TEMA VI: ACIDOS Y BASES

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1 TEMA VI: ACIDOS Y BASES 1.- El ácido clorocético (ClCH COOH) en concentrción 0,01M y 5 C se encuentr disocido en 1%. Clculr: ) L constnte de disocición de dicho ácido. b) El ph de l disolución. L rección de disocición es: ClCH COOH H O ClCH COO - H O Representndo en un tbl: ClCH COOH ClCH COO - H O Moles Iniciles C 0 0 Moles en Equilibrio C( 1- α ) L Constnte de disocición será: K [ ClCH COO ] [ HO ] 0,01mol (0,1) 1,9 10 [ ClCH COOH ] C (1 α) 1 α 1 0,1 Y el ph: [ H O ] log[0,01 0,1], 51 ph log.- Ddos los siguientes pres: Acido clorhídrico Cloruro sódico ; Acido cinhídrico Cinuro potásico ; ácido nítrico nitrto mónico; hidróxido mónico cloruro mónico. ) Defin el concepto de disolución reguldor b) Indique que pres formrán un disolución reguldor. ) Disolución reguldor es un disolución formd por un ácido débil y un sl derivd de él, o por un bse débil y un sl derivd de ell, en l que no intervienen los ácidos o bses fuertes, y que tienen l propiedd de modificr muy poco su ph cundo se le ñden cierts cntiddes de ácido o de bse. b) Son disoluciones reguldors: Acido clorhídrico Cloruro sódico: NO, tenemos ácido Fuerte y Sl. Acido cinhídrico Cinuro potásico: SI, tenemos sl y ácido débil. Acido nítrico nitrto mónico: NO Sl y ácido fuerte Hidróxido mónico cloruro mónico: SI, sl y bse débil..- Se tiene un disolución de ácido cético 0,055N. Clculr: ) El ph de l mism. b) El grdo de disocición, en tnto por ciento, o porcentje de ionizción del ácido cético. c) L normlidd que deberí tener un disolución de HCl pr que su ph fuer igul que el de l disolución problem. K 1, , K w, Problems Acido - Bse Rúl G.M

2 ) Tenemos que: K [ CHCOO ] [ HO ] [ HO ] [ CH COOH ] [ CH COOH ] L molridd de l concentrción es MN Vl, y como l vlenci del ácido cético es 1, l molridd es igul l normlidd: De donde: 5 HO ] K [ CH COOH ] 1, ,055 1,1 10 [ Por tnto, el ph: ph log[ H O ],99 b) Como K, si despejmos el grdo de ionizción tenemos: 1 α α K K 4 C K C y operndo obtenemos: α 0,018 1,8% b) Si el ph de l disolución de HCl tiene que ser de,99, entonces l concentrción de ión oxonio tiene que ser: [ H O ] 1,1 10 Y como el ácido clorhídrico es un ácido fuerte que se disoci completmente, entonces l concentrción del ácido es igul l concentrción del ión oxónio. Por tnto: [ HO ] [ HCl ] 1,1 10 M Y como el ácido clorhídrico tiene vlenci 1, su normlidd es igul si molridd. [ HCl ] 1,1 10 N 4.- Clculr el ph de ls disoluciones siguientes: ) Disolución de ácido cético 1M. K 1, b) Disolución de NOH 0,01M c) Disolución de HCN 0,1M. K, ) En l disolución de ácido cético tenemos: CH COOH CH COO - H O Moles Iniciles C 0 0 Moles en Equilibrio C( 1- α ) De donde: K [ CHCOO ] [ HO ] [ HO ] [ CH COOH ] [ CH COOH ] Problems Acido - Bse Rúl G.M. 008

3 Y 5 HO ] K [ CH COOH ] 1, ,4 10 [ Otr form de clculr serí: Como K, despejndo α, obtenemos : cα K α K 0, de donde: 1 α Y de quí: K α K C C K 4 4, 10 ph log[ H O ],6 b) En l disolución de hidróxido sódico 0,01M, como es un bse fuerte, l concentrción de [OH - ] es igul que l de NOH porque se disoci completmente: Por tnto: Y NOH H O N OH - poh-log[oh - ]-log(0,01) ph 14 poh 14 1 c) En l disolución de HCN 0,1M, tenemos que: K [ CN ] [ HO ] [ HO ] [ HCN ] [ HCN ] Y de quí: De donde: H [ 10 O ] K [ HCN ],9 10 0,1 6,4 10 ph log[ H O ] 5, Clculr el ph de un disolución 0,M de ácido monoprótico de K 10-5 que es 0,85M en l sl potásic del ácido. Ejemplo: Acido cético y cetto potásico. En este ejercicio lo que nos preguntn es clculr el ph de un disolución mortigudor 0, M de ácido cético y 0,85 M de cetto potásico. Tenemos que: En l ionizción de l sl: CH COOH H O CH COO - H O CH COO K CH COO - K Inicil 0,85M 0 0 Finl 0 0,85M 0,85M Problems Acido - Bse Rúl G.M. 008

4 El equilibrio de disocición del ácido cético estrá muy desplzdo hci l izquierd por el efecto del ión común Ac -. Luego podemos proximr: [CH COOH][Acido inicil ]0,M [CH COO - ][Sl inicil ]0,85M De donde: Y Por lo que: K [ CHCOO ] [ HO ] [ sl ] [ HO ] 0,85M [ HO ] [CH COOK ] [ Acido] 0, M [ - 5 K [ Acido] 10 0,M O ] 5,88 10 [ sl ] 0,85M H ph log[ H O ] log(5,88 10 ) 5, 6 6 Si lo hubiérmos hecho de form direct, utilizndo l ecución que vimos en clse, [ sl ] obtendrímos el mismo resultdo: ph pk log 5, [ Acido] 6.- Clculr cuntos ml de un disolución 1N de hidróxido sódico serín necesrios pr neutrlizr 50 ml de un disolución N de ácido trtárico, y cuntos grmos de hidróxido sódico existen en ese volumen de disolución. El ácido trtárico es: HOOC-CHOH-CHOH-COOH : C 4 H 6 O 6 Ls recciones de neutrlizción se producen equivlente equivlente, por tnto clculmos el nº de equivlentes que hy en 50 ml de disolución N de ácido trtárico. n º eq N V , 1eq Por tnto necesitmos 0,1 eq de hidróxido sódico: n º eq 0,1 V 0,1l 100ml N 1 Los grmos de hidróxido sódico son: Pt 16 1 m n º eq Peq n º eq 0,1eq g / eq 4g Vl 1 En ese volumen de disolución existen 4g de NOH 7.- Un muestr de ácido benzóico C 6 H 5 COOH que pes 1,847 g, se neutrliz exctmente con 0 ml de un disolución de hidróxido sódico. Cuál es l normlidd de ést últim?. (Pesos tómicos: C1, H1, O16) Como y sbemos, ls recciones de neutrlizción se relizn equivlente equivlente, une equivlente de ácido neutrliz un equivlente de bse y vicevers. Problems Acido - Bse Rúl G.M

5 Vmos clculr el nº de equivlentes que hy en 1,847 grmos de ácido benzóico: El Peso equivlente del ácido trtárico es: P eq g / eq Y el número de equivlentes es: m 1,847 g n º eq 0,015eq P 1g / eq eq Como tenemos 0,015 eq. De ácido trtárico, necesitmos 0,015 eq de hidróxido sódico pr neutrlizrlos. 0,015eq Por tnto: N b V b 0, 015eq N b 0,76eq / l 0, 76N 0,00l 8.- ) Cuántos centímetros cúbicos de disolución de ácido clorhídrico de riquez 40% y densidd 1, g/cm hcen flt pr preprr 5l de disolución 0,1N de dicho ácido? b) Un vez preprd es disolución, se tomn 150 cm y se vlorn con un disolución de hidróxido sódico 0,4N, gstándose 8,5 cm de est últim. Cuál será l verdder normlidd de l disolución de ácido clorhídrico?. ) Como tenemos el volumen y l concentrción norml, clculmos en nº de equivlentes que hy en dich disolución. n º eq N V 0,1eq / l 5l 0, 5eq De form que pr preprr es disolución, necesitmos 0,5 eq de HCl. Clculmos l ms de esos 0,5 eq. m n º eq Peq 0,5eq 6,5 g / eq 18, 5g Por tnto necesitmos 18,5 grmos. Como tenemos l densidd del HCl, clculmos cunto volumen necesitmos: m 18,5g V 15,cm ρ 1, g / cm Este es el volumen de HCl que necesitrímos pr preprr l disolución problem, si su riquez fuer del 100%, como su riquez es del 40%, entonces necesitremos más cntidd: 15,cm x Necesitmos 8 cm de HCl l 40 % pr preprr 5l de disolución 0,1N b) Sbiendo que en ls neutrlizciones cido bse, un equivlente de cido neutrliz uno de bse y vicevers, tenemos que en el punto de equivlenci, el nº de equivlentes de ácido y de bse hn de ser igules. n º eq n º y como n º eq N V, entonces: cido eq bse Y de quí: N V N V c c b b Problems Acido - Bse Rúl G.M

6 Nb Vb 0,4N 8,5cm Nc 0, 10N V 150cm c 9.- Un disolución de ácido sulfúrico, de concentrción desconocid, se vlor con un disolución 0,1N de NOH, de l que se gstn 5,6 ml hst que se preci el virje del nrnjdo de metilo. Clculr l concentrción Molr de l disolución de ácido sulfúrico. Se trt de un vlorción en l que tenemos un indicdor, cundo se preci el virje del indicdor (es cundo estmos en el punto de equivlenci), por tnto estmos en el punto de equilibrio, y hí: N V N V c c Nb Vb 0,1N 5,6cm Nc 0, 18N V 0cm c b b 10.- Defin los conceptos de ácido y bse según l teorí de Ahrrenius. Clsificr por su cidez, de myor menor, ls siguientes disoluciones: ) ph10 b)poh5 c) [OH - ]10-1 M d) [H ]10-6 M Acido según Ahrrenius es tod sustnci que en disolución cuos desprende iones H, y bse es tod sustnci que en disolución cuos desprende iones [OH - ] Pr ordenr por cidez ls 4 disoluciones, clculmos el ph de tods: ) ph10 b) ph14-poh9 c) poh1 ph14-1 d) ph6 Por tnto de myor menor cidez son, c),d),b),) El ácido ciánico (HCNO) y el ácido cinhídrico (HCN) son ácidos débiles monopróticos. ) Clcule el ph de un disolución 0,05M de ácido ciánico. b) Clcule l constnte de bsicidd del ión cinuro. c) Si tenemos 100 ml de un solución 0,1M de ácido cinhídrico y 100 ml de otr disolución de ácido ciánico de l mism concentrción, Cuál necesitrá ms hidróxido de sodio pr su neutrlizción?. Justifique l respuest. Dtos: K (HCNO), 10-4 ; K (HCN)7, ; K w ) Pr clculr el ph del ácido ciánico: Utilizndo l ley de Ostwld, K, y despejndo α, obtenemos : cα K α K 0, 1 α obtenemos: K α Y de quí: y K 4 C K C [ H O ], 10 0,064 Problems Acido - Bse Rúl G.M

7 ph log[ H O ],49 b) Pr clculr l constnte de bsicidd del ión cinuro utilizmos: K K w K Kb K b K w , , 10 c) Vmos clculr el número de equivlentes que hy en cd un de ls dos disoluciones, y como ls neutrlizciones son equivlente equivlente, l disolución que teng más equivlentes, será l que necesite más cntidd de NOH pr su neutrlizción: n º eq n º eq HCNO HCN N V 0,1l 0,1N 0,01eq N V 0,1l 0,1N 0,01eq 5 Por tnto como ls dos disoluciones tienen el mismo numero de equivlentes, mbs necesitrán l mism cntidd de NOH pr su neutrlizción. 1.- Explique rzondmente si son cierts o flss ls siguientes firmciones referids l momento en el que se lcnz el punto de equivlenci en un vlorción ácido-bse. ) El ph de l disolución formd puede ser distinto de 7. b) El número de moles de ácido y de bse que hn recciondo son igules. c) Los volúmenes de ácido y bse consumidos son igules. ) Verddero, el ph es 7 solo si ácido y bse son fuertes, en culquier otro cso puede ser perfectmente distinto de 7. Si el ácido es fuerte y l bse es débil, el ph serí menor de 7. Si el ácido es débil y l bse fuerte, el ph serí myor de 7. Y si mbos son débiles puede ser ácido o básico. b) Flso, son igules el número de equivlentes de ácido y de bse, no el número de moles. c) Flso, esto solo ocurre si ls disoluciones de ácido y de bse tienen l mism concentrción, en culquier otro cso no. Como hemos dicho ntes, ls recciones de neutrlizciones ocurren equivlente equivlente, por tnto solo tienen que ser igules el nº de equivlentes, no los volúmenes. 1.- Se preprn dos disoluciones de igul concentrción: un con l sl sódic del ácido HA y otr con l sl sódic del ácido HB. Si l constnte de disocición del ácido HB, Cuál de ls dos disoluciones es ms básic?. En mbos csos tenemos un sl de ácido débil y bse fuerte, por tnto mbs disoluciones son básics, porque ocurre un hidrólisis y solo reccion el ión del ácido débil. Como el K del HA es myor que el K del ácido HB, est disolución será un poco ms ácid, y l de HB será menos ácid y por tnto más básic. Kw Como K b, el que teng K myor será el que teng K b menor, por tnto l disolución más K básic es l de l sl de HB Indicr rzondmente si el ph de ls siguientes disoluciones es ácido, básico o neutro: ) Formito sódico, b) Cloruro mónico, c) Hidróxido de brio, d)nitrto de metilmonio. Problems Acido - Bse Rúl G.M

8 Dtos: K (HCOOH) 1,8 10-4, K b( NH 1'8 10, K b ( CH NH 4,4 10 ) 5 ) 4 ) Formito sódico: Es un sl de ácido débil, ácido fórmico HCOOH, y un bse fuerte NOH, por tnto est disolución será básic. b) Cloruro mónico: Es un sl de ácido fuerte, HCl, y un bse débil, NH, por tnto l disolución será cid. c) Hidróxido de brio: Es un bse fuerte, por tnto será básic, porque en disolución se disoci completmente. d) Nitrto de Metilmonio: Es un sl de ácido fuerte, HNO, ácido nítrico y un bse débil el metilmonio CH -NH, por tnto tmbién será ácid Se dispone de muestrs purs de ls siguientes sustncis: HCl, NH 4 Cl, NCl, NH y NCN. Rzone trvés de ls recciones químics correspondientes, si l disolver ests sustncis en gu, se obtendrán disoluciones ácids, básics o neutrs. Dtos: K b (NH 4 OH)1, ; K (HCN)4, HCl H O Cl - H O Acid NH 4 Cl H O Cl - NH 4 NH 4 H O NH H O Acid NCl H O N Cl - Neutr NH H O NH 4 OH - Básic NCN H O N CN - CN - H O HCN OH - Básic Problems Acido - Bse Rúl G.M