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1 07/07/009 Química ªBachiller 1..Se preparan 0 m de una disolución de amoniaco diluyendo con agua m de amoniaco del 0.0 % en peso y de densidad g/m.calcular: a) la concentración de la disolución diluida y b) el ph de esta disolución. Datos: Masas atómicas: Nitrógeno 14, hidrogeno 1.Kb(amoniaco)1.8 m NH 0gr 0.894gr 1molNH 1 0, moles/ 0gr 1m 17gr 0,1 NH H O NH 4 OH [Inicial] 0, 0 0 [Equili] 0, [ NH 4 ] [ OH Kb [ NH ] 1.8 5, 0 ] ,,7 [OH ] 0, 0, poh log[oh] pohlog.7 poh.6 ph14.611,8 1. Se preparan 0 m de una disolución de amoníaco diluyendo con agua m de amoníaco del 0,0 % en peso y de densidad 0,894 g/m. Calcular: a) la concentración de la disolución diluida y b) el ph de esta disolución. Datos: Masas atómicas: Nitrógeno 14; hidrógeno 1.Kb (amoníaco) 1,8 5(,5 puntos) a) 1molNH 0.89g. NH 0 1 molnh. NH g. NH. NH 0 o.1. dión b) NH ac) H O NH ( ac) OH ( ) ( 4 ac [INICIA] [EQ.] 0.1 k b [ NH ][ OH ] [ NH ] poh log [ OH ] log.6. 6 ph poh 14, ph α % 0.1. El ácido fórmico está ionizado en un.% en una disolución 0.M. Calcule: a) a constante de disociación de dicho ácido a la temperatura de los datos anteriores. b) El porcentaje ionizado de una disolución 0. de ácido fórmico a la misma temperatura. OO( ac) H O( l) OO HO Inicial 0.M Equilibrio 0. SolAcidoBaseSelectividadZaragoza.doc uis Ortiz de Orruño pg 1 de 11

2 07/07/009 Química ªBachiller α c está es la concentración de OO el ión hidronio en el equilibrio. [ OO] [ H O] OO K a K a [ 6.4 ] ,4,048 OO( ac) H O( l) OO H O Inicial 0.1M Equilibrio 0.1M [ OO] [ H O] K a OO α 0.1 He considerado la despreciable ya que: % 4. Cuando a 50 ml de una disolución 0, M de un ácido monoprótico débil, cuya constante de disociación vale,5*8, se le añaden 450 m1 de agua, calcule: a) la variación del grado de disociación del ácido y b) la variación del ph de la disolución.(,5 puntos) ) septiembre 001 [ inicial] [ eq],5* 8 5,9* α 0,1 ph log H [ inicial] [ eq] AH 0,1 0,1 [ O ] Disolución 5,9* 0,1 0,1 AH 0,01 0,01 H O A *0 0,059% 4, 50* H O A 0,1moles 1 0,01moles/ 0,45 0,05 8,5* 1,87* moles/ 0,01 0,01 1,87* α *0 0,187% 0,01 ph log[ HO ] 4,7 Variación grado de disociación : 0,187 0,059 0,18 Variación de ph : 4,7 4, 0,49 0 H O 0 H O 0 0 mol/ SolAcidoBaseSelectividadZaragoza.doc uis Ortiz de Orruño pg de 11

3 07/07/009 Química ªBachiller 5. Se dispone de tres disoluciones acuosas: una de ellas contiene cloruro de amonio, otra nitrato de potasio y la tercera nitrito de sodio. Si los recipientes que las contienen están sin etiquetar, indique razonadamente cómo podría distinguirlas con ayuda de un indicador ácidobase. Escriba las ecuaciones iónicas necesarias para su razonamiento. Ka (HNO ) 7, 1 4 Kb (amoníaco) 1,8 5. NH 4 Cl NH 4 (base débil) Cl (ácido fuerte) NH 4 H O NH H O a reacción por tanto tendrá carácter ácido, su ph < 7 KNO K (base fuerte) NO (ácido fuerte) a reacción por tanto tendrá carácter neutro, su ph 7 NaNO Na (base fuerte) NO (ácido débil) NO H O < HNO OH a reacción por tanto tendrá carácter básico, su ph > 7 6. Si queremos impedir la hidrólisis que sufre el acetato de sodio en disolución acuosa. Cuál de los siguientes métodos será más eficaz? a) Añadir ácido acético a la disolución. b) Añadir NaCl a la disolución. c) Añadir HCl a la disolución. d) Ninguno, no es posible impedirla. Razone todas las respuestas. a) Si añadimos ácido acético a la disolución se impedirá la hidrólisis porque la reacción se desplazará hacia la izquierda y no se producirá. En el medio acuoso habrá suficiente ácido acético como para impedir que se produzca más por hidrólisis. H O COONa COO Na COO H O COOH OH b) Si añadimos cloruro de sodio a la reacción no ocurrirá nada porque estará de espectador y no alterará el proceso de hidrólisis. Se llevará acabo de todas formas. c) Si añadimos ácido clorhídrico a la disolución no lo impedirá porque reaccionará con los OH y la reacción se desplazará hacia la derecha d) añadiendo ácido acético o cualquier base que proporcione los iones OH. Calcule los gramos de ácido acético que se deben disolver en agua para obtener 500 ml de una disolución que tenga un ph,7. Ka (ácido acético) 1,8 5. Masas atómicas: hidrógeno 1; oígeno 16; carbono 1. COOH H O COO H O ph,7 1,9 [H O]. Calcule los gramos de ácido acético que se deben disolver en agua para obtener 500 ml de una disolución que tenga un ph,7. Ka (ácido acético) 1,8 5. Masas atómicas: hidrógeno 1; oígeno 16; carbono 1. Tenemos que calcular los gramos de ácido acético para conseguir 500 m de una disolución a ph,7. K a (ácido acético) 1,8 5 COOH H O COO (ac) H O (ac) [INICIA] C 0 0 [EQUIIBRIO] C SolAcidoBaseSelectividadZaragoza.doc uis Ortiz de Orruño pg de 11

4 07/07/009 Química ªBachiller ph,7; [H O ] 1,91 mol/ 1,8 5 (1,91 ) C 1,91 1,91 α 0 0,94 % 0,0 6,65 C 1,91 6,65 ; C 0, 0 mol/ 1,8 0,0mol COOH 60gCOOH 500 DIÓN 6, gcooh DIÓN 1mol COOH Razona sobre la veracidad de cada una de las siguientes afirmaciones: a) Según la teoría de Brönsted, un ácido y su base conjugada difieren en un protón. b) Un ácido y su base conjugada reaccionan entre sí dando una disolución neutra. c) a base conjugada de un ácido fuerte es una base fuerte. d) Una base de Arrhenius es aquella que en disolución acuosa da iones OH a) Verdadero: Por ejemplo la base conjugada del ácido acético COOH, es COO, por lo tanto, sólo difieren en el ion H, es decir, en un protón. b) Falso: Una disolución es neutra cuando: [H O ] [OH ] y además, la base conjugada es el resultado de la reacción de su ácido con H O entonces no pueden reaccionar entre sí. COOH (ac) H O (l) COO (ac) H O (ac) c) Falso: a base conjugada de un ácido fuerte es una base muy débil porque por ejemplo, en las reacciones de disociación de un ácido fuerte, se disocia totalmente, lo que significa que el proceso contrario es muy poco probable. d) Verdadero: Por ejemplo, en la disociación de una base como es el hidróido de sodio ocurre lo siguiente: NaOH (ac) Na OH 1. Se dispone de una botella de ácido acético que tiene los siguientes datos: densidad 1,05 g/ml, riqueza en masa 99, %. a) Calcule el volumen que hay que tomar de esta disolución para preparar 500 ml de disolución de ácido acético 1,0 M. b) Calcule el ph de la disolución preparada. Haciendo uso de la formula: COOH (ac) HO (l) COO (ac) HO 1mol COOH 60g COOH 0g Dion 1ml 0,5 8,8 ml 1 1mol COOH 99,g Dion 1,05g Dion COOH HO COO HO INICIAES EQUIIBRIO 1 1,8 4, (1 ) log(4, ),7 ph,7 1..Se preparan dos disoluciones de la misma concentración:una de la sal de sodio del acido HA y otra de la sal de sodio del acido HB.Si la constante de disociación del acido HA es mayor que la del acido HB,eplique razonadamente cual de las dos disoluciones preparadas es mas básica. (ac) HA H O A H O K 1 HB H O B H O K Si la constante de disociación de HA es mayor que la constante de disociación HB. K 1 > K [H O ] A > [H O ] B [OH ] A < [OH ] B HA es mas acido,por lo tanto HB es mas básico. SolAcidoBaseSelectividadZaragoza.doc uis Ortiz de Orruño pg 4 de 11

5 07/07/009 Química ªBachiller 14. En una valoración ácidobase se valora un ácido débil (HA) con una base fuerte (BOH). Al llegar al punto final razone sobre la veracidad de las siguientes afirmaciones: a) Sólo se han neutralizado parte de los iones OH de la base. b) El ph en el punto de equivalencia es 7 c) Se han gastado los mismos moles de ácido que de base HA BOH BA H O Respuestas: a) FASA. Se han neutralizado todos los iones. Pero cuando se hidrolice la sal, se formarán iones A del ácido que al juntarse con agua dará lugar a un ácido e iones OH b) FASA. El ph no puede ser 7, debido a que la base es más fuerte que el ácido y por lo tanto no será neutra. El ph será mayor que 7 ya que la disolución resultará básica c) VERDADERA Si que se han gastado los mismos moles de HA que de BOH ya que el proceso de valoración se realiza en una relación de 1 mol de ácido a 1 mol de base (independientemente de que sean fuertes o débiles) 15. Eplique, con las ecuaciones químicas necesarias, por qué al mezclar 0 ml de ácido clorhídrico 0. M con ml de NH 0. la reacción no es neutra. Indique si su PH será mayor o menor que 7. HCl ( ac) NH ( ac) Cl NH 4 Esta reacción no es neutra ya que consta de un ácido fuerte y una base débil, por esta razón el ph de está disolución va a ser menor que 7, ya que el ácido fuerte predomina sobre la base débil. Solo tendría un PH neutro si se tratara de una base y un ácido fuerte o una base y un ácido débil. 17. Calcule el ph de la disolución que resulta cuando se añaden 0,8 litros de ácido acético 0,5 M a 0, litros de hidróido de sodio 1,0 M. Ka (ácido acético) 1,8 5 COOH NaOH COONa H O a reacción ente el acido y la base es mol a mol, por lo tanto tendremos 0, moles de acetato de sodio en disolución acuosa que se hidroliza totalmente: COONa COO Na El ión acetato, al ser una base débil, reacciona con el agua estableciéndose el siguiente equilibrio: COO H O <> COOH OH INICIAES 0, 0 0 EQUIIBRIO 0, K b K w / K a 14 / 1,8 5 5,5 5,5 / 0, > 1,05 5 poh log [ OH ] 4,97 ph 14 poh 9,0 0. El ph de una disolución de ácido nítrico es 1,50. Si a 5 ml de esta disolución se añaden ml de una disolución de la base fuerte KOH 0,04 M, calcule a) El número de moles de ácido nítrico que queda sin neutralizar. HNO H O NO H O ph1,50 [H O ][NO ][HNO ]0,016 moles/litro nº moles base nº moles ácido 0,04 moles/litro KOH 0,01 KOH 4 4 moles KOH 7, ,5 4 moles de ácido nítrico sobran b) os gramos de base que se necesitarían para neutralizar el ácido de la disolución anterior. 7,5 4 moles KOH 56 g KOH/mol KOH 0,04 gr KOH 1. Se tienen dos disoluciones acuosas, de la misma concentración, una de ácido acético (Ka1,8 5) y otra de ácido salicílico (Ka 1 ). Conteste razonadamente a las siguientes cuestiones: a) Cuál de los dos ácidos es más débil: b) Cuál de los dos tiene mayor grado de disociación c) Cuál de las dos disoluciones tiene menor ph. (1,5 puntos) septiembre 005 SolAcidoBaseSelectividadZaragoza.doc uis Ortiz de Orruño pg 5 de 11

6 07/07/009 Química ªBachiller a) El ácido más débil es el ácido acético ya que su K a es menor que la del acético y, por tanto, disociará menos iones H O. b) El ácido salicílico tiene un mayor grado de disociación ya que es un ácido más fuerte que el acético. c) a disolución de ácido salicílico tendrá un ph más bajo que la de acético ya que a mayor acidez, menor ph.. Para preparar 0,50 litros de disolución de ácido acético 1, M se dispone de un ácido acético comercial del 96,0 % de riqueza en peso y densidad 1,06 g/ml. Calcule: a) El volumen de disolución de ácido acético comercial necesario para preparar la disolución deseada. b) El ph de la disolución obtenida. c) El grado de disociación del ácido acético en la disolución preparada. Ka (ácido acético) 1,8 5. Masas atómicas., C 1,0; H 1,0; 0 16 a) b) COOH H O COO H O INICIAES 1, 0 0 EQUIIBRIO 1, c). a) Eplique el concepto de hidrólisis y señale el papel que desempeña el agua en dicho proceso. a hidrólisis es la reacción del agua con una sustancia. Entre las sustancias que pueden sufrir esta reacción se encuentran numerosas sales, que al ser disueltas en agua, sus iones constituyentes se combinan con los H O y con los OH, procedentes de la disociación del agua. Esto produce un desplazamiento del equilibrio de disociación del agua como y como consecuencia se modifica el ph. Cuanto más débil sea el ácido o la base, mayor es la hidrólisis. b) Escriba y eplique razonadamente las reacciones que se producen al disolver en agua las siguientes sales: NaNO, COOK, NH 4 Cl. NaNO es una sal procedente de ácido fuerte y base fuerte por lo que se produce una disolución neutra. NaNO H O Na NO (no se hidrolizan) COOK es una sal procedente de un ácido débil y una base fuerte por lo que se produce una hidrólisis básica COO H O COOH OH NH 4 Cl es una sal procedente de un ácido fuerte y una base débil por lo que se produce una hidrólisis ácida NH 4 H O NH H O. a) Eplique el concepto de hidrólisis y señale el papel que desempeña el agua en dicho proceso. b) Escriba y eplique razonadamente las reacciones que se producen al disolver en agua las siguientes sales: NaNO, COOK, NH4Cl. SolAcidoBaseSelectividadZaragoza.doc uis Ortiz de Orruño pg 6 de 11

7 07/07/009 Química ªBachiller a) a hidrólisis es un tipo de reacción química en la que actúa el agua con una sustancia que suelen ser sales. as sales primero se disocian en cationes y aniones gracias a la doble polaridad del agua. El agua hace que los enlaces de las sales se rompan y se queden sus iones separados en el medio acuoso. Después estos iones cargados actúan con el agua y rompen moléculas de agua haciendo que el ph neutro del agua varíe. Cuanto más débil sea el ácido o la base de la que proceda la sal, mayor será la hidrólisis b) Nitrato de sodio: NaNO H O NaNO NO a sal procede de ácido fuerte y base fuerte y no eperimente hidrólisis. Acetato de potasio: COOK a sal procede de acido débil y base fuerte Na H O SolAcidoBaseSelectividadZaragoza.doc uis Ortiz de Orruño pg 7 de 11 COOK COO K COO H O COOH OH Primero se han disociado las moléculas de acetato de sodio en iones acetato e iones sodio. En una segunda fase el ión acetato ha hecho que se rompan las moléculas de agua produciéndose ácido acético e iones OH. Produciendo ph Básico Cloruro de amonio: NH4Cl a sal procede de ácido fuerte y base débil H O NH 4Cl NH 4 Cl NH 4 H O NH H O Primero se han disociado las moléculas de cloruro de sodio en el agua y ha dado lugar a iones amonio e iones cloro. En una segunda fase al reaccionar los iones amonio con agua se ha producido hidrólisis y se ha obtenido ph ácido 4. Calcula el ph y el grado de hidrólisis de una disolución acuosa de acetato de sodio 0,0 M, sabiendo que la constante de ionización del ácido acético es Ka 1,8 5. El COONa es una sal procedente de la neutralización de un ácido débil ( COOH) y una base fuerte (NaOH). El acetato de sodio en disolución acuosa se disocia totalmente formando 0,01 mol/l de iones COO y 0,01 mol/l de iones Na : COONa H O COO (ac) Na (ac) Solamente los iones COO eperimentan la reacción de hidrólisis: COO (ac) H O (l) COOH (ac) OH (ac) COOH OH Kb [ COO ] COO (ac) H O (l) COOH (ac) OH (ac) INICIA 0, EQUIIB 0, 01 Sustituyendo los valores de las concentraciones en la epresión de la constante de equilibrio y teniendo en cuenta que, como Kb es muy pequeña, se puede hacer la aproimación 0, 01 0, 01 se obtiene: 14 5,5 0,01 0,01 OH,5 6 poh log(,5 6 ) 5,6 ph poh 14 ph 14 poh ph 8, 8 El grado de hidrólisis está dado por la relación entre los moles hidrolizados de iones Kw Kb 5,5 Ka 1,8 Resolviendo la ecuación se obtiene 6,5 α,5 Co 0,01 Y el porcentaje de hidrólisis será: % hidrólisis α 0 0,05% 4 COO y los moles iniciales

8 07/07/009 Química ªBachiller 5. Se añaden 1.08 gramos de HClO a 47 ml de una disolución NaClO M. Admitiendo que el volumen de la disolución no varía calcula las concentraciones finales de todas las especies presentes sabiendo que la constante de ionización del ácido HClO es Ka 1.1*. Primero averiguaremos la concentración del HClO 1.08gHClO 1molHClO * 0.47dión 68.5gHClO 0.07 moleshclo / dión Partimos de las concentraciones [NaClO ] 0.015M [HClO ] 0.07 M NaClO H O Na ClO HClO (ac) H O ClO (ac) H O [inicial] [equilibrio] [ ClO][ HO] Ka 1.1* [0.015 ][ ] suponemos que es pequeño y se desprecia pero como es grande [ HClO] [0.07 ] hay que hacer la ecuación de segundo grado y al resolver X mol/l phlog[h O] 1.96 Concentraciones finales [HClO ] mol/l [ClO ] mol/l [H O] mol/l 7. Calcule el ph y el grado de disociación de una disolución que se ha preparado añadiendo m de ácido clorhídrico 0,1 M a 90 m de una disolución 0,5 M de ácido acético. Ka (ác. acético) 1,8 5. ph y grado de disociación? ml HCl 90m COOH Ka1,8 5 0,1M 0,5M 0,1mol / [ HCl ] 0,01mol / 0 [ COOH ] 0,45mol / 0,5mol / 90 0 H O HCl (ac) Cl (ac) H (ac) [INICIA] 0,01 O 0 [EQUIIBRIO] 0,01 0,01 0,01 H O COOH (ac) COO (ac) H (ac) [INICIA] 0,45 0 0,01 [EQUIIBRIO] 0,45 0,01 SolAcidoBaseSelectividadZaragoza.doc uis Ortiz de Orruño pg 8 de 11

9 07/07/009 Química ªBachiller Ka 1,8 5 (0,01 ) 1,8 ; 8,1 4 mol/ 0,45 [H] 0,01 8,1 4 0,081 mol/ ph log (0,081) 1,97 8,1 α 0, ,18% 8. Indique, justificando brevemente la respuesta, si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones: a) Si diluimos una disolución de ácido acético con agua el ph no varía. b) Un ácido fuerte no es lo mismo que un ácido concentrado. c) Al disolver una sal siempre se obtiene una disolución de ph 7 a) Falso: porque según la reacción de ácido acético y agua, comportándose el acético como un ácido débil ocurre que: COOH (ac) H O (l) COO (ac) H O (ac) Esto significa que el acético no se ha disociado totalmente, pero aun así se ha formado el ión hidronio y este aumento, produce la disminución del ph de la reacción siendo de esta forma una disolución ácida: [H O ] > 7 mol/ b) Verdadero: porque un ácido fuerte (K a elevada) es el que se disocia completamente al final de la reacción y un ácido concentrado significa que su molaridad es muy alta, por lo tanto son conceptos distintos y que un ácido sea o no concentrado no cambia a que sea fuerte o débil, ya que esto depende de la K a. c) Falso: solamente se obtiene una disolución ph 7 cuando reaccionan: Un ácido fuerte y una base fuerte Un ácido débil y una base débil, solamente cuando la constante de acidez es igual a la constante de basicidad. 9. a) Determine la concentración de una disolución de ácido benzoico, ácido monoprótico de fórmula C6H5COOH, sabiendo que para neutralizar 0 ml de la misma se han utilizado 15, ml de disolución de hidróido de bario 0,5 M. b) Sabiendo que el hidróido de bario es una base fuerte, determine el valor del ph en el punto de equivalencia. Ka(C6H5CO) 6,5 5. C 6 H 5 COOH (ac) Ba(OH) (ac) (C 6 H 5 COO) Ba (ac) H O (l) A) 0,5molBa( OH ) molc6 H 5COOH 1 0,015 0,76mol / ( M ) 1Ba( OH ) 1molBa( OH ) 0,0Disolución B) 0,5molBa( OH ) 0,015 mol( C6H 5COO) Ba 1 0,4mol / 1molBa( OH ) (0 15,). Disolución H O (C 6 H 5 COO) Ba (ac) C 6 H 5 COO (ac) Ba (ac) C 6 H 5 COO (ac) H O (l) C 6 H 5 COOH (ac) OH (ac) [EQUIIBRIO] 0,4 K B k k w a K B 14 1,54. 6, ,5. 6 ; 8,1. OH 0,4 pohlog(oh ) 5,09 ; ph14 5,09 8,91 SolAcidoBaseSelectividadZaragoza.doc uis Ortiz de Orruño pg 9 de 11

10 07/07/009 Química ªBachiller 1. Responde, justificando brevemente la respuesta, a las siguientes cuestiones: a) Qué le ocurre al ph de una disolución acuosa de un ácido fuerte cuando se le añade agua? b) Qué le ocurre a la constante de ionización de un ácido fuerte cuando a una disolución acuosa del mismo se le añade agua? c) Qué le ocurre al grado de disociación de una disolución acuosa de un ácido débil cuando se le añade agua? Respuestas: a) Si añadimos agua disminuye la concentración del ácido y, por tanto, disminuye la concentración de H presentes en la disolución. Esto significa que al añadir agua el ph aumenta (menor acidez) b) a constante de ionización no varía. a constante de un ácido muy fuerte, sea de la concentración que sea, siempre se encuentra completamente disociado. c) El grado de disociación toma valores inferiores a la unidad, pero significativos. Para una disolución acuosa de un ácido débil de concentración C0 (mol/) en la que se disocian mol/ de ácido, el grado de disociación α viene dado por la relación: α C 0. a) Determina el ph de una disolución acuosa que es 0,4 M en ácido acético y 0,4 M en acetato de sodio. Para el ácido acético: K a 1,8 5. [ COOH] 0,4 mol/l [ COONa] 0,4 mol/l COO (ac) Na (ac) COOH (ac) H O (l) COO (ac) H O (ac) 0,4 mol/l 0,4 mol/l 0 [inicial] 0,4 0,4 [equilibrio] COO H O K a [ COOH ] ph log [ O ] ; 1,8 5 H log (1,8 5 ) 4,74 (0,4 ) 0,4 ; 1,8 5 mol/l 5. b) Determina el ph de una disolución acuosa que es 0,4 M en cloruro de amonio. Para el amoníaco : K b 1,8 [NH 4 Cl] 0,4 mol/l NH 4 (ac) Cl (ac) NH 4 (ac) H O (l) NH (ac) H O (ac) 0,4 mol/l 0 0 [inicial] 0,4 [equilibrio] NH H O K a [ NH 4 ] ph log (1,49 5 ) 4,8 ; 14 Ka 1,8 0,4 ; 1,49 5 mol/l Determina el ph y el grado de disociación de una disolución obtenida al disolver g de ácido salicílico, ácido monoprótico cuya masa molar vale 18 g/mol, en 0 ml de agua, admitiendo que la presencia del soluto no afecta al volumen final de la disolución. Constante de ionización del ácido salicílico hidroibenzoico K a 1 1. g C 7 H 6 O C 7 H 6 O (ac) H O (l) C 7 H 5 O (ac) H O (ac) [inicial] [equilibrio] 0 14 SolAcidoBaseSelectividadZaragoza.doc uis Ortiz de Orruño pg de 11

11 07/07/009 Química ªBachiller K a 1 1 Suponiendo que : 1 1 X 0 01 Una vez que sabemos la, calculamos el grado de disociación y el ph: Grado de disociación: α % ph log [0 01] 1 9 SolAcidoBaseSelectividadZaragoza.doc uis Ortiz de Orruño pg 11 de 11

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