isis !0/os OH−* a disoci4n end0á ca0áce0 básico 8/H 9.

Na2CO3 2 Na+ + CO3−2

CO3−2 +H2O HCO3

− + OH−

En e co00o de a1onio se ibe0an /0oones* e!o e /H se0á ácido 8/H M 9.

NH"C NH"+ + C−

NH"+ + H2O NH3 + H3O+

b9 Reso7e0e1os e eje0cicio /o0 i0o de disoci4n de ácido.

La ecaci4n se0a:2 HC + ! 8OH92 !C2 + 2 H2O

En e /no de e<i7aencia se c1/e:

Pá!ina 32 de "




Na&a $ Nb&b

Co1o e ácido es 1ono/04ico os 1oes 6 os e<i7aenes coinciden* /o0 ano

(*' e<i7aenes de ácido $ e<i7aenes de a base

1oes base $ 2

º esequi2alent n

$ 2

'*(

$ (*(, 1oes

J a 1asa se0á e /0odco de os 1oes /o0 a 1asa 1oeca0 de co1/eso:

18! 8OH929 $ (*(,& , $ 2*% !

Dado <e ácido 6 base son e0es* en s ne0aiaci4n se /0odci0á n sao de /H i1/o0ane* siendo5ies indicado0es con ine07ao de 7i0aje eno0no a co1o a enoaeina.

8 .- !e dispone de una disoluci&n acuosa concent"ada de 7id"&Cido s&dico de ?,43 gJm% dedensidad ' 4$P en peso )alcula":a. %a no"malidad de la disoluci&n acuosa obtenida dilu'endo ($ m% de la disoluci&n concent"ada a doslit"osb. *l pH obtenido al aadi" ?$ m%, ?2,# m% o ?# m% de ácido clo"7íd"ico ? N a 2# m% de la disoluci&nobtenida en a.atos: asas at&micas H =? O =?A Na = 23Sol.: a9 Nc $ (*, N) b9 /H $ '2*,) /H $ ) /H $ '*3

Solución:

a9 Se iene na disoci4n de NaOH* de densidad 6 0i<ea conocidas) con eas se dee01inan os!0a1os de NaOH /0os /0esenes en ' L de a disoci4n:

18NaOH9 $ '"3(&'((

"( $ ,2 ! en ' L

n8NH"OH9 $98

,+2NaOH I

$ '"*3 1o;L

Co1o s4o iene n !0/o OH−* coinciden 1oa0idad 6 no01aidad: N $ '"*3 e<;L

Co1o se e7a a cabo na dici4n* se c1/e:


De donde se des/eja e dao desconocido* a no01aidad de a disoci4n 0esane de dii0 a inicia:

Nd $2(((

+(3*'" ⋅ $ (*, N

b9 La 0eacci4n de ne0aiaci4n <e ienen !a0 es a si!iene:

NaOH + HC NaC + H2O

Co1o se /ede obse07a0* se /0odce 1o a 1o* e!o ab0á <e dee01ina0 os 1oes de ácido 6 debase conenidos en os 7o51enes dados:

NaOH: Nb $ (*, N) b $ (*, ) b $ 2, 1L $ (*(2, L.

nb $ (*,&(*(2, $ (*('2, 1o

HC'\ disoci4n: Na $ ' N) a $ ' ) a $ '( 1L $ (*('( L.

na $ '&(*('( $ (*('( 1o

Pá!ina 33 de "




2\ disoci4n: Na $ ' N) a $ ' ) a $ '2*, 1L $ (*('2, L.

na $ '&(*('2, $ (*('2, 1o

3\ disoci4n: Na $ ' N) a $ ' ) a $ ', 1L $ (*(', L.

na $ '&(*(', $ (*(', 1o

Po0 ano* a coninaci4n* se 7e cá es a es/ecie en e?ceso* os 1oes de =sa <e <edan sin0eacciona0 8/o0 die0encia en0e os 1oes de 0eaci7o en e?ceso 6 de i1iane9* 6 con eos 6 e 7o1enoa de a ne7a disoci4n* s concen0aci4n ina:

'\ eca: NaOH + HC de a '\ disoci4n: Reaci7o en e?ceso $ NaOH

oes de NaOH sob0an $ (*('2, G (*('( $ 2*,&'(−3)

NaOHsob0a $('(*((2,*(

'(,*2 3

+

⋅ −

$ (*('"

La disoci4n end0á ca0áce0 básico.

2\ eca: NaOH + HC de a 2\ disoci4n: No a6 nin!5n 0eaci7o en e?ceso* os dos 0eaccionanco1/ea1ene* e!o e 0esado es na disoci4n ne0a* /es se o01a na base /0ocedene deácido 6 base e0es.

3\ eca: NaOH + HC de a 3\ disoci4n: Reaci7o en e?ceso $ HC

oes de HC sob0an $ (*(', G (*('2, $ 2*,&'(−3

HCsob0a $(2,*((2,*(

'(,*2 3

+

⋅ −

$ (*(,

La disoci4n se0á ácida.

Las concen0aciones de H3O+

6 de OH

−

coinciden con as concen0aciones de HC 6 NaOH sob0anes*0es/eci7a1ene* /es a1bas son es/ecies e0es* es deci0* co1/ea1ene disociadas en ss iones:

'\ eca:NaOHsob0a $ OH−disoci4n $ (*('"

/OH $ −o! OH− $ '*'" ⇒ /H $ '2*,

Es n /H co00es/ondiene a na disoci4n básica* co1o 6a se aba /0e7iso.

2\ eca: /H $ * a abe0 jsiicado <e a1bos 0eaci7os se cons1en /o0 co1/eo.

3\ eca:

HCsob0a $ H3O+disoci4n $ (*(, ⇒ /H $ −o! H3O+ $ '*3

Es* /es* na disoci4n ácida* a 6 co1o se aba 0aonado.

.- *l ácido ben6oico es monop"&tico con una constante de disociaci&n a = A,3>?$ − #

a. ete"mina" el pH de una disoluci&n $,$# de ácido ben6oico ' la concent"aci&n de las especies p"esentesb. ete"mina" el olumen de una disoluci&n NaOH $,? necesa"ia pa"a alo"a" 2# cm 3 de la disoluci&nante"io"c. Gusti/ica" si en el punto de equialencia de alo"aci&n la disoluci&n se"á ácida, básica o neut"aSol.: a9 /H $ 2*,) B− $ H3O+ $ '*&'(−3 ) HB $ (*("2 ) b9 $ '2*, 1L

Solución:

Pá!ina 3" de "




a9 E e<iib0io de a disociaci4n

HB + H2O B− + H3O+

(*(, ( ((*(, − ? ? ?

#a $ -*3&'(−

, $ C

C

−(,*(

2

⇒ ? $ '*&'(−

3 1o;L

/H $ −o! H3O+ $ 2*,)

B− $ H3O+ $ '*&'(−3 ) HB $ (*("2

b9 En e /no de e<i7aencia

a&Na $ b&Nb ⇒ (*(,&(*(2, $ b&(*' ⇒ b $ (*('2, 1L

c9 E ani4n benoao* /0ocede de n ácido d=bi* e!o en 1edio acoso ende0á a o1a0 /0oones dea!a* dejando ib0es !0/os OH−) es* /es* na disoci4n de ca0áce0 básico.

1! .- *n la etiqueta de una botella de inag"e come"cial, se indica que la acide6 es del #P, es deci",que contiene este po"centaje en peso de ácido acFtico a"a comp"oba" si es cie"to as a "eali6a" unaalo"aci&n ácido 1 base, utili6ando NaOH $,? a. *sc"ibe ot"as sustancias ' apa"atos que utili6a"ásb. *Cplica el p"ocedimientoc. !i pa"a alo"a" # m% de inag"e se consumen 33 m% de NaOH, 5cuál se"á su mola"idadd. 5*s cie"to lo que dice la etiqueta8atos: asas at&micas: H = ? ) = ?2 $ = ?A %a densidad del inag"e se conside"a igual a la del aguaSol.: c9 (*--

Solución:

a9 En na 7ao0aci4n de n ácido 8e ac=ico conenido en e 7ina!0e9 con na base 8e NaOH9* seiia0an:G na b0ea* en a <e se in0odci0a a disoci4n de sosa* <e se i0a dejando cae0 ena1ene* !0aciasa a a7e.G n 7aso de /0eci/iados* <e conend0a n 7o1en conocido de 7ina!0e.G n indicado0 ácido G base* /a0a 1os0a0* con n ca1bio de coo0* <e a 7ao0aci4n a e01inado.

b9 Se i0a inco0/o0ando* !oa a !oa* a disoci4n de a base* a!iando sa7e1ene e 7aso de/0eci/iados* /a0a <e se o1o!enice a 1eca. Cando se obse07a n ca1bio de coo0* se ce00a0a aa7e de a b0ea* anoando e 7o1en cons1ido.

c9 En oda 7ao0aci4n se c1/e: nº e<i7aenes ácido $ nº e<i7aenes base

8N & 9 ácido $ 8N & 9 base

Le!o* en ese caso* se ssii0an os daos conocidos: no01aidad 8i!a <e 1oa0idad9 6 7o1en dea base* 6 7o1en de ácido* des/ejando s concen0aci4n:

(*'&33 $ Na&, ⇒ Na $ (*-- N $ (*--

d9 Pa0a co1/0oba0 si es o no cie0o o <e indica a ei<ea* se aa a 1oa0idad de 7ina!0e aendiendoa esos daos:

S/oniendo <e a densidad de 7ina!0e es i!a a a de a!a

asa de ac=ico en e 7ina!0e $ '((('((, $ ,( ! de ac=ico /0o en a boea

Pá!ina 3, de "




n $98

,(

H,c I $ (*3 1o HAc ⇒ c $ (*3;' $ (*3

Le!o no coincide a concen0aci4n <e indica a boea con a aada a 0a7=s de a 7ao0aci4n conNaOH) a ei<ea de a boea no es co00eca.

11 .- a. Bn estudiante de química comenta que 7a "eali6ado una alo"aci&n de ácido acFtico con7id"&Cido de sodio 2 , ' que el pH de neut"ali6aci&n es ácido 5*s una a/i"maci&n co""ecta8 Gusti/ícalob. 5)&mo 7a"ías la alo"aci&n en el labo"ato"io8 mate"ial,

Solución:

a9 A 7ao0a0 ácido ac=ico con id04?ido de sodio* se o01a0á na sa* oa1ene disociadas en ssiones* si a!no de esos iones /0ocede de ácido o base d=bies* 0eacciona0á con e a!a* o01andodico co1/eso de o0i!en* 6 dejando iones ib0es* <e dee01ina0án e ca0áce0 ácido o básico de adisoci4n:

HAc + NaOH NaAc + H2ONaAc Na+ + Ac−

Na+ /0ocede de a base e0e NaOH* /e0o Ac− de ácido d=bi HAc* e!o se id0oia0á:

Ac− + H2O HAc + OH−

Se0á* /es* na disoci4n básica* 6 a ai01aci4n de esdiane no es co00eca.

b9 En na 7ao0aci4n de n ácido 8e ac=ico conenido en e 7ina!0e9 con na base 8e NaOH9* seiia0an:G na b0ea* en a <e se in0odci0a a disoci4n de sosa* <e se i0a dejando cae0 ena1ene* !0aciasa a a7e.G n 7aso de /0eci/iados* <e conend0a n 7o1en conocido de ac=ico.G n indicado0 ácido G base* /a0a 1os0a0* con n ca1bio de coo0* <e a 7ao0aci4n a e01inado.

Se i0a inco0/o0ando* !oa a !oa* a disoci4n de a base* a!iando sa7e1ene e 7aso de /0eci/iados*/a0a <e se o1o!enice a 1eca. Cando se obse07a n ca1bio de coo0* se ce00a0a a a7e de ab0ea* anoando e 7o1en cons1ido.

12 .- adas dos disoluciones de 3$ m% de ácido acFtico ' de ácido clo"7íd"ico $,# :a. calcule el pH de ambas disolucionesb. 5MuF cantidad de agua 7ab"á que aadi" a la más ácida pa"a que ambas lleguen al mismo pH8

a ;)H 3)OOH. = ?,@>?$ − # Sol.: a9 /H $ 2*,2) /H $ (*3() b9 $ "*% L de a!a

Solución:

a9 E ácido ac=ico es n ácido d=bi /o0 ano e e<iib0io de disociaci4n es

HAc + H2O Ac− + H3O+

(*, ( ((*, − ? ? ?

#a $ '*&'(−, $ C

C

−,*(

2

⇒ ? $ 3&'(−3 1o;L

/H $ −o! H3O+ $ −o! 3&'(−3 $ 2*,2

E ácido co0d0ico es n ácido e0e* en consecencia se disocia a '((X

/H $ −o! H3O+ $ −o! (*, $ (*3(

Pá!ina 3- de "




b9 Hab0á <e aadi0 a!a a HC* de 1eno0 /H* 6 /o0 ano* 1ás ácido* /a0a i!aa0 os /H) se debedii0* c1/i=ndose:

nº e<i7aenes concen0ada $ nº e<i7aenes diida8N&9c $ 8N&9d

A se0 a1bos ácidos 1ono/04icos* coinciden no01aidad 6 1oa0idad.

(*,&(*(3 $ 3&'(G3&d ⇒ d $ , LDe donde:

d $ c + a!a ⇒ a!a $ , − (*(3 $ "*% L de a!a

13 .- ?$ m% de una disoluci&n acuosa de 7id"&Cido de sodio se me6clan con 2$ m% de ot"adisoluci&n de ácido clo"7íd"ico ? %a me6cla obtenida tiene ca"ácte" ácido ' p"ecisa pa"a suneut"ali6aci&n ?# m% de 7id"&Cido de sodio $,# )alcule:a) %a concent"aci&n de la disoluci&n inicial de 7id"&Cido de sodio en gJ%b) *l pH de la disoluci&n ácida obtenida al me6cla" las disoluciones iniciales de 7id"&Cido de sodio '

ácido clo"7íd"icoatos: ;NaOH. = 4$Sol.: a9 ,( !;L) b9 /H $ (*-

Solución:

a9 E HC <e a sob0ado se ne0aia con ', 1L de disoci4n de NaOH (*, * /o0 ano os 1oes <esob0an de HC se0án

1oes <e sob0an $ b&Nb $ (*(',&(*, $ *,&'(−3 1o de HC

Co1o inicia1ene abanº $ '&(*(2( $ (*(2 1o de HC

Los <e ne0ai4 os '( 1L de sosa se0án

(*(2 − *,&'(−3 $ (*('2, 1o de HC <e se ne0aia0on con os '( 1L de NaOH

La concen0aci4n inicia de a sosa se0á

(*('2, $ (*('&Nb → Nb $ '*2, N

E?/0esando esa concen0aci4n en !0a1os /o0 i0o

En '( 1L de disoci4n '*2, de sosa a6 '*2,&'(−2 1o de sosa

18!9 $ '*2,&'(−2&8NaOH9 $ (*, ! de sosa en os '( 1L ⇒ ,( !;L

b9 Los 1oes <e sob0a0on de HC e0an *,&'(−3* ao0a en 3( 1L* /o0 ano a concen0aci4n se0á

c $(3*(

'(,*+ 3−⋅$ (*2,

/H $ −o! (*2, $ (*-

14 .- *n una alo"aci&n ácido1base se alo"a un ácido dFbil ;H. con una base /ue"te ;0OH. lllega" al punto /inal "a6one sob"e la e"acidad de las siguientes a/i"maciones:

a) !&lo se 7an neut"ali6ado pa"te de los iones OH − de la base

b) *l pH en el punto de equialencia es (c) !e 7an gastado los mismos moles de ácido que de baseSol.: a9 F) b9 F) c9 .

Solución.

Pá!ina 3 de "




a9 Fasa* an 0eaccionado odos iones OH− de a base* /e0o a sa o01ada se id0oia con e a!a 6 eani4n A−* de ácido d=bi* 0eacciona ne7a1ene con e a!a /0odciendo iones OH−:

HA + BOH BA + H2OBA A− + B+

A− + H2O HA + OH−

b9 E /H en e /no de e<i7aencia se0á 1a6o0 de * debido a a 0eacci4n de id04isis de a sa 6/ose0io0 0eacci4n de ani4n A− con e a!a. E /H se caca a /a0i0 de a consane de id04isis deácido d=bi conj!ado 8HA9:

A− + H2O → HA + OH−

e0dade0a* a ese<io1e0a de a 0eacci4n indica <e cada 1o de ácido 0eacciona con n 1o de abase.

15 .- *Cplique, con las ecuaciones químicas necesa"ias, po" quF al me6cla" 2$ m% de ácidoclo"7íd"ico $,?$ con ?$ ml de amoniaco $,2$ la disoluci&n "esultante no es neut"a Indique si su pH

se"á ma'o" o meno" de (

Solución:

La 0eacci4n <e se /0odce es:HC + NH3 NH"C

D4nde se obse07a <e e HC 0eacciona 1o a 1o con e NH3:

oes de HC: (*(2 L&(*'( $ (*((2 1oesoes de NH3: (*(' L&(*2( $ (*((2 1oes

Le!o* 0eacciona odo e HC con e NH3 o01ando (*((2 1oes de NH"C de concen0aci4n:

$('*((2*(

(2*(

+$ (*(-

La sa o01ada NH"C* se id0oia con e a!a:

NH"C NH"+ + C−

E ion a1onio /0odce id04isis.NH"

+ + H2O → NH3 + H3O+

La disoci4n 0esane es ácida* /o0 o ano con n /H 1eno0 de .

16 .- )alcule el pH de la disoluci&n que "esulta cuando se aaden $,@ lit"os de ácido acFtico $,2#

a $,2 lit"os de 7id"&Cido de sodio ?,$ a ;ácido acFtico. = l,@Cl$ −

# Sol.: /H $ %*'

Solución:

La 0eacci4n en0e e ácido ac=ico 6 e id04?ido de sodio es:

CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O

La ese<io1e0a de a 0eacci4n nos indica <e e ácido 6 a base 0eaccionan 1o a 1o:

oes de CH3COOH: (* L ? (*2, $ (*2 1oes de ácido ac=ico.oes de NaOH: (*2 L ? ' $ (*2 1oes de id04?ido de sodio

Po0 o ano* se cons1en oa1ene a1bos 0eaci7os obeni=ndose (*2 1oes de aceao de sodio.

La concen0aci4n de CH3COONa se0á:

Pá!ina 3 de "




$2*(P*(

2*(

+$ (*2

E aceao de sodio en disoci4n acosa se disocia oa1ene:

CH3COONa CH3COO− + Na+

E i4n aceao* a se0 na base d=bi* 0eacciona con e a!a esabeci=ndose e si!iene e<iib0io:

CH3COO− + H2O CH3COOH + OH−

La disoci4n end0á /o0 o ano ca0áce0 básico 6 /a0a caca0 e /H de a 1is1a* /0i1e0o end0e1os<e sabe0 ca es a concen0aci4n de OH− en e e<iib0io.

CH3COO− + H2O CH3COOH OH−

(*2 ( (

(*2 G ? ? ?

E eje0cicio nos da co1o dao a #a de ácido ac=ico* /e0o /ode1os caca0 a #b de i4n aceao* 6a <e

a1bas consanes esán 0eacionadas con e /0odco i4nico de a!a 8# $ '. '(−

'"9 a 0a7=s de asi!iene ecaci4n: #a&#b $ #.

#b $ ,

'"

'(P*'

'(−

−

⋅

$ ,*,-&'(−'(

#b $ ,*,-&'(−'( $ C

C

−2*(

2

⇒ ? $ '&'(−'%

/o0 ano a OH− $ '(−% ⇒ /OH $ "*% ⇒ /H $ %*'

17 .- *l ácido butanoico es un ácido dFbil siendo su a = ?,#>?$ − # )alcule:

a. *l g"ado de disociaci&n de una disoluci&n $,$# del ácido butanoico

b. *l pH de la disoluci&n $,$# c. *l olumen de una disoluci&n de 7id"&Cido s&dico $,$2# necesa"io pa"a neut"ali6a" ?$$ m% dedisoluci&n $,$# de ácido butanoicoSol.: a9 α $ (*(') b9 /H $ 3*() c9 $ 2(( 1L

Solución

a9 E e<iib0io de disociaci4n de ácido es

CH3 − 8CH292 − COOH CH3 − 8CH292 − COO− + H+

' ( (' − α α α

c8' − α9 cα cα

#a $α

α

−

⋅

'

2c ⇒ '*,&'(−, $

α

α

−

⋅

'

(,*( 2

⇒ α $ (*('

b9 H+ $ c&α $ (*(,&(*(' $ *,&'(−" ⇒ /H $ − o! H+ $ 3*(

c9 En ese caso: ac&ac $ sosa&sosa ⇒ (*'&(*(, $ sosa&(*(2, ⇒ sosa $ (*2 L $ 2(( 1L

18 .- Bna disoluci&n come"cial de ácido clo"7íd"ico p"esenta un pH de $,3a) )alcule la masa de 7id"&Cido de sodio necesa"ia pa"a neut"ali6a" 2$$ m% de la disoluci&n come"cial deácido

b) !i ?$ m% de la disoluci&n come"cial de ácido clo"7íd"ico se dilu'en con agua 7asta un olumen /inal de#$$ m%, calcule el pH de la disoluci&n diluida "esultante

Pá!ina 3% de "




c) 24$ m% de la disoluci&n diluida "esultante del apa"tado ante"io" se le aaden ?A$ m% de ácido nít"ico$,$$# )alcule el pH de la nuea disoluci&n ;suponiendo olúmenes aditios.d) )alcule los g"amos de 7id"&Cido de calcio necesa"ios pa"a neut"ali6a" la disoluci&n /inal del apa"tadoc.atos: asas at&micas: Na = 23 )a = 4$ H = ? O = ?ASol.: a9 1 $ " ! de NaOH) b9 /H $ 2) c9 /H $ 2*') d9 1 $ (*'2 ! de Ca8OH9 2

Solucióna9 Pa0a ne0aia0 os 2(( 1L de a disoci4n de ácido acen aa e 1is1o n51e0o de e<i7aenes desosa

a&Na $ nº e<i7aenes de ácido $ nº e<i7aenes sosa

En ese caso a se0 e HC n ácido 1ono/04ico* a no01aidad coincide con a 1oa0idad 6 e n51e0o dee<i7aenes con e n51e0o de 1oes* a i!a <e a sosa NaOH <e soo coniene n !0/o OH −. Po0 ano* en e /no de e<i7aencia

nº 1oes de HC $ nº 1oes de NaOH

La concen0aci4n 1oa0 de ácido se obiene de /H 6a <e* a se0 n ácido e0e* a concen0aci4n de

/0oones coincide con a concen0aci4n de ácido.

/H $ −o! H3O+ $ (*3 ⇒ H3O+ $ (*, ⇒ HC $ (*,

Los 1oes de HC en 2(( 1L son

nº 1oes de HC $ (*2 L&(*, 1o;L $ (*' 1o HC

esos 1oes son ne0aiados /o0 e 1is1o n51e0o de 1oes de NaOH* c6a 1asa 1oa0 es 8NaOH9$ "( !;1o.

n8NaOH9 $ (*' 1o ⇒ 18!9 $ n8NaOH9&8NaOH9 $ (*'&"( $ " ! de NaOH

b9 Cando se di6e e ácido os 1oes <e coniene son os 1is1os* en consecencia

1o HC en '( 1L $ '( 1Lm%

H)l mol

'(((

,*($ ,&'(−3 1o HC

esos 1oes en ,(( 1L dan na concen0aci4n

m%

H)l mol

,((

'(, 3−⋅

'((( 1L $ (*(' de HC

co1o e ácido co0d0ico es e0e esa0á disociado a '(( X de o01a <e a concen0aci4n de /0ooneses a 1is1a

H3O+ $ (*(' ⇒ /H $ − o! H3O+ $ − o! (*(' $ 2

c9 A aadi0 ácido n0ico* <e a1bi=n es n ácido e0e* a1ena1os os /0oones en disoci4n. Los1oes en 2"( 1L de a disoci4n ane0io0 son

2"( 1L m%H)l mol

'(((('*( $ 2*"&'(

−3 1o HC

<e coincide con os 1oes de H3O+* a se0 e HC n ácido e0e.

En os '-( 1L <e se aaden de HNO3* (*((, ab0án

'-( 1Lm%

HNOmol

'(((

((,*( 3 $ &'(−" 1o HNO3

<e coincide con os 1oes de H3O+* a se0 e HNO3 n ácido e0e.

En consecencia a jna0 as dos disociones ene1os

n $ 2*"&'(−3 + &'(−" $ 3*2&'(−3 1o de H3O+

<e se encen0an en n 7o1en oa de $ 2"( + '-( $ "(( 1L

a concen0aci4n se0á

Pá!ina "( de "




disoluci&n%

OH mol

"*(

'(2*3 33 +−

⋅ $ &'(−3 de H3O+

/o0 ano e /H se0á/H $ −o! H3O+ $ −o! &'(−3 $ 2*'

d9 Pa0a ne0aia0 os "(( 1L de a disoci4n ane0io0 acen aa e 1is1o n51e0o de e<i7aenes de

id04?ido de cacio* Ca8OH92.

a&Na $ nº e<i7aenes de ácido $ nº e<i7aenes Ca8OH9 2

En ese caso a se0 e HC n ácido 1ono/04ico* a no01aidad coincide con a 1oa0idad 6 e n51e0o dee<i7aenes con e n51e0o de 1oes* sin e1ba0!o e Ca8OH9 2 coniene dos !0/os OH−. Po0 ano* ose<i7aenes de Ca8OH92 se0án os 1oes 1i/icados /o0 dos. En e /no de e<i7aencia

nº 1oes de disoci4n ácida $ nº 1oes de Ca8OH92 ? 2

3*2&'(−3 $ n8Ca8OH929 ?2 ⇒ n8Ca8OH929 $ '*-&'(−3 1o Ca8OH92

esos 1oes de Ca8OH92* c6a 1asa 1oa0 es 8Ca8OH929 $ " !;1o* s/onen en !0a1os

18!9 $ n8Ca8OH929&8Ca8OH929 $ '*-&'(−3&" $ (*'2 ! de Ca8OH92

1 .- !e disuelen 2,3 g de ácido metanoico en agua 7asta un olumen de 2#$ cm3 )alcule:a) *l g"ado de disociaci&n ' el pH de la disoluci&nb) *l olumen de 7id"&Cido de potasio $,# necesa"io pa"a neut"ali6a" #$ cm 3 de la disoluci&n ante"io"

atos: a = ?,@>?$ − 4 asas at&micas: ) = ?2 O = ?A H = ?

Solución

a) La concen0aci4n inicia de 1eanoico se0á

n $98

98

H)OOH I

g m$"-

3*2 $ (*(, 1o HCOOH ⇒ c $ HCOOH $

2,*(

(,*( $ (*2

en e e<iib0ioHCOOH H+ + HCOO−

c8' − α9 cα cα

A conoce0 a consane de ácido e !0ado de disociaci4n se /ede obene0 de a e?/0esi4n

#a $( )α

α

−⋅ '

22

c

c $

α

α

−'

2c

$ '*&'(−" ⇒ α ≈ (*(3

E /H se obiene a /a0i0 de a concen0aci4n de /0oones

H+ $ cα $ (*2&(*(3 $ -&'(−3 ⇒ /H $ −o! (*((- $ 2*2

b) Ne0aiaci4n:HCOOH + #OH HCOO# + H2O

La ese<io1e0a indica <e a /0o/o0ci4n en a <e 0eaccionan es ':')1oes de HCOOH $ 1oes #OH

$I

I %

,*(

2*((,*( ⋅

$ (*(2 L

2! .- a"a una disoluci&n acuosa de un ácido H de a = ?$ − # , justi/ique si son e"dade"as o /alsaslas siguientes a/i"maciones:a. )uando se neut"ali6a con una base, el pH es di/e"ente de (

Pá!ina "' de "




b. )uando se duplica la concent"aci&n de p"otones de la disoluci&n, su pH se "educe a la mitadc. %a constante de acide6 de H es meno" que la constante de basicidad de su base conjugadad. !i se dilu'e la disoluci&n del ácido, su g"ado de disociaci&n pe"manece constante

Solución

a9 e0dade0o. E ácido de consane #a $ '(−, es n ácido d=bi* en consecencia s base conj!ada* A −

se id0oia* A− + H2O HA + OH−

/o0 ano* si a base con <e se ne0aia es e0e* e a1eno de OH− /0odci0á n a1eno de /H/o0 enci1a de . Si a base con <e se ne0aia e0a d=bi* ab0a <e conoce0 s consane dee<iib0io /a0a ase!0a0 e co1/o0a1ieno de /H an<e si /ode1os deci0 <e se0a a1bi=n die0enede .

b9 Faso. No e?ise /0o/o0cionaidad en0e e /H de na disoci4n 6 a concen0aci4n de /0oones. Eneeco

/HU $ −o! H+U $ −o! 82H+9 $ −o! 2 −o! H+ $ /H − o! 2si se d/ica a concen0aci4n de /0oones e /H dis1in6e /e0o no a a 1iad.

c9 Faso. Las consanes de n ácido 6 a de s base conj!ada esán 0eacionadas /o0 #a & #b $ #

s/oniendo <e e dao s1inis0ado es a 2, ºC

#b $a

-

+

+ $

,

'"

'(

'(−

−

$ '(−%

/o0 ano* #a #b.

d9 Faso.La disociaci4n de ácido se0á

HA + H2O A− + H3O+

' ( (

' − α α α

c8' − α9 cα cα

a consane de e<iib0io se0a

#a $[ ]H,

OH , +−⋅ 3 $

9'8 α

α α

−

⋅

c

c c $

( )α

α

−

⋅

'

2c

co1o #a es 16 /e<ea 8M '(−"9 /ode1os ace0 a a/0o?i1aci4n de ' − α ≈ '* de o01a <e

#a $ c&α2 ⇒ α $

c

+ a

A a 1is1a e1/e0a0a* si se di6e a disoci4n de ácido* es deci0* si dis1ini1os e 7ao0 de c* e!0ado de disociaci4n* α* a1ena 6a <e e 7ao0 de #a es e 1is1o.

21 .- !e disuelen ?,A@ g"amos de 7id"&Cido de potasio en agua 7asta alcan6a" un olumen de ?$$m%a. )alcule el pH de la disoluci&n obtenidab. )alcule cuantos m% de ácido clo"7íd"ico $,A 7acen /alta pa"a neut"ali6a" #$ m% de la disoluci&n de7id"&Cido de potasio, ' cual es el pH de la disoluci&n /inalc. )alcule el pH de la disoluci&n que se obtiene al aadi" 2#$ m% de agua a #$ m% de la disoluci&n inicial de 7id"&Cido de potasioatos asas at&micas: = 3D O = ?A H = ?

Solución

a9 E id04?ido de /oasio* #OH* es na base e0e* /o0 ano* a concen0aci4n de OH−* se0á a 1is1a<e a de a disoci4n

Pá!ina "2 de "




n#OH $98

98

+OH I

g m $

,-

-P*' $ (*(3 1o de #OH

a concen0aci4n es

c $%

mol

'*(

(3*($ (*3 1o;L

E /OH es

/OH $ −o! OH−

$ −o! (*3 $ (*,2co1o* /H + /OH $ '"

/H $ '" − /OH $ '" − (*,2 $ '3*"

b9 En e /no de e<i7aencia* a&Na $ b&Nb. Tano en e id04?ido de /oasio co1o en e ácidoco0d0ico* HC* as concen0aciones no01aes coinciden con as concen0aciones 1oa0es de o01a <e

a&(*- $ ,(&(*3 ⇒ a $ 2, 1L de disoci4n (*- de HC

Co1o ano e #OH co1o e HC son base 6 ácido e0e* no a6 id04isis 6 e /H se0á .

c9 Co!e1os i $ ,( 1L de a disoci4n /0i1ii7a c6a no01aidad es N i $ (*3 N 6 a dii1os asa $82,( + ,(9 1L. A dii0 os e<i7aenes 86 en ese caso os 1oes9 son os 1is1os de o01a <e

i&Ni $ &N ⇒ ,(&(*3 $ 82,( + ,(9&N ⇒ N $ (*(, N

Co1o e id04?ido de /oasio es na base e0e e /OH es

/OH $ −o! OH− $ −o! (*(, $ '*3(co1o* /H + /OH $ '"

/H $ '" − /OH $ '" − '*3( $ '2*(

22 .- !e p"epa"a una disoluci&n de ácido ben6oico ;) A H # )OOH. cu'o pH es 3,?, disoliendo $,A?g"amos del ácido en agua 7asta obtene" #$$ m% de disoluci&n )alcule:

a. *l g"ado de disociaci&n del ácido ben6oicob. %a constante de acide6 del ácido ben6oicoc. %a constante de basicidad del ani&n ben6oatod. *l olumen de 7id"&Cido de sodio $,? necesa"io pa"a neut"ali6a" #$ m% de la disoluci&n del ácidoatos asas at&micas: ) = ?2 O = ?A H = ?

Solución

La concen0aci4n de ácido benoico* c6a 1asa 1oa0 es 8ácido9 $ '22 !;1o* se0á

n $98

98

ácidoI

g m$'22

-'*($ ,&'(−3 1o ⇒ c $

,*(

'(, 3−⋅

$ (*(' 1o;L

a9 La disociaci4n de ácido benoico es

C-H,COOH + H2O C-H,COO− + H3O+

' ( (' − α α α

c8' − α9 cα cα

Conocido e /H de a disoci4n /ode1os obene0 e 7ao0 de !0ado de disociaci4n* α

/H $ −o!H3O+ $ −o! cα $ 3*' ⇒ cα $ '(−3*' $ *%"&'(−" 1o;L/o0 ano

α $c

"'(%"*+ −⋅ $

('*(

'(%"*+ "−⋅

$ (*(

b9 La consane de acide se0á

Pá!ina "3 de "




#a $ ( )

( )α

α

−

⋅

'

2

c

c $

α

α

−

⋅

'

2c ⇒ #a $

(P*('

(P*(('*( 2

−

⋅$ -*%,&'(−,

c9 La consane de n ácido 6 a consane de s base conj!ada esán 0eacionadas /o0

#a&#b $ #

a 2, ºC # $ '(−'"

* /o0 ano

#b $a+

'"'(−

$,

'"

'(%,*-

'(−

−

⋅

$ '*""&'(−'(

d9 En e /no de e<i7aencia se c1/e a i!adad en os e<i7aenes de ácido benoico 6 de a baseNaOH.

a&Na $ b&Nb ⇒ b $b

aa

N

N E ⋅

En ese caso ano as concen0aciones 1oa0es de ácido 6 de a base coinciden con as no01aes a se0a1bos de 7aencia no* /o0 ano

b $'*(

('*(,( ⋅

$ , 1L de disoci4n (*' de NaOH

23 .- !e disuelen ?,4 g de 7id"&Cido de potasio en agua 7asta alcan6a" un olumen /inal de $,2# %a. )alcule el pH de la disoluci&n "esultanteb. !i se dilu'en 2$ m% de la disoluci&n ante"io" 7asta un olumen /inal de ? %, 5cuál se"ía el alo" de pHde la nuea disoluci&n8c. !i a 2$ m% de la disoluci&n inicial se le aaden # m% de H)l $,?2 , 5cuál se"á el pH de la disoluci&n"esultante8d. 5MuF olumen de ácido nít"ico de concent"aci&n $,?A se"ía necesa"io pa"a neut"ali6a" complemente2# m% de la disoluci&n inicial de OH8atos asas at&micas: = 3D O = ?A H = ?Sol.: a9 /H $ '3) b9 /H $ ''*3) c9 /H $ '2*,) d9 a $ ',*- 1L

Solución

a9 E id04?ido de /oasio es na base e0e de o01a cando se dise7e en a!a s disociaci4n esco1/ea

#OH #+ + OH−

c ( (c c

Caca1os a concen0aci4n inicia de id04?ido

n $

98

"*'

+OH I

$ (*(2, 1o ⇒ c $

2,*(

(2,*($ (*' 1o;L

E /OH de a disoci4n se0á/OH $ −o! OH− ⇒ /OH $ −o! (*' $ '

/o0 ano e /H se0á/H $ '" − /OH ⇒ /H $ '" − ' $ '3

b9 En a dici4n se c1/enº e<i7aenes diida $ nº e<i7aenes concen0ada

8N&9d $ 8N&9c

Co1o e id04?ido de /oasio iene n soo OH−* coinciden 1oa0idad 6 no01aidad* e!o:

d&' $ (*'&(*(2( ⇒ d $ 2&'(−3 1o;L

E /OH de a disoci4n se0á

Pá!ina "" de "




/OH $ −o! OH− ⇒ /OH $ −o! 2&'(−3 $ 2*/o0 ano e /H se0á

/H $ '" − /OH ⇒ /H $ '" − 2* $ ''*3

c9 E ácido co0d0ico ne0aia n n51e0o de e<i7aenes* en ese caso* n n51e0o de 1oes deid04?ido

nn $ (*'2&(*((, $ -&'(−" 1o

co1o en os 2( 1L de disoci4n aba* n $ (*'&(*(2( $ 2&'( −3 1o* <edan sin ne0aia0:

n $ 2&'(−3 − -&'(−" $ '*"&'(−3 1o de #OH

o <e da0á a a disoci4n ca0áce0 básico. La concen0aci4n se0á

c $3

3

'(2,

'("*'−

−

⋅

⋅$ (*(,- 1o;L

E /OH de a disoci4n se0á/OH $ −o! OH− ⇒ /OH $ −o! (*(,- $ '*2,

/o0 ano e /H se0á /H $ '" − /OH ⇒ /H $ '" − '*2, $ '2*,

d9 En e /no de e<i7aencia8N&9a $ 8N&9b

E ácido n0ico es 1ono/04ico /o0 ano coinciden a 1oa0idad 6 a no01aidad

(*'-&a $ (*'&2, ⇒ a $ ',*- 1L

24 .- !e dispone de una muest"a impu"a de 7id"&Cido de sodio ' ot"a de acido clo"7íd"ico come"cialde densidad ?,?@D g>cm3 que contiene un 3# P en peso de acido pu"o )alcule:

a. %a mola"idad de la disoluci&n de acido clo"7íd"icob. %a pu"e6a de la muest"a de 7id"&Cido de sodio si ?$$ g de la misma son neut"ali6ados con ?$$ m% deacido clo"7íd"ico come"cialc. *l pH de la disoluci&n /o"mada al aadi" 22 g de la muest"a impu"a de 7id"&Cido a 4$ m% delclo"7íd"ico come"cial ' dilui" la me6cla 7asta consegui" un olumen de ? %atos asas at&micas: H = ? Na = 23 O = ?A )l = 3#,# Sol.: a9 ''*" ) b9 ",*- X) c9 /H $ (*-%

Solución

a9 n ' L de ácido co1e0cia /esan: 1 $ d& $ '*'%&'((( $ ''% !.

De esos !0a1os soo e 3, X son de HC: 1 $ ''%&(*3, $ "'-*', ! de HC /0o.

Esos !0a1os s/onen n n51e0o de 1oes de co0d0ico

n $98

',*"'-

H)l I

g $ ''*" 1o

Po0 ano a 1oa0idad es: ''*"

b9 '(( 1L de ácido s/onen: n $ & $ ''*"&(*' $ '*'" 1o de HC

Esos 1oes ne0aian n $ '*'" 1o de NaOH* <e s/onen

1 $ n&8NaOH9 $ '*'"&"( $ ",*- ! de NaOH

co1o esos !0a1os esán en '(( ! de 1es0a a 0i<ea se0á de n ",*- X

c9 Los 22 ! de NaOH i1/0os son: 22&(*",- $ '( ! de NaOH /0os

Pá!ina ", de "




Esos !0a1os son

n $98

'(

NaOH I $ (*2, 1o de NaOH

"( 1L de ácido s/onen: n $ & $ ''*"&(*(" $ (*",- 1o de HC

Ha6 1oes de ácido <e <edan sin ne0aia0

(*",- − (*2, $ (*2(- 1o en e?ceso de HC

co1o e co0d0ico es n ácido e0e* a concen0aci4n de /0oones en e?ceso son

H+ $'

2(-*($ (*2(- ⇒ /H $ −o! H+ ⇒ /H $ −o! (*2(- $ (*-%

25 .- !e dispone de una disoluci&n acuosa de OH de concent"aci&n $,$4 ' una disoluci&nacuosa de H)l de concent"aci&n $,$2# )alcule:a. *l pH de las dos disolucionesb. *l pH de la disoluci&n que se obtiene si se me6clan #$ m% de la disoluci&n de OH ' 2$ m% de ladisoluci&n de H)l

c. *l olumen de agua que 7ab"ía que aadi" a #$ m% de la disoluci&n de OH pa"a obtene" unadisoluci&n de pH ?2Sol.: a9 '2*- 6 '*-) b9 '2*32) c9 $ ',( 1L

Solución

Tano a /oasa co1o e co0d0ico son base 6 ácido e0es de o01a <e se disocian co1/ea1ene.

a9 Pa0a a /oasaOH− $ (*(" ⇒ /OH $ −o! (*(" $ '*" ⇒ /H $ '" − '*" $ '2*-

Pa0a e co0d0icoH+ $ (*(2, ⇒ /H $ −o! (*(2, $ '*-

b9 Los 1oes de /oasa son) n8#OH9 $ b&b $ (*("&(*(, $ 2&'(−3 1o.

Los 1oes de ácido son) n8HC9 $ a&a $ (*(2,&(*(2( $ ,&'(−" 1o.

En e /no de e<i7aencia os 1oes deben se0 os 1is1os de o01a <e se <edan sin ne0aia0

2&'(−3 − ,&'(−" $ '*,&'(−3 1o de OH− sin ne0aia0

<e s/onen na concen0aci4n de

c $%

mol

(2*((,*(

'(,*' 3

+

⋅ −

$ (*(2'

E /H se0áOH− $ (*(2' ⇒ /OH $ −o! (*(2' $ '*- ⇒ /H $ '" − '*- $ '2*32

c9 E /OH de a disoci4n se0á/OH $ '" − '2 $ 2

La concen0aci4n de OH− se0áOH− $ '(−/OH ⇒ OH− $ '(−2 $ (*('

<e se0á a concen0aci4n de a disoci4n diida

c&c $ d&d ⇒ d $d

c c

I

I E ⋅ ⇒ d $

('*(

("*(,( ⋅

$ 2(( 1L

Pa0a sabe0 a canidad de a!a <e a6 <e aadi0 a os ,( 1L de disoci4n inicia basa 0esa0

2(( − ,( $ ',( 1L de a!a

Pá!ina "- de "

2qacidosbaseser_1.doc

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