Concepto de ph. ph = - log [H + ]

Transcripción

1 Fuerza de Ácidos y Bases Concepto de ph Ácidos Los ácidos se diferencian de acuerdo a su capacidad para ceder protones al medio, o químicamente dicho, por su capacidad de disociación, esa también es la medida de la fuerza de un ácido, mientras más disociado más fuerte es el ácido, esto significa que dará mas protones al medio. Se diferencian dos tipos: Ácidos fuertes y débiles. Ácidos Fuertes Disociados al 100 % Su constante de disociación (K eq o K a ) es muy grande, por lo que no se considera. Por lo que el cálculo del ph será tan simple como: ph = - log [H + ] Ácidos Débiles Disociación menor al 100 % Su constante de acidez (K a ) es muy inferior a 1, por lo que se considera para el cálculo del ph La constante de acidez es: K a H A HA Esta constante es característica para cada ácido y viene dada por tabla, por lo que siempre contaremos con este valor para el cálculo de ph de un ácido débil. ph log X Bases Fuertes Bases de Arrhenius disociadas al 100 % y bases de Brönsted Lowry y Lewis ionizadas al 100 %. La constante de basicidad (K b ) es muy grande, por lo que no se considera. Por lo que el cálculo de ph será como sigue: ph poh 14 poh log OH ph 14 poh ph 14 log OH Coordinación de Química. Página 1

2 Bases Débiles Ionización menor al 100 %. Su constante de basicidad (K b ) es muy inferior a 1, por lo que se considera para el cálculo del ph La constante de basicidad es: K b BH OH B Esta constante es característica para cada base y viene dada por tabla, por lo que siempre contaremos con este valor para el cálculo de ph de una base débil. ph 14 log X Ácido Polipróticos Son ácidos con más de un H + acídico, por lo que sufren diversas disociaciones para su liberación al medio. H 3 PO 4 H H 2 PO 4 - H 2 PO 4 H HPO 4 HPO -2 4 H PO 4 Primera disociación. Segunda disociación. Tercera disociación. Soluciones Amortiguadoras, Tampones o Buffers Una solución amortiguadora tiene la capacidad de resistir los cambios de ph cuando se agregan pequeñas cantidades de un ácido o de una base fuerte. Como su nombre lo indica, amortigua o atenúa los cambios de ph, porque contiene tanto una especie ácida que neutraliza los iones OH como una básica que neutraliza los iones H +. Existen dos tipos de buffers, ácidos y básicos, dependiendo de cómo se preparen, a continuación se detalla la forma de preparar éstas dos clases: Buffer Ácido Se prepara a partir de un ácido débil y su base conjugada en forma de sal. Para el cálculo del ph se utiliza la siguiente ecuación: ph pk a Ac log HAc Coordinación de Química. Página 2

3 Buffer Básico Se prepara a partir de una base débil y su ácido conjugado en forma de sal. Para el cálculo de ph se utiliza la siguiente ecuación: ph NH 14 pkb log NH Al agregar gotas de un ácido fuerte, como el ácido clorhídrico (HCl), los protones H + son neutralizados por la base (Buffer ácido es el Ac - y en Buffer básico es el NH 3 ), proceso que disminuye el ph en una cantidad muy pequeña. Por otra parte, al agregar gotas de una base fuerte, como el hidróxido de sodio (NaOH), los hidroxilos OH son neutralizados por el ácido (Buffer ácido es el H + y en Buffer básico es el NH 4 + ), con lo cual aumenta muy levemente el ph. En general, los cambios de ph son tan pequeños que se dice que el ph se mantiene en la práctica constante. Titulación Ácido Base La titulación es un tipo de reacción ácido base que se utiliza para determinar concentraciones de uno u de otro. Se utiliza la siguiente ecuación: 4 3 En donde el volumen del ácido por la concentración molar del ácido es igual al volumen de la base por la concentración molar de la base. EJERCICIOS CONCEPTO DE ph 1. El ph del jugo gástrico es 1, entonces se puede decir que: I. Es un líquido ácido II. La concentración de H+ es 1 x 10-1 M III. El poh es 10 A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) I y II E) Todas son correctas 2. Se mezclan 50 ml de KOH 5 M, con 100 ml de HCl 4 M, entonces quedan sin neutralizar: A) 0,25 m de KOH B) 1,5 n de HCl C) 0,0025 M de KOH D) 0,15 n de HCl E) 0,4 M de HCl Coordinación de Química. Página 3

4 3. Si el ph de una solución es 9 entonces su poh será: A) 14 B) 9 C) 7 D) 5 E) 2 4. Una limonada es una solución formada por agua, azúcar y jugo de limón. Cuál de las siguientes opciones representa el ph de la solución formada? A) ph igual a 7 B) ph igual a 10 C) ph igual a 14 D) ph menor que 7 E) ph mayor que 7 5. Una solución A tiene un ph 12, otra solución B tiene ph 7 y otra C presenta ph 2. Con estos datos se podría decir que: I. la solución A es básica II. la solución B es neutra III. la solución C es ácida Es o son correctas: A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) II y III E) I, II y III 6. Una solución neutra es aquella en que: I. [H+] = [ OH- ] II. ph > 7 III. ph + poh = 7 A) sólo I B) I y II C) I y III D) II y III E) todas 7. Si la concentración de un ácido fuerte es 1 x 10-4 M, cuál será la [OH-] en la solución? A) 1 x 10-4 M B) 1 x M C) 1 x M D) 1 x M E) 1 x 10-7 M 8. Un ácido al disolverse en agua: I. aumenta la concentración de H+ II. aumenta el ph III. disminuye la concentración de OH Es (son) correcta(s) A) Sólo I B) Sólo II C) I y II D) I y III E) I, II y III 9. El ph de una solución de HCl 1x 10-3 M es: A) -3 B) 0 C) 0,003 D) 0,001 E) 3 Coordinación de Química. Página 4

5 10. Se tiene 800 ml de una solución 0,45 M de H3PO4y se le diluye hasta llegar a un volumen de 3600 ml Cuál será la concentración de la nueva solución? A) 0,55 M B) 0,1 M C) 2 M D) 3,6 M E) 5,5 M 11. A temperatura ambiente, el ph de una bebida gaseosa saturada con anhídrido carbónico, cuando la botella está cerrada es 4. Al abrirse la botella, ocurre un escape parcial del gas carbónico. Cuál debe ser el valor del ph de la bebida después que la botella fue abierta? A) ph 4 B) 1 < ph < 4 C) 4 < ph < 7 D) ph 7 E) 7 < ph < En el laboratorio se midió el ph a tres soluciones dando los siguientes resultados: I. Solución 1: ph 3 II. Solución 2: ph 6 III. Solución 3: ph 11 A partir de esta información, se puede afirmar que: A) Sólo la solución 1 es ácida B) Las soluciones 1 y 2 son ácidas C) La solución 2 es más ácida que la solución 1 D) Las soluciones 2 y 3 son básicas E) La solución 2 es débilmente básica 13. Respecto al ph del HCl 1M y del CH3COOH 1M I. El HCl presenta mayor [H+] que el CH3COOH II. El HCl tiene menor ph que el CH3COOH III. El HCl tiene mayor ph que el CH3COOH IV. El HCl es ácido fuerte y el CH3CO2H ácido débil A) I y II B) I y III C) III y IV D) I, II y IV E) Todas las afirmaciones son correctas 14. El par ácido-base conjugado de Brönsted en la reacción es: NH3+ OH A) NH4; NH2- B) NH3; H2O C) NH2- ; H2O D) NH2- ; OH E) NH4+ ; H2O 15. El amoniaco disuelto en agua da una reacción del tipo ácido base: NH3+ H2O OH-+ NH4+ Según Lowry y Brönsted, son ácidos: A) H2O y NH4 + B) NH3y NH4+ C) H2O y OH D) NH3y OH E) NH3y H2O Coordinación de Química. Página 5

6 16. Se quiere preparar una solución a partir de 15 g de CaCl2y 136 g de agua, con estas cantidades, cuál será el % p/p de la solución? A) 1,35 % p/p B) 1,5 % p/p C) 9,9 % p/p D) 11 % p/p E) 15 % p/p 17. Cuál de las siguientes soluciones es (son) básicas? I. ph = 5 II. [OH-] = 10-3 III. [H+] = 10-8 IV. poh = 7 A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) II y III E) I, II y IV 18. Una especie química se comporta como ácido cuando. I. Cede iones hidrógeno II. Acepta iones hidrógeno III. Neutraliza a una base A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) I y III E) II y III 19. La concentración de iones H+, OH, el ph y el poh sirven para referirse a la acidez de una solución. Cuál(es) de las siguientes relaciones es(son) correcta(s)? I. ph = -log [H+] II. ph + poh = 14 III. [H+] [OH ] = 1, A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) I y III E) I, II y III 20. En el suelo del laboratorio se ha derramado algo de ácido sulfúrico, se necesita añadir una sustancia que neutralice el ácido. Cuál de las siguientes substancias sería la más adecuada? A) Vinagre (ph aproximadamente 4) B) Jugo de limón (ph aproximadamente 5) C) Agua (ph aproximadamente 7) D) Solución de bicarbonato de sodio (ph aproximadamente 8) E) Ninguna de las anteriores 21. Cuántas veces es más concentrada una solución de ph 5 que otra de ph 7. A) 1000 veces B) 300 veces C) veces D) 100 veces E) 200 veces 22. El hidróxido de sodio (ph aproximado 13) es comúnmente llamado soda cáustica, y se le emplea habitualmente en trabajos de plomería para destapar cañerías y alcantarillas, ya que su poder corrosivo degrada fácilmente la materia orgánica presentes en estos lugares. Al respecto cual de las siguientes alternativas clasifica mejor al hidróxido de sodio según su ph. A) Es una sustancia neutra B) Es una sustancia básica C) Es una sustancia ácida D) Es un catalizador E) Es un ácido fuerte Coordinación de Química. Página 6

7 23. Si el poh de una solución es 10, su el ph es: A) 2 B) 3 C) 4 D) 10 E) Cuántas disociaciones esperaría para el siguiente ácido poliprótico H3PO4? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) No se puede saber 25. A continuación se indican 5 ácidos y su ph respectivo a solución de 0,1 M cada uno de ellos. Cuál es el ácido más débil? A) [NH 4 ]+ ph = 6,1 B) H 2 S ph = 4 C) H 2 SO 4 ph = 3,7 D) CH 3 COOH ph = 5,5 E) HCl ph = 2,7 26. La lluvia ácida causa serios problemas a las estatuas de mármol, pues son transformadas en yeso, conforme a la siguiente ecuación: CaCO 3 + H 2 SO4 H2O + CO2 + CaSO4 El mármol (CaCO3), el gas carbónico (CO2) y el yeso (CaSO4) se pueden clasificar genéricamente como: A) Carbonato, óxido y sulfuro B) Carbonato, anhídrido y sulfato C) Cloruro, óxido y sulfito D) Carburo, anhídrido y sulfato E) Carbonato, anhídrido y sulfito 27. Cuál de los siguientes compuestos corresponde a una base de Arrhenius? A) KBr B) HCl C) KNO3 D) NaHCO3 E) KOH 28. Considere las siguientes afirmaciones: I. Soluciones ácidas tienen ph menores que las soluciones básicas. II. Una solución con ph 6 tiene un poh igual a 8. III. Las soluciones neutras tienen ph 14. Son correctas: A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) I y II E) II y III 29. Si una solución prácticamente no experimenta variación de ph cuando adicionamos una pequeña cantidad de ácido o base, aunque sean fuertes, se trata de: A) Una solución neutra Coordinación de Química. Página 7

8 B) Una solución amortiguadora de ph o Buffer C) Una neutralización ácido-base D) Una solución acuosa muy concentrada E) Agua pura 30. Se considera que un suelo es cultivable si su ph oscila entre 4,5 y 8,0. Es así como, alfalfa, espárragos, espinacas, lechugas y coliflor se deben cultivar en suelos ligeramente alcalinos, neutros o ligeramente ácidos, en cambio, trigo, maíz, soya, avena, frijol y tomates se cultivan preferentemente en suelos ácidos. Por lo tanto, es correcto afirmar que: A) El ph=8,0 es ideal para cultivar tomates B) El ph=4,5 es recomendable para el cultivo de coliflor C) El cultivo de trigo recomienda ph menores a 7 D) Los ph mayores a 7 son ideales para cultivar maíz E) En ph=7,5 se recomienda cultivar trigo, maíz y soya 31. El ph de una solución acuosa de la base fuerte KOH de concentración 0,01 molar, es: A) 2 B) 8 C) 10 D) 12 E) La sangre tiene un ph de 7,35 y permanece sin grandes alteraciones frente a la adición de pequeñas cantidades ya sea de ácido o de base. Esto ocurre porque en la sangre hay: A) Soluciones buffer B) Ácidos fuertes neutralizantes C) Inhibidores de ácidez D) Catalizadores de ph E) Alta presión osmótica que regula el ph 33. De las siguientes concentraciones, la que origina mayor alcalinidad es: A) [H+] = 10-2 B) [OH-] = 10-8 C) [H+] = D) [OH-] = 10-3 E) [OH-] = La diferencia entre un ácido fuerte y un ácido débil es que el primero: A) se ioniza totalmente en solución acuosa. B) tiene un H ionizable. C) es un aceptor de H+ D) aumenta [OH- ] en las soluciones acuosas. E) Ninguna de las anteriores. Coordinación de Química. Página 8

9 35. Una solución acuosa 2 % masa volumen de NaOH tiene una concentración molar de A) 0,1 M B) 0,2 M C) 0,5 M D) 1,0 M E) 2,0 M 36. En la titulación de 10 ml de una solución de HCl, se utiliza como solución patrón una solución de NaOH 0,1 M: HCl + NaOH NaCl + H2O Al alcanzar el punto de equivalencia, se ocuparon 5 ml de solución patrón, entonces la concentración de la solución de HCl es: A) 0,01 M B) 0,05 M C) 0,1 M D) 0,5 M E)1 M 37. El hidróxido de Bario, Ba(OH)2, es una base fuerte, lo que significa que en solución acuosa está completamente disociado según la ecuación Ba(OH)2 Ba+2 + 2(OH)- Si se tiene una disolución 0,5 M de hidróxido de Bario, la concentración de OH-presente será: A) 0,25 M B) 0,5 M C) 1,0 M D) 1,5 M E) 2,0 M 38. Al mezclar 750 ml de NaOH 1M con 250 ml de KOH 1M, la concentración molar de iones OH- en la solución resultante debe ser: A) 0,25 B) 0,5 C) 1 D) 2 E) 2,5 39. Un estudiante al investigar algunas sustancias, las clasifica de acuerdo a su ph y confecciona la siguiente tabla Los errores cometidos por este estudiante, en esta clasificación, son: A) 0 B) 1 C) 2 D) 3 E) 4 Coordinación de Química. Página 9