ÁCIDO BASE QCA 09 ANDALUCÍA

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1 ÁCIDO BASE QCA 9 ANDALUCÍA.- El ph de L de disoluión auosa de hidróxido de litio es. Calule: a) Los gramos de hidróxido que se han utilizado para prepararla. b) El volumen de agua que hay que añadir a L de la disoluión anterior para que su ph sea. Suponga que los volúmenes son aditivos. Masas atómias: O 6; H ; Li 7..- Para las espeies CN, HF y CO, en disoluión auosa: a) Esriba, según orresponda, la fórmula del áido o de la base onjugados. b) Justifique, mediante la reaión orrespondiente, el aráter áido o básio que es de esperar de ada una de las disoluiones..- En el laboratorio se tienen dos reipientes: uno ontiene 5 ml de una disoluión auosa de HCl de onentraión,5 M y otro 5 ml de una disoluión auosa,5 M de CH COOH. Calule: a) El ph de ada una de las disoluiones. b) La antidad de agua que se deberá añadir a la disoluión más áida para que el ph de ambas sea el mismo. Suponga que los volúmenes son aditivos. Dato: a (CH COOH), En medio auoso, según la teoría de Brönsted-Lowry: a) Justifique el aráter básio del amoniao. b) Explique si el CH COONa genera ph básio. ) Razone si la espeie HNO puede dar lugar a una disoluión de ph > Para las siguiente sales: NaCl, NH 4 NO y CO a) Esriba las euaiones químias orrespondientes a su disoluión en agua. b) Clasifique las disoluiones en áidas, básias o neutras. 6.- La odeína es un ompuesto monobásio de aráter débil uya onstante b es 9-7. Calule: a) El ph de una disoluión auosa, M de odeína. b) El valor de la onstante de aidez del áido onjugado de la odeína. 7.- En 5 ml de agua se disuelven g de CH COOH. Calule: a) El ph de la disoluión. b) El tanto por iento de áido ionizado. Datos: a (CH COOH),8-5. Masas atómias: C ; H ; O Se dispone de un reipiente que ontiene una disoluión auosa de HCl, M: a) Cuál es el volumen de esa disoluión neesario para neutralizar ml de una disoluión, M de hidróxido de potasio? b) Desriba el proedimiento e indique el material neesario para llevar a abo la valoraión anterior.

2 ÁCIDO BASE QCA 9 ANDALUCÍA 9.- Complete los siguientes equilibrios áido-base e identifique los pares onjugados, según la teoría de Brönsted-Lowry: a) H O HPO H O 4 b) HCN OH H O ) H O HSO H O 4.- En una disoluión auosa, M de amoniao, este se enuentra disoiado en un,4 %. Calule: a) El valor de la onstante de disoiaión de la base. b) Qué antidad de agua habrá que añadir a ml de diha disoluión para que el ph de la disoluión resultante sea,5? Suponga que los volúmenes son aditivos..- Justifique si las siguientes afirmaiones son verdaderas o falsas: a) Un áido puede tener aráter débil y estar onentrado en disoluión. b) Un ión negativo puede ser un áido. ) Existen sustanias que pueden atuar omo base y omo áido.

3 ÁCIDO BASE QCA 9 ANDALUCÍA.- a) Calulamos el poh poh 4 ph alulamos la onentraión de iones OH log OH OH,mol L omo el hidróxido de litio es Li(OH) y es un eletrolito fuerte, su onentraión molar será igual a la de OH y omo se trata de L de disoluión, alulamos el número de moles de Li(OH) n M V,molL L,mol alulamos los gramos de Li(OH), Mm 4 g/mol m n Mm,mol 4 g mol, 4 g b) Calulamos el poh poh 4 ph alulamos la onentraión de iones OH log OH OH, mol L El número de moles de soluto sigue siendo el mismo porque sólo añadimos agua. Calulamos el volumen de la nueva disoluión V nsol,mol L M,molL en onseuenia, habrá que añadir 9 L de agua..- a) CN H O CNH OH FH H O F H O Áido onjugado: CNH Base onjugada: F CO H O HCO OH Áido onjugado: HCO b) Como vemos en las reaiones anteriores, la hidrólisis del ion ianuro libera iones OH, por lo tanto tendrá aráter básio. La disoluión auosa del fluoruro de hidrógeno libera iones H O, tendrá aráter áido. La hidrólisis del ion arbonato libera iones OH, tendrá aráter básio.

4 ÁCIDO BASE QCA 9 ANDALUCÍA.- a) El áido lorhídrio es un áido fuerte y monoprótio, por lo tanto, HO,5mol L. Calulamos el ph ph log HO log (,5), El áido aétio es un áido débil, formulamos el equilibrio de disoiaión en el agua y estableemos las onentraiones de ada espeie en el equilibrio en funión de la onentraión iniial y del grado de disoiaión α, teniendo en uenta que el áido aétio es monoprótio CH COOH H O CH COO H O eq ( α) α α partiendo de la expresión de la onstante de equilibrio para el áido aétio y sustituyendo los valores de las onentraiones CH COO H O α α [ CH COOH ] omo el valor de es muy pequeño podemos despreiar α en el denominador α 5,8 α, 9 (,9%),5 Calulamos el ph HO α,5,9 9,5 moll 4 ph 4 log (9,5 ) b) Hay que alular la antidad de agua que hay que añadir a la disoluión de HCl para que su ph sea igual a, es deir, para que su nueva molaridad sea, mol L - M V M ' V ',5,5 M V moll L V ',75 L (75 ml ) M ', mol L Habrá que añadir 75 ml 5 ml 75 ml 4.- a) Formulamos el equilibrio de disoiaión del amoniao en el agua NH H O NH 4 OH Como vemos el amoniao apta un protón del agua, es por tanto una base.

5 ÁCIDO BASE QCA 9 ANDALUCÍA 4.- b) El aetato sódio es un eletrolito que uando se disuelve en agua se disoia según el proeso CH COONa CH COO Na el ion Na no rompe la moléula de agua porque proviene de una base fuerte, el ion aetato proviene de un áido débil (aétio), por lo tanto se trata de una base fuerte que hidroliza la moléula de agua desprendiendo iones OH el ph de la disoluión será básio. CH COO H O CH COOH OH ) El HNO es un áido, omo vemos en el equilibrio que produe on el agua HNO H O NO H O Por lo tanto, nuna podrá produir un ph mayor de 7, sino al ontrario, menor de a) Las sales son eletrolitos fuertes que al disolverlas en agua se ionizan totalmente según las siguientes reaiones NaCl Na Cl NH 4 NO NH4 NO CO CO b) El ión Na proviene de una base fuerte (NaOH) es por lo tanto un áido débil que no hidroliza el agua. El ión Cl proviene de un áido fuerte (HCl), es por lo tanto una base débil que tampoo produe hidrólisis. La disoluión de NaCl tendrá un ph neutro. El ión NH 4 es un áido fuerte ya que proviene de una base débil (NH ) y se hidroliza según la siguiente reaión NH 4 H O NH H O El ión NO proviene de un áido fuerte (HNO ), es por lo tanto una base débil que no produe hidrólisis. La disoluión de NH 4 NO tendrá aráter áido. El ión proviene de una base fuerte (OH) es por lo tanto un áido débil que no hidroliza el agua. El ión CO proviene de un áido débil (H CO ) y se hidroliza según la siguiente reaión CO H O H CO OH La disoluión de CO tendrá aráter básio.

6 ÁCIDO BASE QCA 9 ANDALUCÍA 6.- a) b 9-7, M Planteamos la reaión Cod H O CodH OH ( α) α α b CodH OH α α [ Cod ] omo b < - despreio α frente al en el denominador b α α 6, 7 b 8 OH poh OH 4 α,4 log,87 ph 4 poh, b) Las onstantes de aidez y basiidad de un par áido base onjugados, se relaionan on el produto iónio del agua según la expresión 4 w w a b a, 7 9 b a) Calulamos la onentraión iniial de áido CH COOH (Mm 6 g mol - ) m g n,5mol Mm 6 g mol n,5mol,mol L V,5 L El áido aétio es un áido débil, formulamos el equilibrio de disoiaión en el agua y estableemos las onentraiones de ada espeie en el equilibrio en funión de la onentraión iniial y del grado de disoiaión α, teniendo en uenta que el áido aétio es monoprótio CH COOH H O CH COO H O eq ( α) α α partiendo de la expresión de la onstante de equilibrio para el áido aétio y sustituyendo los valores de las onentraiones CH COO H O α α [ CH COOH ]

7 ÁCIDO BASE QCA 9 ANDALUCÍA 7.- a) (ontinuaión) omo el valor de es muy pequeño podemos despreiar α en el denominador α 5, 8 α, 4, Calulamos el ph HO α,,4,4 mol L ph log (,4 ),87 b) El grado de disoiaión, α, se define omo la fraión de mol de áido ionizado, en onseuenia el tanto por iento es el grado de disoiaión multipliado por ien, es deir, el,4 %. 8.- a) La reaión de neutralizaión es HCl OH Cl H O omo el áido lorhídrio y el hidróxido de potasio se neutralizan mol a mol, el número de moles en ambas disoluiones ha de ser igual M V M ' V ',, M V moll L V ', 4 L (4 ml ) M ',mol L b) Coloamos la disoluión de HCl en un matraz erlenmeyer y le añadimos unas gotas de un indiador apto para una neutralizaión áido fuerte base fuerte omo es el rojo de metilo. En la bureta ponemos la disoluión de OH y la vamos añadiendo lentamente sobre el matraz sin dejar de agitar, hasta que se produe el ambio de olor en el indiador

8 ÁCIDO BASE QCA 9 ANDALUCÍA 9.- a) HPO 4 H O HPO 4 H O Áido base base áido b) HCN OH H O CN Áido base áido base ) H SO 4 H O HSO 4 H O Áido base base áido.- a), M α,4 Estableemos el equilibrio del amoniao frente al agua NH H O NH 4 OH eq ( α) α α formulamos la onstante de equilibrio en funión de las onentraiones b NH OH,77 NH α 4 α 5 [ ] b) Calulamos la onentraión de iones OH en el equilibrio de la nueva disoluión (ph,5) poh 4,5,5 OH,6 mol L,5 4 eq Al añadir agua, no solo ambia la onentraión iniial, también lo hae el grado de disoiaión α, lo únio que permanee onstante es b, por lo tanto hemos de plantear un sistema de euaiones on las dos inógnitas, pero por abreviar, en la euaión de b despreiamos α frente al uno, sin ometer un error apreiable ya que b tiene un valor muy pequeño b α,77 α 5 OH α eq 4,6 α Dividiendo ambas euaiones obtenemos el valor de α 5,77 α,56 4,6 Calulamos el valor de OH 4 eq,6 5, 64 α,56 moll

9 ÁCIDO BASE QCA 9 ANDALUCÍA.- b) (ontinuaión) Al añadir agua, no ambian los moles de soluto que podemos alular on los datos de la disoluión iniial n V moll L mol,,, Ahora alulamos el volumen de la disoluión final V n,mol,5 L 5,64 mol L Calulamos el volumen de agua que hemos de añadir a los ml iniiales V 5 ml ml 4 ml.- a) Esta afirmaión es verdadera, no hay ninguna relaión entre el aráter débil de un áido y la onentraión de sus disoluiones. b) También es verdadera, el ion HSO 4 por ejemplo, atúa omo áido frente al agua según la reaión HSO 4 H O SO 4 H O ) Es verdadera, a estas sustanias se le denomina anfóteras y el ejemplo más laro es el agua que atúa omo áido frente a las bases y omo base frente a los áidos.

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