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Transcripción

1 Mdel 014. Pregunta 1B.- s átms X, Y y Z crrespnden a ls tres primers elements cnsecutivs del grup de ls anfígens. Se sabe que ls hidrurs que frman ests elements tienen temperaturas de ebullición de 7, 1 y, respectivamente. d. Explique el carácter anfóter del hidrur del element X. Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. d. El agua se encuentra parcialmente inizada según el equilibri: H H H w 14 Su cmprtamient anfóter es debid a que puede actuar cm ácid cm base. Puede cmprtarse cm ácid cediend prtnes, puede actuar cm base cediend xidrils captand prtnes para frmar H. Mdel 014. Pregunta B.- Justifique si el ph resultante de cada una de las siguientes mezclas será ácid, básic neutr. a) 50 m de HCl 0,1 M m de NaH 0, M. b) 0 m de HAc 0,1 M m de NaH 0, M. c) 0 m de NaCl 0,M 0 m de NaH 0,1 M. d) m de HCl 0,1 M m de HCN 0,1 M. Dats: pa (HAc) 5; pa (HCN) 9 Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. 50 m 0,1M HCl : n HCl a. Mles iniciales: 50 0,1 5 ml HCl m 0, M NaH : n( NaH) 0, ml NaH Reacción de neutralización entre un ácid y base fuerte. HCl NaH NaCl H C. Iniciales ( ml) 5 exc ( ml) 0 exc C. Finales a reacción de neutralización se detiene cuand se agta el NaH, quedand HCl (ácid fuerte) sin neutralizar y NaCl (sal neutra), el HCl se discia y genera un ph ácid (ph < 7). 0 m 0,1M HAc : n Hac b. Mles iniciales: 0 0,1 ml Hac m 0, M NaH : n( NaH) 0, ml NaH Reacción de neutralización entre un ácid débil y una base fuerte. HAc NaH NaAc H C. Iniciales ml exc C. Finales ( ml) 0 0 exc a reacción de neutralización se detiene cuand se agtan ambs reactivs, generand una sal básica (NaAc), que se discia generand un ácid cnjugad débil (Na ), que n se hidrliza, y una base cnjugada débil (Ac ) que se hidrliza prduciend un ph básic (ph > 7) H NaAc Na Aq Ac aq Ac H HAc H c. N se prduce reacción, El NaCl es una base neutra que en agua se discia ttalmente generand Na (ácid cnjugad muy débil), que n se hidrliza y Cl (base cnjugada muy débil) que tampc se hidrliza. El NaH, es una base fuerte que se discia ttalmente prduciend un ph básic (ph > 7) H NaCl Na aq Cl aq H NaH Na H d. N se prduce reacción. El HCl es un ácid fuerte que se discia ttalmente, y el HCN es un ácid muy débil que se discia muy pc, y que en presencia de un ácid fuerte cm en este cas, retrae tdavía más su disciación. El ph resultante es ácid (ph < 7). HCl H Cl H 1

2 HCN H CN H Mdel 014. Pregunta 5B.- El prduct de slubilidad del hidróxid de hierr (III) a 5 ºC es s,8 9. a. Calcule la slubilidad de este hidróxid, en g 1. c. Cuál será el ph de una dislución saturada de esta sal? d. Calcule qué vlumen de ácid clrhídric cmercial (densidad 1,1 g cm, riqueza 6% en masa) es necesari para neutralizar una dislución saturada frmada a partir de,7 g de hidróxid de hierr(iii). Dats. Masas atómicas: Fe 55,8; 16,0; H 1,0; Cl 5,5. Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts apartad a); 0,75 punts apartads b) y c). a. El equilibri hetergéne de slubilidad del Fe(H) es: Fe ( H) ( s) Fe ( aq) H [ ] [ ] s Fe H Si definims pr s ls mles pr litr de hidróxid disuelts, el cuadr de reacción queda de la siguiente frma. Fe( H) ( s) Fe ( aq) H s s Sustituyend en la expresión del prduct de slubilidad, se btiene la slubilidad del hidróxid en ml 1. [ Fe ] [ H ] s ( s) 7 s s 9 4 s 4,8 s 1,01 ml l Para expresarla en g 1 se multiplica pr la masa mlecular del hidróxid. 1 6,8 g s 1,01 ml l 1,08 8 g 1 ml b. a cncentración [ ] H s 1,01,0 M prcedentes de hidróxid es tan diluida que para calcular el ph habrá que tener en cuenta la autinización del agua que prduce una cncentración de 7 H >>,0, pr l tant ph 7. [ ] c. Reacción de neutralización. ( H) HCl FeCl H Fe a reacción se acaba cuand se agta td el hidróxid. Pr factres de cnversión: 1ml Fe( H) ml HCl 6,5 g HCl 0 g d s 1cm d s V HCl,7 g Fe H 6,97 cm 6,8 g Fe( H) 1ml Fe( H) 1ml HCl 6 g HCl 1,1 g d s Septiembre 01. Pregunta A.- Indique el carácter ácid base de las siguientes dislucines, escribiend su reacción de disciación en medi acus: a) Ácid hipclrs. b) Clrur de liti. c) Hidróxid de sdi. d) Nitrit de magnesi. Dats: a (ácid hipclrs) 8 ; a (ácid nitrs) 4 4 Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. a. HCl H a Cl H. Ácid débil, ph < 7 (ácid) b. icl H i ( aq) Cl ( aq). Sal neutra, ph 7 (neutr) i Ácid cnjugad débil, prcede de una base fuerte (ih), n prduce hidrólisis Cl Base cnjugada débil, prcede de un ácid fuerte (HCl), n prduce hidrólisis. c. NaH H Na H. Base fuerte, se discia ttalmente, ph > 7 (básic) H d. ( N ) Mg ( aq) N ( aq) Mg. Sal básica, ph > 7 (básic)

3 Mg Ácid cnjugad débil, prcede de una base fuerte (Mg(H) ), n prduce hidrólisis. N Base cnjugada fuerte, prcede de un ácid débil (HN ), prduce hidrólisis N H HN H Septiembre 01. Pregunta B5.- Se determina el cntenid de ácid acetilsalicílic (C 8 H 7 CH) en una aspirina (650 mg) mediante una valración cn NaH 0, M. a) Calcule la masa de NaH que debe pesarse para preparar 50 m de dislución. b) Escriba la reacción de neutralización. c) Si se requieren 1,5 m de dislución de NaH para alcanzar el punt de equivalencia, determine el prcentaje en masa de ácid acetilsalicílic en la aspirina. d) Determine el ph cuand se disuelve una aspirina en 50 m de agua. Dats. a (ácid acetilsalicílic),64 5. Masas atómicas: H 1; C 1; 16 y Na. Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. 0, ml NaH 40 g NaH a. m ( NaH) 0,50 d s 5 g d s ml NaH C b. H CH NaH C H C ( aq) Na ( aq) H c. Reacción 1 a 1, pr l tant el númer de mles de ácid neutralizads es igual al númer de mles de b ase utilizads. n( C8 H7 CH) n( NaH) n( C8H7 CH) M( NaH) V( NaH) ml n( C8H7 CH) 0, 1,5,5 ml g m( C8 H7 CH) n( C8H7 CH) Mm( C8H7 CH),5 ml 180 0,45 g ml m( C H CH) 0,45 % masa ,% m Aspirina 0,65 d. Si denminams pr x la cncentración de acid disciada, el cuadr de reacción para la disciación del ácid acetilsalicílic es: a C8H7 CH H C8H7 C H C. iniciales c exc C. equilibri c x exc x x a [ C H C ] [ H ] 8 x 7 x x x [ C H CH] c x c x 8 7,64 ( C8H7 CH) V( ) n,5 c 0,01 0,50 5 x, x 5 0,01 0 : x 5, x ax a c 0 4 N válida 4 4 [ H ] x 5 M ph lg[ H ] lg( 5 ), Juni 01. Pregunta A.- Justifique si sn verdaderas falsas las siguientes afirmacines: a) Una mezcla frmada pr vlúmenes iguales de dislucines de igual cncentración de un ácid y una base débiles siempre tiene ph neutr. b) Una mezcla frmada pr dislucines diluidas de ácid clrhídric y clrur de calci tiene ph ácid.

4 c) El ión hidróxid (H ) se cmprta cm un electrlit anfóter. Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. a. Fals. Dependerá de las cnstantes de inización del ácid y de la base, si ls ds tienen igual cnstante de inización, el ph será prácticamente neutr, si a > b será ácid y si a < b será básic, en definitiva, dependerá de la frtaleza del ácid y de la base, ya que dentr de la debilidad de ests, existen diferentes grads de frtaleza. b. Verdader. Una mezcla de un ácid fuerte y una sal neutra prduce un ph ácid. HCl H Cl H H ph < 7( ácid) CaCl Ca ( aq) Cl ( aq) c. Fals. Una sustancia anfótera debe tener psibilidad de actuar cm ácid cm base, en el cas del ión H, sl tiene carácter básic (H H H ) Juni 01. Pregunta 5B.- Una dislución M de cianur de hidrógen (HCN) tiene un ph de 5,6. Calcule: a) El grad de disciación del HCN. b) a cnstante de disciación del ácid (a). c) a cnstante de basicidad del ión CN (b). d) El ph de la dislución resultante al mezclar 0 m de esta dislución de HCN cn 0 m de una dislución M de hidróxid de sdi. Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. a. Reacción de disciación de ácid débil. Si se denmina pr α al grad de disciación del ácid, y c la cncentración inicial, el cuadr de reacción queda de la siguiente frma: C. Iniciales C. Equilibri HCN H CN ( ml ) c Exc ( ml ) c c α Exc c α c α Cncida la cncentración inicial y el ph, ase calcula a partir de la definición de ph el grad de disciación. ph ph lg[ H ] [ H ] Teniend en cuenta a que es igual la cncentración de hidrnis según el cuadr de reacción: ph [ H ] ph 5,6 ph,6 4 : cα α,5 c [ H ] cα α 0,05% b. Pr definición, y teniend en cuenta el cuadr de reacción, la cnstante de acidez del ácid cianhídric es: 4 [ CN ] [ H ] cα (,5 ) a 6, [ HCN] 1α 4 1,5 c. Teniend en cuenta que entre las cnstantes de inización de un ácid y su base cnjugada existe la relación: a b w b 1,6 a 6, d. Reacción entre un ácid débil y una base fuerte. n( HCN) V M 0 ml ( NaH) V M 0 ml n El cuadr de reacción en función de ls mles iniciales de cada un es: HCN NaH NaCN C. Iniciales ( ml) C. Finales ml 0 Exc H H Exc 4

5 a cncentración de hidróxid sódic en exces es: n V 00 [ NaH] 5 ml Pr ser una base fuerte la cncentración de xidrils cincide cn la de la base. H NaH 5 ml ph lg H lg 5, [ ] [ ] [ ] ph 14 ph 14, 11,7 Mdel 01. Pregunta 5A.- Cuál de las siguientes accines mdificará el ph de 500 m de una dislución de H 0,1 M? Justifique la respuesta mediante el cálcul del ph final en cada cas. a) Añadir 0 m de agua. b) Evaprar la dislución hasta reducir el vlumen a la mitad. c) Añadir 500 m de una dislución de HCl 0,1 M. d) Añadir a la dislución riginal 0,1 ml de H en medi litr de agua. Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. Mdificarán el ph tdas aquellas accines que mdifiquen la cncentración de H en la dislución. El H es una base fuerte que se encuentra ttalmente disciada, pr l tant la cncentración de xidrils cincide cn la cncentración inicial del H. H H ( aq) H El ph de la dislución inicial es: [ H ] [ H] ( lg[ H ]) 14 lg[ H] 14 lg( 0,1) 1 ph 14 ph 14 a. Al añadir 0 m de agua a la dislución estams mdificand la cncentración de H y pr tant se mdifica el ph. Teniend en cuenta que sl añadims dislvente, el númer de mles de H permanece cnstante y pr tant se cumple: [ H] V [ H] f Vf V 500 [ H] [ H] f 0,1 0,08 M V f 600 ph 14 ph 14 lg H 14 lg H 14 lg 0,08 1, ( [ ]) [ ] 9 b. Se mdifica la cncentración de H pr que al evaprar la dislución, se disminuye el vlumen de dislvente, permaneciend cnstante el númer de mles de slut (H). [ H] V [ H] f Vf V 500 [ H] [ H] f 0,1 0, M V f 50 ph 14 ph 14 lg H 14 lg H 14 lg 0, 1, ( [ ]) [ ] c. Se Neutraliza la dislución al añadir igual númer de mles de H que de H de la dislución, siend el ph final 7 (ph 7) d. Se mdifica la cncentración de H, pr tant se mdifica el ph. n [ ] ( H) [ H] V n( H) 0,1 0,5 0,1 H 0,15 M V V V 0,5 0,5 ph 14 ph 14 lg H 14 lg H 14 lg 0,15 1, ( [ ]) [ ] 5

6 Mdel 01. Pregunta B.- Indique si las siguientes afirmacines sn verdaderas falsas. Justifíquelas. a) Una mezcla de NaCl (ac) y NaH (ac) presenta ph > 7. b) El agua de la atmósfera tiene ph ácid pr tener una cierta cantidad de C disuelt. c) Cuand se mezclan 0 m de HCl 0,5 M cn 00 m de H 0,5 M el ph resultante es 7. d) Cuand se mezcla CaC cn HCl se prduce una reacción redx en la que burbujea C. Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. a. Verdadera. El NaCl es una sal neutra (ls ines que la frman prvienen de un ácid y de una base fuertes) y su adición a cualquier dislución n mdificará el ph de la misma. El NaH es una base fuerte pr l tant su ph > 7. Una mezcla de ambas, mantendrá un ph > 7. b. Verdadera. s óxids n-metálics en sus dislucines acusas tienen carácter ácid (ph < 7). C H HC HC H c. Verdadera. n( H ) VHCl MHCl 0,1 0,5 0,05 ml H n( H ) VNaH M NaH 0, 0,5 0,05 ml H Cm la neutralización es ml a ml ( H H ) H la dislución resultante es neutra, y ph 7. d. Falsa, la reacción CaC HCl Ca Cl C H es una reacción acid base (transferencia de prtnes), n redx (transferencia de electrnes), ya que se mdifican ls estads de xidación de ls elements. Septiembre 01. Pregunta A.- Cnsidere las siguientes bases rgánicas y sus valres de b indicads en la tabla: Piridina b 1,78 9 Hidrxilamina b 1,07 8 Hidracina b 1,70 6 a) Justifique cual es la base mas débil b) Calcule la a del acid cnjugad de mayr frtaleza c) Si se preparan dislucines de igual cncentración de dichas bases justifique cual de ellas será la de mayr ph. d) Escriba la reacción entre el hidróxid de sdi y el acid etanic. Nmbre el prduct frmad. Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. a. a frtaleza de un ácid de una base esta relacinada cn su grad de inización, a mayr inización mayr frtaleza. A menr valr de la cnstante de basicidad, menr inización de la base y pr tant menr frtaleza. a base más débil es la Piridina ( b 1,78 9 ). b. El ácid cnjugad de mayr frtaleza crrespnde a la base mas débil, teniend en cuenta que las frtaleza de ls ácids y bases es inversamente prprcinal a la de sus pares cnjugads, cm pne de manifiest la relación que 14 hay entre sus cnstantes ( a b w cte) 14 6 w a C5H5NH 5,6 9 b C5H5N 1,78 c. Teniend en cuenta que ph ph 14, será de mayr ph la de menr ph, es decir, la base más débil. Piridina C 5 H 5 N d. Reacción de neutralización entre un ácid y una base: NaH CH CH CH C Na H Hidróxid de sdi ácid etanic etanat de sdi agua Septiembre 01. Pregunta B5.- Una dislución acusa 1 M de acid nitrs (HN ) tiene un % de acid disciad. Calcule: a) a cncentración de cada una de las especies presentes en el equilibri. b) El ph de la dislución. c) El valr de a del acid nitrs. d) Si la dislución se diluye veces cual será el nuev grad de disciación? Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. 6

7 a. El ácid nitrs (HN ) es un ácid débil que se discia según el siguiente cuadr de reacción, en el que c es la cncentración inicial y α el grad de disciación inización. HN H N H Cnd. iniciales c exces Cn. equilibri c cα exces cα cα El enunciad ns infrma que el grad de inización es del % (α 0,0) y la cncentración inicial es de 1 M. HN c cα 1 1 0,0 0,98 ml eq [ ] N c α 1 0,0 0,0 ml [ ] eq H c α 1 0,0 0,0 ml [ ] eq b. Pr definición: ph lg[ H ] lg( 0,0) 1, 7 [ N ] [ ] c. H cα cα cα 1 0,0 4 a 4,1 [ HN] c cα 1α 1 0,0 d. Partiend de la definición de la cnstante de acidez, se puede btener el grad de disciación. c α a 1α rdenand se btiene una ecuación de segund grad. c α kaα a 0 Si la dislución se diluye veces, la nueva cncentración inicial será: c c ' 0,1 ml Sustituyend en la ecuación de º grad se btiene el nuev valr de α. 4 4 α 0,06 0,1α 4,1 α 4,1 0 : α 0,066 El valr negativ n tiene sentid químic. α 6,% Si disminuye la cncentración, aumenta el grad de disciación Juni 01. Pregunta A.- Se preparan dislucines acusas de igual cncentración de las especies: clrur de sdi, acetat (etanat) de sdi e hidróxid de sdi. Cnteste de frma raznada: a) Qué dislución tiene menr ph? b) Qué dislución n cambia su ph al diluirla cn agua? c) Se prducirá reacción si se mezclan las tres dislucines? d) Cuál es la b de la especie básica más débil? Dat. a (Ác. Acétic) 1,8 5 Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. NaCl H Na ( aq) Cl ( aq) Sal neutra, ambs ines se cmprtan cm cnjugads débiles, n se hidrlizan. ph 7. H CH CNa CH C ( aq) Na Sal básica. El ión acetat (CH C ) es una base cnjugada fuerte (prcede de ácid débil, a (Ác. Acétic) 1,8 5 ), se hidrliza generand un ph básic. CH C H CH CH H ph > 7. NaH H Na H Base fuerte. ph > 7. 7

8 a. a dislución de NaCl, ph 7 b. a dislución de NaCl, las demás dislucines, al diluirlas disminuirán su cncentración de H, disminuyend el valr del ph c. N se prduce reacción, únicamente disminuiría el grad de hidrólisis del ión acetat pr la presencia de una base fuerte (hidróxid de sdi). d. a base más débil es el ión acetat, su cnstante se btiene teniend en cuenta que el prduct de cnstante de ls pares cnjugads es igual al prduct iónic del agua ( w 14 ) 14 w b CH C 5,6 5 a CH CH 1,8 Juni 01. Pregunta 5B.- a anilina (C 6 H 5 NH ) se discia según el equilibri C 6 H 5 NH H C 6 H 5 NH H cn un valr de b 4,. Calcule a) El grad de disciación y el valr de ph, para una dislución acusa 5 M de anilina. b) Si m de esta dislución se diluye cn agua hasta 1, calcule para la nueva dislución la cncentración mlar de anilina, su grad de disciación y el valr de ph. Puntuación máxima pr apartad: 1 punt. a. a anilina se discia según el siguiente cuadr de reacción, dnde c representa la cncentración inicial de anilina y α su grad de disciación. C. Iniciales C. Equilibri Según la ey de Dilución de stwald: C 6 c H 5 c NH H EXC NH H ( 1α) EXC c α c α b C [ C H NH ] [ H ] 6 5 [ C H NH ] Teniend en cuenta el cuadr de reacción, b se puede expresar en función de c y α: c α c α c α b c( 1α) 1α Para ácids y base cn cnstante inferir a -5, se puede simplificar la expresión mediante la siguiente hipótesis: 6 4, Si α < 0,05 1 α 1. b cα ; α b 6 9,7 < 0, 05 se acepta la hipótesis. c 5 ph lg H 5 α 9,7 6 5 [ H ] cα 5 9,7 4,6 [ ] lg( 4,5 5 ) 4, 14 4 % 6 H 5 ph ph 14 4, 9, 7 b. En un prces de dilución, el númer de mles de slut permanece cnstante. n ( C6H5NH ) i n( C6H5NH ) f Mi Vi Mf Vf ; 5 Mf 1 M 0,01 ml f α b 4, 4,07 ; α 0,0% c 0, [ H ] cα 0,01,07,07 8

9 ph lg H [ ] lg(,07 6 ) 5, 7 ph 14 ph 14 5,7 8, Mdel 01. Pregunta 4A.- Se tiene una dislución de acid etanic 5,5 M. a) Calcule el grad de disciación del acid en esta dislución. b) Calcule el ph de la dislución. c) Calcule el vlumen de una dislución de hidróxid de sdi 0,1 M necesari para neutralizar 0 ml de la dislución de acid etanic. d) Justifique si el ph resultante tras la neutralización del apartad anterir será acid, básic neutr. Dat. a (acid etanic) 1,86 5 Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. a. Ácid débil mnprótid, si se denmina c a la cncentración inicial del ácid y α a su grad de disciación, el ácid etanic se disciara siguiend el siguiente cuadr de reacción. a CH CH H CH C H Cnd. Iniciales c Exces Cnd. Equilibri c cα Exces cα cα Según la ley de stwald, y utilizand ls valres del cuadr de reacción, la cnstante de disciación acidez, viene dada pr la siguiente expresión: [ CH C ] [ H ] c α c α c α a [ CH CH] c( 1α) 1α Cncid la cncentración inicial y la cnstante, para calcular el grad de disciación se puede hacer una hipótesis que simplifica la ecuación. Si α < 0,05 1 α 1 5 1,86 a cα : α a 0,018 < 0, 05 c 5,5 Se cumple la hipótesis (α < 0,05), pr l tant se acepta y se tma cm valr α 0,018, siend el grad de disciación del 1,8% b. De la definición de ph, y usand ls dats del cuadr de reacción: ph lg H lg c α lg 5,5 0,018 [ ] CH Atendiend a la estequimetria del prces: NaH 1 n NaH n CH CH CH CH 1 c. CH NaH CH C ( aq) Na ( aq) H Teniend en cuenta que se trata de dislucines: M ( NaH) V M( CH CH) VCH CH NaH ; M CH V V NaH CH CH 5,5 V 0 11 NaH 11m 0,1 ( CH) M( NaH) d. El ph de la dislución resultante del apartad anterir es básic, debid a que el ácid etanic, pr ser un ácid débil, al disciarse genera una base cnjugada fuerte (CH C 1 ) que prduce hidrólisis, captand prtnes y liberand H, mientras que el Na, pr prceder de una base fuerte, se cmprta cm ácid cnjugad débil y n se hidrliza. HC H HCH H 9

10 Septiembre 011. Pregunta A.- as siguientes afirmacines sn tdas falsas. Reescríbalas para que sean crrectas, justificand ls cambis realizads: a) Una dislución acusa 0,01 M de acid nítric tiene ph 4. b) Un acid muy débil (a < 8 ) en dislución acusa da lugar a un ph ligeramente superir a 7. c) El valr de la cnstante de basicidad de la piridina ( b 1,6 9 ) es 4 veces el de la anilina ( b 4 ) y, a igualdad de cncentracines, su grad de disciación es 4 veces mayr. d) Para aumentar una unidad el ph de una dislución acusa de NaH es necesari duplicar su cncentración. Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. a. El ácid nítric es un ácid fuerte, se discia ttalmente, y la cncentración de prtnes cincide cn la cncentración inicial del ácid. [ H ] [ HN] 0,01M ; ph lg[ H ] lg( 0,01) Si la cncentración de un ácid fuerte es M, el ph de la dislución será. b. Un ácid pr muy débil que sea siempre da un ph inferir a 7. Si la cncentración de prtnes prcedentes de la disciación del ácid es inferir a 7, habrá que sumar la cncentración de prtnes prcedentes de la autinización del agua ( 7 ), bteniend una cncentración de prtnes mayr que 7 y un ph menr que 7. c. Para ácids y bases extremadamente débiles ( i < 8 ) y en cncentracines n muy diluidas, el grad de disciación se puede relacinar cn la cnstante de inización pr la expresión: i cα Piridina C 5 H 5 N Anilina C 6 H 5 NH Cmparand: b ( C H N) c α ( C H NH ) c α b 5 5 b( C5H5N) ( C H NH ) 6 5 c C5H5N cα C5H5N α C6H5NH Teniend en cuenta que ( C H N) 4 ( C H NH ) b b 6 b( C6H5NH ) α ( C H NH ) 5 b α 6 5 C5H5N C6H5NH b 6 5 C6H5NH α C5 H5N 4 ; α C5H5N 4 α α C C6H5NH α 6H5NH C6H5NH A igualdad de cncentración, el grad de disciación de la piridina será el dble que el de la anilina. d. as bases fuertes cm el NaH en dislución acusa se discian ttalmente, dand una cncentración de xidrils (H ) igual a la cncentración de la base. ph lg[ H ] : ph( NaH) lg w [ H ] [ H ] w H Si se duplica la cncentración de la base, se duplica la cncentración de xidrils. 1 ph NaH lg w lg w lg lg w lg H H H p H NaH ph NaH lg Si se duplica la cncentración de NaH, el ph aumenta en lg unidades. Septiembre 011. Pregunta 5B.- El fenl (C 6 H 5 H) es un acid mnprótic muy débil. Una dislución acusa 0,75 M de fenl tiene un ph 5,0. Calcule: a) El grad de disciación. b) El valr de a del fenl.

11 c) a dislución inicial se diluye hasta cnseguir que el grad de disciación sea,0 5. Cual será la cncentración ttal de fenl tras la dilución? d) Cual es el ph de la dislución del apartad c)? Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. a. El fenl es un ácid débil que se discia según el siguiente cuadr de reacción, en el que c es la cncentración inicial y α el grad de disciación. C6H5H H C6H5 H c exc c cα exc cα cα Pr definición de ph: ph lg H Teniend en cuenta el cuadr de reacción: [ H ] c α ( c α) ph lg ; ph cα ; [ ] ph α c b. Aplicand la ley de stwald al equilibri de disciación del fenl: [ C H ] [ H ] 5 5 1, 0,75 5 ( 1, ) cα cα cα 0,75 a 0,75 1, 1, [ C ] 5 5H5H c 1α 1α 11, c. El valr de la cnstante de inización del ácid n varia al diluir la dislución. 5 [ C H ] [ H ] c α 5 5 ( 1 α) 1, ( 1 ) a ; c a 0,15 M [ C5H5H] 1α α 5 5 d. ph lg[ H ] lg( c α) lg( 0,15 ) 5, Juni 011. Pregunta A.- Se preparan dislucines acusas de ls siguientes cmpuests: idur de ptasi, dixnitrat (III) de sdi, brmur de amni y flurur de sdi. e) Escriba ls crrespndientes equilibris de disciación y ls psibles equilibris de hidrólisis resultantes para ls cuatr cmpuests en dislución acusa. f) Justifique el carácter ácid, básic neutr de cada una. Dats. a dixnitrat (III) de hidrógen 7, 4 ; a ácid flurhídric 6,6 4 ; b amniac 1,8 5. Puntuación máxima pr apartad: 1 punt. a. Disciación de las sales: I H ( aq) I ( aq) H NaN Na ( aq) N ( aq) H NH Br 4 NH 4 ( aq) Br ( aq) NaF H Na ( aq) F ( aq) Hidrólisis: Prducen hidrólisis ls ines prcedentes de ácids bases débiles (tienen cnstante de disciación), N ; NH 4 ; F. N H HN H hidrólisis básica NH 4 H NH H hidrólisis ácida F H HH H hidrólisis básica b. I: Sal neutra. Ningun de ls ines que prduce la disciación de la sal se hidrliza, pr prceder de un ácid fuerte (HI) y de una base fuerte (H) 11

12 NaN : Sal básica. Sl prduce hidrólisis el ión nitrit ( N ) pr prvecer de un ácid débil (HN ), el catión sdi (Na ), n se hidrliza prque prcede de una base fuerte (NaH). Pr ser básica la única hidrólisis que se prduce, la dislución de la sal es básica (ph > 7). NH 4 Br: Sal ácida. Sl prduce hidrólisis el catión amni ( NH 4 ) pr prceder de una base débil (NH ), el ión brmur (Br ), n se hidrliza prque prcede de un ácid fuerte (HBr). Pr ser ácida la única hidrólisis que se prduce, la dislución de la sal es ácida (ph < 7). HF: Sal básica. Sl prduce hidrólisis el ión flurur ( F ) pr prvecer de un ácid débil (HF), el catión sdi (Na ), n se hidrliza. Pr ser básica la única hidrólisis que se prduce, la dislución de la sal es básica (ph > 7). Juni 011. Pregunta 5B.- Se dispne de una dislución acusa de H de cncentración 0,04 M y una dislución acusa de HCl de cncentración 0,05 M. Calcule: c) El ph de las ds dislucines. d) El ph de la dislución que se btiene si se mezclan 50 m de la dislución de H y 0 m de la dislución de HCl. e) El vlumen de agua que habría que añadir a 50 m de la dislución de H para btener una dislución de ph 1. Puntuación máxima pr apartad: a) 0.5 punts; b) y e) 0,75 punts. a. H: base fuerte, se discia ttalmente, la cncentración de H cincide cn la cncentración inicial de la base. C. iniciales C. finales H H c 0 c [ H ] c 0,04 M H Cncida la cncentración de xidrils (H ), se calcula el ph, y de este el ph (ph 14 ph). ph lg H lg 0,04 1, ph 14 ph 14 1,4 1, 6 [ ] 4 c ácid. HCl: ácid fuerte, se discia ttalmente, la cncentración de C. iniciales C.finales HCl c 0 H exces exces [ H ] c 0,05 M H cincide cn la cncentración inicial del Cl c H c Pr definición de ph [ ] lg( 0,05) 1, 6 ph lg H b. Reacción de neutralización entre un ácid fuerte y una base fuerte, se neutralizan frmand agua hasta que se agta el reactiv que esta en defect, el reactiv en exces sigue disciándse hasta que se agta. Para hacer el cuadr de reacción hay que calcular las cncentracines de ácid y base que se han mdificad al mezclar las dislucines. V 50 H: V [ H] VT [ H] : [ H] [ H] 0,04 0,09 M V T 70 V 0 HCl: V [ HCl] VT [ HCl] : [ HCl] [ HCl] 0,05 7,1 M V T 70 1

13 C.i. C.f. ( aq) ( aq) HCl H Cl H H 0,09-7,1 exces 0 0 0,09-7,1-0,09 7,1 exces [ H ] 0,09 7,1 0,01M a cncentración de H permite calcular el ph, y cncid el ph se calcula el ph (ph 14 ph). ph lg H lg 0,01 1, ph 14 ph 14 1,68 1, [ ] 68 c. El apartad se resuelve pr la definición de mlaridad cncida la cncentración y el númer de mles de la dislución. a cncentración se btiene del ph pr tratarse de una base fuerte. ph 14pH ph H H M [ ] [ ] s mles de H se calculan cn el vlumen y cncentración de la dislución empleada. 0,04 ml n H M V 50 ml Cncids ls mles y la cncentración mlar se calcula el vlumen de la dislución. n n M : V 0, 00 m V M El vlumen de agua que habrá que añadir es la diferencia entre el vlumen de la dislución y el vlumen de la dislución de H utilizad. V H m Mdel 011. Cuestión A.- Diga si sn ciertas falsas las siguientes afirmacines, raznand sus respuestas: a. El acetat de sdi rigina en agua una dislución básica. Dat. a (HAc) 1,8 5. c. El ión bicarbnat (HC ) se cmprta cm un electrlit anfóter. Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. a. Ciert. El acetat de sdi es un electrlit fuerte y en agua esta cmpletamente disciad. CH CNa CH C Na El ión acetat es una base cnjugada fuerte que se hidrliza en agua generand un ph básic. CH C H CH CH H : ph > 7 c. Ciert. El ión bicarbnat se puede cmprtar cm ácid cm base: Ácid: HC H C H Base: HC H H C H Mdel 011. Prblema B.- Se dispne de una muestra impura de hidróxid de sdi y tra de ácid clrhídric cmercial de densidad 1,189 g cm que cntiene un 5 % en pes de ácid pur. Calcule: a) a mlaridad de la dislución de ácid clrhídric. b) a pureza de la muestra de hidróxid de sdi si 0 g de la misma sn neutralizads cn 0 m de ácid clrhídric cmercial. c) El ph de la dislución frmada al añadir g de la muestra impura de hidróxid a 40 m del clrhídric cmercial y diluir la mezcla hasta cnseguir un vlumen de 1. Dats. Masas atómicas: H 1; Na ; 16 ; Cl 5,5 Puntuación máxima pr apartads: 0,5 punts apartad a) y 0,75 punts apartads b) y c). Puntuación máxima pr apartad: 1 punt. a. Se pide calcular la cncentración de una dislución cncidas sus especificacines cmerciales (densidad y riqueza). 1

14 R m m d s s m 0 R s 0 n mles m M M M s n s s md s s s Vd s () Ms Vd s() R V () m m d s s d s 0 gr 5 00 cm R 1,189 V d cm d s d s 0 0 m 6,5 gr d d s M V 1 d s s ml Vd s 11,4 ml V () 1 m V d d s d s d s d s b. Reacción de neutralización entre un ácid (HCl) y una base (NaH). HCl NaH Na ( aq) Cl ( aq) H En el prces se cncen ls mles de ácid clrhídric que han reaccinad (0 m 11,4 M), calculándse pr estequimetría ls mles de hidróxid sódic que reaccinan, ls cuales permiten calcular la masa del mism que ha reaccinad, y que pr cmparación cn la masa de la muestra se puede calcula la pureza del hidróxid sódic NaH 1 n( NaH) n( HCl) HCl 1 ml n NaH M HCl V HCl 11,4 0 1,14 ml gr m ( NaH) n( NaH) M( NaH) 1,14ml 40 45,6g ml m( NaH) 45,6 Pureza ,6% m Ttal 0 c. El hidróxid sódic que se añade a la dislución neutraliza prtnes del ácid clrhídric en prprción 1 a 1. Pr ser el ácid clrhídric un ácid fuerte, se discia ttalmente, siend el númer de mles de prtnes igual al númer de mléculas de ácid. ( ml ) n H n HCl M HCl V HCl 11,4 40 0,456ml s mles de H cinciden cn ls mles de NaH. 45,6 g ( m ) ( NaH) n H n NaH 0 0,5ml M( NaH) 40 g ml El númer de mles de prtnes que quedan sin neutralizan sn: n( H ) 0,456 0,5 0,06ml a cncentración de prtnes en la dislución final de un litr será: n [ ] ( H ) 0,06 H 0,06M V 1 Cncida la cncentración de prtnes en la dislución se calcula el ph. ph lg H lg 0,06 0, [ ] 69 Septiembre 0. F.M. Cuestión A.- Nmbre ls siguientes cmpuests e indique si dislucines acusas de ls misms serían ácidas, básicas neutras. Justifique las respuestas mediante las ecuacines iónicas que crrespndan en cada cas: a) Br b) i C c) Na S d) NH 4 N Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts a. Br Brmur ptásic brmur de ptasi, sal iónica sluble en agua. H Br ( aq) Br ( aq) 14

15 El catión ptasi es un ácid cnjugad débil prque prcede de una base fuerte, hidróxid ptásic, pr l tant n se hidrliza. El anión brmur es una base cnjugada débil pr que prcede de un ácid fuerte, ácid brmhídric, tampc se hidrliza. Al n hidrlizarse ningún ión de la sal, la dislución es neutra, ph 7. Br H N se hidrliza : ph 7 H N se hidrliza ( Neutr) b. i C Carbnat de liti, sal iónica sluble en agua. H i C i ( aq) C ( aq) El catión liti es un ácid cnjugad débil prque prcede de una base fuerte, hidróxid de liti, pr l tant n se hidrliza. El anión carbnat es una base cnjugada fuerte pr que prcede de un ácid muy débil, carbnat ácid (hidrgen carbnat), se hidrliza prduciend una la dislución básica, ph > 7. i ( aq) H N se hidrliza : ph > 7( básic) C ( aq) H HC ( aq) H c. Na S Sulfur de sdi sal iónica sluble El catión sdi es un ácid cnjugad débil prque prcede de una base fuerte, hidróxid de sdi, pr l tant n se hidrliza. El anión sulfur es una base cnjugada fuerte pr que prcede de un ácid muy débil, ácid sulfhídric, se hidrliza prduciend una la dislución básica, ph > 7. Na S ( aq) H ( aq) H HS ( aq) N se hidrliza : ph > 7 H ( básic) d. NH 4 N Nitrat amónic sal iónica sluble El catión amni es un ácid cnjugad fuerte prque prcede de una base débil, amniac, pr l tant se hidrliza. El anión nitrat es una base cnjugada débil pr que prcede de un ácid fuerte, ácid nitric, n se hidrliza prduciend una la dislución ácida, ph < 7. ( aq) ( aq) NH 4 H NH H : ph < 7 N H N se hidrliza ( ácid) Septiembre 0. FM. Prblema B.- Una dislución acusa 0, M del ácid cianhídric HCN está inizada un 0,16 %. Calcule: a) a cnstante de acidez. b) El ph y la cncentración de H de la dislución. Puntuación máxima pr apartad: 1 punt. a. Se pide calcular la cnstante de acidez de un ácid débil cncida su cncentración inicial y su grad de inización en tant pr cient (α 0,16 1,6 ). El ácid cianhídric se discia según el siguiente cuadr de reacción: Aplicand la ley de stwald al equilibri de inización y sustituyend las cncentracines pr sus expresines en función de la cncentración inicial (c ) y el grad de inización (α), se btiene una expresión de la cnstante de acidez en función de ls dats del enunciad (c y α) : ( 1,6 ) 7 CN H cα cα cα 0, a 5,1 HCN c c α 1 α 11,6 b. Pr definición de ph: H ph lg H c α 0, 1,6, 4 : ph lg, 4,5 15

16 a cncentración de xidrils (H ) se puede calcular a partir de la cnstante de inización de agua ( w 14 ), mediante el ph (ph ph 14) 14 w 11 w H H : H,1 M 4 H, ph ph 14 ; ph 14 ph 14,5,5 ph lg H H ph,5,1 11 M Septiembre 0. FG. Cuestión A.- Teniend en cuenta ls valres de las cnstantes de acidez de ls ácids flurhídric, cianhídric y etanic en dislución acusa, cnteste raznadamente a las siguientes cuestines: a) rdene ls ácids de menr a mayr acidez en agua. b) A igualdad de cncentración inicial de ácid, cuál tiene mayr ph? c) Cuál es la b de la base cnjugada más débil? d) Escriba la reacción entre el ácid más fuerte y la base cnjugada más fuerte. Dats. a : HF - ; HCN l - ; CH -CH -5 Puntuación máxima pr apartad: 0.5 punts. a. a acidez de una dislución es función de la cncentración de prtnes (H ), a mayr cncentración de prtnes mayr acidez. a cncentración de prtnes de un ácid débil esta relacinada cn la cnstante de acidez, a mayr valr de la cnstante de acidez, mayr grad de disciación del ácid y pr tant mayr cncentración de prtnes. Teniend en cuenta l anterir, se puede cncluir que a mayr valr de la cnstante, mayr acidez. Acidez: HCN ( a ) < CH CH ( a 5 ) < HF ( a ) b. a relación entre el ph de una dislución acusa y la cncentración de prtnes es inversa, a mayr cncentración de prtnes, menr ph (ph lg [H ]). Teniend en cuenta el apartad a), será de mayr ph la dislución del ácid de menr frtaleza, el ácid cianhídric (HCN). c. a frtaleza de ls pares cnjugads es inversa, a mayr frtaleza de un ácid, menr frtaleza de su base cnjugada y viceversa, e igual para las bases y sus ácids cnjugads. Teniend en cuenta l anterir, la base cnjugada más débil crrespnderá al ácid más fuerte, en este cas la base más débil es el F (aq) (flurur), que es la base cnjugada del HF (ácid flurhídric). Para calcular la cnstante de la base cnjugada hay que tener en cuenta que el prduct de la cnstante de acidez de un ácid pr la cnstante de basicidad de su base cnjugada es el prduct iónic del agua. (HF) (F 14 w 11 ) w : ( F ) ( HF) d. Teniend en cuenta que ls ácids ceden prtnes y que las bases ls captan (Brönsted-wry): HF CN (aq) F (aq) HCN Septiembre 0. FG. Prblema lb.- Se disuelven 1,4 g de hidróxid de ptasi en agua hasta alcanzar un vlumen final de 0,5. a) Calcule el ph de la dislución resultante. b) Si se diluyen 0 m de la dislución anterir hasta un vlumen final de 1, cuál será el valr de ph de la nueva dislución? c) Si a 0 m de la dislución inicial se le añaden 5 m de HCl 0,1 M, cuál será el ph de la dislución resultante? d) Qué vlumen de ácid nítric de cncentración 0,16 M sería necesari para neutralizar cmpletamente 5 m de la dislución inicial de H? Dats. Masas atómicas: 9; 16; H l. Puntuación máxima pr apartad: 0.5 punts. a. Pr tratarse de una base fuerte está ttalmente disciada. 16

17 Cncida la cncentración de H, el ph se puede calcular pr ds vías diferentes, mediante la cnstante de inización del agua ( w ), se calcula la cncentración de prtnes (H ), y de esta el ph, a partir de la cncentración de H, se calcula el ph, y de este el ph. 1,4 g 1 n( H) 56 g ml c H 0,1M M H 0,5 H H 0,1 H H w : 14 w H H 0,1 1 1 ph lg H lg 1 Pr la tra vía: H 0,1 ph lg H lg( 0,1) 1 ph ph 14 ph 14 ph b. Si se diluye la dislución, el númer de mles de slut (H) permanece cnstante. n ( H) cnc n( H) dil Vcnc Vcnc H V cnc dil H : H H dil dil cnc Vdil 0 H 0,1 M dil 1 a nueva cncentración de H cincide cn la cncentración de hidrxils (H ). H ph lg H lg, 7 ph ph 14 ph 14 ph 14,7 11, c. a reacción entre el hidróxid ptásic y el ácid clrhídric es una reacción de neutralización 1:1 (pr cada ml de H se neutraliza 1 ml de HCl), se prducirá hasta que se agte un de ells ls ds simultáneamente. H HCl ( aq) Cl ( aq) H El númer de mles de H que cntienen 0 m de dislución de inicial sn: ml n( H) M V 0,1 0 ml El númer de mles de HCl que cntienen 5 m de dislución 0,1 M sn: ml 4 n( HCl) M V 0,1 5 6 ml El reactiv limitante es el HCl, ye el númer de mles en exces de H es: 4 n H exc n H n H reacc n H n HCl reacc 6 1,4 ml H H n ( H) V exc 1,4 ( 0 5) 0,056 m ( 0,056) 1, 5 H 0,056 ph lg H lg 17

18 d. Reacción de neutralización. ph ph 14 ph 14 ph 14 1,5 11,75 ( aq) N ( aq) H H HN Para neutralizar un ml de H se necesita un ml de HN. n ( H) n : M( H) V( H) M( HN ) V HN V( H) V HN M H M HN 5 ( HN ) 15,65 m V 0,1 0,16 HN 15,65 Juni 0. FM. Cuestión A.- Para una dislución acusa de un ácid HA de a 5, justifique si sn verdaderas falsas las siguientes afirmacines: a) Cuand se neutraliza cn una base, el ph es diferente a 7. b) Cuand se duplica la cncentración de prtnes de la dislución, su ph se reduce a la mitad. c) a cnstante de acidez de HA es menr que la cnstante de basicidad de su base cnjugada. d) Si se diluye la dislución del ácid, su grad de disciación permanece cnstante. Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. a. Verdader. Al neutralizar el ácid se libera su base cnjugada, que pr prceder de un ácid débil se cmprta cm base cnjugada fuerte y se hidrliza, liberand H y prprcinand un ph > 7 HA BH A (aq) B (aq) H A H HA H ph > 7 b. Fals. a relación entre la cncentración de prtnes y el ph es lgarítmica ph lg H Si duplicams la cncentración de prtnes: ( lg ) ph lg ph lg H lg H c. Fals. El prduct de la cnstante de un ácid pr la cnstante de su base cnjugada es igual a la cnstante de inización del agua ( w 14 ). Ácid: HA H A H : a Base cnjugada: A H HA H A H : HA HA H b A A H HA H 14 a b H H w HA A 14 w 9 b 5 a 5 9 a > b d. Fals. Al diluir un ácid débil aumenta su grad de disciación. Pr tratarse de un ácid débil, y despreciand α frente a 1, se btiene la relación: 18

19 a c α : Si c disminuye, su grad de disciación aumenta. α a c Juni 0. FM. Prblema 1B.- Se disuelven 1,68 grams de hidróxid de ptasi en agua hasta alcanzar un vlumen de 0 m. a) Calcule el ph de la dislución btenida. b) Calcule cuánts m de ácid clrhídric 0,6 M hacen falta para neutralizar 50 m de la dislución de hidróxid de ptasi, y cuál es el ph de la dislución final. c) Calcule el ph de la dislución que se btiene al añadir 50 m de agua a 50 m de la dislución inicial de hidróxid de ptasi. Dats. Masas atómicas: 9; 16; H 1 Puntuación máxima pr apartad: a) y b) 0,75 punts; c) 0,5 punts. a. Se trata de calcular el ph de una dislución de base fuerte. H aq H Pr tratarse de una base fuerte, esta ttalmente disciada y pr tant la cncentración de H en el punt final cincide cn la cncentración inicial de la base. 1,68g 56 g n H H H ml 0, ml V 0 d s Cncida la cncentración de H se calcula el ph ph lg H lg 0, 0, 5 Cncid el ph, se calcula el ph (ph ph 14). ph 14 ph 14 0,57 1,48 b. Reacción de neutralización entre un ácid fuerte y una base fuerte. H HCl aq Cl aq H a estequimetria del prces ns indica: HCl 1 H 1 n HCl n H Pr tratarse de dislucines, el númer de mles se calcula multiplicand la mlaridad pr el vlumen. M HCl V HCl M H V H Despejand: M H V HCl V( H) M( HCl) 0, ml 50 5 <> 5m 0,6 ml Pr tratarse de un ácid y una base fuerte sus pares cnjugad (Cl ; ) sn débiles y n se hidrlizan, pr l tant el ph de neutralización es 7 (neutr) c. Si se diluye la dislución disminuye la cncentración, y pr tant se mdifica el ph. a cncentración de la nueva dislución se btiene teniend en cuenta que el númer de mles de slut n se mdifica en el prces, sl se añade dislvente (H ). n i n f V i 50 M i Vi M f Vf ; M f Mi 0, 0,05 M V f 00 19

20 Cncida la cncentración de la nueva dislución, y teniend en cuenta que es una base fuerte, la cncentración de H cincide cn la cncentración de la dislución. H 0,05 M ph lg( 0,05) 1, ph 14 ph 14 1, 1,7 Juni 0. FG. Cuestión A. Cnsidere ls ácids rgánics mnprótics: úric, benzic, láctic y butanic. a) rdénels en rden creciente de acidez en dislución acusa. b) Justifique cuál de sus bases cnjugadas tiene menr valr de b. c) Justifique cuál será la base cnjugada más fuerte. d) Escriba la fórmula semidesarrllada del ácid butanic. Dats. a (úric) 5,1 6 ; a (benzic) 6,6 5 ; a (láctic) 1,4 l0 4 ; a (butanic) 1,5 l0 5 Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. a. A mayr acidez mayr disciación, y a mayr disciación mayr cnstante de acidez, pr tant el rden creciente de acidez cincide cn el rden creciente de cnstante de acidez (a mayr cnstante mayr acidez). Ácid úric < Ácid butanic < Ácid benzic < Ácid láctic b. a frtaleza de un ácid y de su base cnjugada sn inversamente prprcinales. A mayr cnstante de un ácid, menr cnstante de su base cnjugada. 14 w b a a a base cnjugada cn menr cnstante será la del ácid de mayr cnstante: la base cnjugada del ácid láctic. c. a base cnjugada más fuerte será la de mayr cnstante y prcederá del ácid más débil y pr tant del de menr cnstante de acidez: la base cnjugada más fuerte será la base cnjugada del ácid úric. d. CH CH CH CH Juni 0. FG. Prblema B. Se prepara una dislución de ácid benzic (C 6 H 5 CH) cuy ph es,1, dislviend 0,61 grams del ácid en agua hasta btener 500 m de dislución. Calcule: a) El grad de disciación del ácid benzic. b) a cnstante de acidez del ácid benzic. c) a cnstante de basicidad del anión benzat. d) El vlumen de hidróxid de sdi 0,1 M necesari para neutralizar 50 m de la dislución del ácid. Dats. Masas atómicas: C 1; 16; H 1 Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. a. Si se denmina α al grad de disciación del ácid benzic y c a su cncentración inicial, el cuadr de reacción queda: Del cuadr de reacción se btiene la relación entre la cncentración de prtnes (hidrni), la cncentración inicial y el grad de disciación. ph,1 4 H 7,9 H 4 H c α : 0,61g 7,9 m : α 0, n 1 g ml c M 0,01 ml c 0,01 V V 500 M Masa mlecular de ácid benzic g ml 1. El ácid benzic tiene un grad de disciación del 7,9 %. 0

21 b. Aplicand la ley de stwald al equilibri de disciación y teniend en cuenta el cuadr de reacción: [ C H C ] [ H ] c α c α c α 6 5 a [ C6H5CH] c ( 1 α) 1 α Sustituyend ls valres se btiene el valr e la cnstante de acidez. 0,01 0,079 5 a 6,78 1 0,079 c. Teniend en cuenta que el prduct de las cnstantes de acidez y basicidad de un ácid y de su base cnjugada debe ser igual al prduct iónic del agua, se despeja la cnstante de basicidad de la base cnjugada. 14 a b w : w b 1, 47 5 a 6,78 d. Reacción de neutralización. C6 H5CH NaH C6H5C ( aq) Na ( aq) H NaH 1 Según la estequimetria del prces: NaH n C C6H5CH 1 Pr estar en dislución, el númer de mles se calcula M V. MC H CH VC H CH MNaH VNaH V NaH V 6 C6H5CH 5 MC6 M NaH 6 5 H5CH ( H CH) 50 n 6 5 0,01M 5 0,1M 5 m Mdel 0. Prblema A.- Se disuelven, g de ácid metanic en agua hasta un vlumen de 50 cm. Calcule: a) El grad de disciación y el ph de la dislución. b) El vlumen de hidróxid de ptasi 0,5 M necesari para neutralizar 50 cm de la dislución anterir. Dats: a 1,8 4 ; Masas atómicas: C 1, 16, H 1 Puntuación máxima pr apartad: 1 punt. a. Ácid débil, su equilibri de disciación está regid pr su cnstante de acidez ( a ). Si c es su cncentración inicial y α su grad de disciación, el cuadr de reacción será el siguiente: Aplicand la ley de stwald se btiene la expresión de la cnstante. HC H a HCH a cncentración inicial (c ) se btiene mediante la definición de mlaridad., gr m( HCH) gr n( HCH) M( HCH) 46 c ml 0, ml V V d s d s 50 Sustituyend en la expresión de la cnstante las cncentracines pr sus expresines en función de c y α, se btiene una ecuación en la que pdems despejar el valr de α. HC H c α c α c α a HCH c( 1 α) 1 α 1

22 Teniend en cuenta que se trata de un ácid débil ( a 1,8 4 ), y que su cncentración n es muy diluida, se puede plantear una hipótesis que ns permitirá simplificar la ecuación, en el cas de n cnfirmare la hipótesis, se transfrmaría la ecuación en una ecuación de º grad en α. 1 α 1 Hipótesis : Sí α < 0,05 a cα a cα despejand : α a c 1 α Sustituyend pr l dats: α c a 1,8 0, 4 El grad de disciación es del % (α 0,0). 0,0 < 0,05 Se acepta la hipótesis. El ph se btiene de la definición cncids c y α. ph lg H lg cα lg 0, 0,0, b. Reacción de neutralización entre un ácid y una base, se resuelve pr factres de cnversión. HCH H HC ( aq) ( aq) H H 1 n( H) n( HCH) HCH 1 Pr estar en dislución, el númer de mles se btiene de la definición de mlaridad. M 0, MH VH MHCH VHCH : V V HCH H HCH 50 0,0 MH 0,5 V H 0 cm Mdel 0. Cuestión B.- Dadas las cnstantes de acidez de las especies químicas CH CH, HF, HS0 4 y NH 4 a) rdene las cuatr especies de mayr a menr acidez. b) Escriba sus crrespndientes reaccines de disciación ácida en dislución acusa. c) Identifique sus bases cnjugadas y rdénelas de mayr a menr basicidad. d) Escriba la reacción de transferencia prtónica entre la especie química más ácida y la base cnjugada más básica. Dats. a (CH CH) 1,8 5 ; a (HF) 7, 4 ; a (HS0 4 ) 1, ; a (NH 4 ) 5,5 Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. a. a acidez mide la cncentración de prtnes, a mayr acidez mayr cncentración de prtnes, mayr grad de disciación del ácid y pr tant mayr cnstante de acidez ó disciación. Para rdenar las especies de mayr a menr acidez se rdenan de mayr a menr cnstante. a (HS0 4 ) 1, > a (HF) 7, 4 > a (CH CH) 1,8 5 > a (NH 4 ) 5,5 b. - HS4 H S4 H - HF H F H - CH CH H CH C H - NH4 H NH H HS0 4 > HF > CH CH > NH 4 c. Ácid HS 4 HF Base cnjugada 4 (Sulfat) F (Flurur) S CH CH CH C (Acetat) NH 4 NH (Amniac)

23 a frtaleza de ls pares cnjugads es inversamente prprcinal a la frtaleza de la sustancia de la que prcede, a mayr frtaleza de un ácid, menr frtaleza de su base cnjugada y viceversa. El rden de mayr a menr basicidad de las bases cnjugadas será invers al rden de mayr a menr acidez de ls ácids de ls que prcede. NH > CH C > F > S4 d. ( aq) NH ( aq) S ( aq) NH ( aq) HS4 4 4 Septiembre 009. Cuestión 4.- Atendiend a ls equilibris en dislución acusa, razne cuál cuáles de las siguientes especies sn anfóteras (pueden cmprtarse cm ácid y cm base): a) Amniac ( trihidrur de nitrógen). b) In bicarbnat ( in hidrgentrixcarbnat (IV)). c) In carbnat ( in trixcarbnat (IV)). d) In bisulfur ( in hidrgensulfur (II)). Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. a. Amniac NH. Base de Brönsted-wry. NH H NH4 H b. In bicarbnat HC Anfóter. Ácid (Arrhenius): HC H C H Base (Brönsted-wry): HC H HC H c. Ión carbnat C Base de Brönsted-wry. H C HC H d. Ión bisulfur HS Ácid (Arrhenius): HS H S H Base (Brönsted-wry): HS H HS H Septiembre 009. Prblema 1B.- Una dislución cmercial de ácid clrhídric presenta un ph de 0,. a) Calcule la masa de hidróxid de sdi necesaria para neutralizar 00 m de la dislución cmercial de ácid. b) Si m de la dislución cmercial de ácid clrhídric se diluyen cn agua hasta un vlumen final de 500 m, calcule el ph de la dislución diluida resultante. c) A 40 m de la dislución diluida resultante del apartad anterir se le añaden 160 m de ácid nítric 0,005 M. Calcule el ph de la nueva dislución (supniend vlúmenes aditivs). d) Calcule ls grams de hidróxid de calci necesaris para neutralizar la dislución final del apartad c). Dats. Masas atómicas: Na ; Ca 40; H 1; 16. Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. a. Reacción de neutralización entre un ácid y una base. ( aq) Cl ( aq) H HCl NaH Na Cn la reacción de neutralización ajustada, se busca la relación entre el ácid y la base. NaH 1 n( NaH) n( HCl) HCl 1 Teniend en cuenta que se pide la masa de hidróxid sódic, el númer de mles de NaH se calcula cm: m ( NaH) n NaH M NaH Pr estar en dislución, el númer de mles HCl se calcula cn el vlumen y la mlaridad de la dislución. n HCl M V

24 a mlaridad del ácid clrhídric se calcula teniend en cuenta que es un ácid fuerte y está ttalmente disciad, pr tant la cncentración del ácid cincide cn la cncentración de prtnes de la dislución, que se btiene de la definición de ph (ph lg H ). HCl H Cl H HCl H ph 0, 0,5 M Sustituyend en la relación entre el ácid y la base se despeja la masa de NaH: m( NaH) m M( HCl) V( HCl) ( NaH) : 0,5 00 M( gr ml m NaH 4 40 ml : g b. Para calcular el nuev ph hay que cncer la cncentración de la dislución diluida. Si a una dislución la diluims cn agua, el númer de mles de slut permanece cnstante. nhcl ( inicial) nhcl( final) V Mi Vi Mf Vf : M M i f i 0,5 0, 01 V f 500 Pr ser un ácid fuerte, la cncentración de prtnes cincide cn la cncentración del ácid, tal y cm se dij en el apartad a. H HCl M 0,01 : ph lg H lg 0,01 c. Para calcular el nuev ph hay que cncer la cncentración de H de la dislución. n H Ttales n H HCl n H HN H VT H VHCl H VHN -1- T HCl HN Pr tratarse de una mezcla de ácids fuertes, sus grads de disciación n varían (α 1). HCl H Cl H : H M( HCl) HCl HN H N H : H M( HN) HN Sustituyend en la expresión -1- H VT MHCl VHCl MHN VHN T 400 0, , : H 0,008 M T T H ph lg H lg 0,008,1 d. Reacción de neutralización: H Ca( H) Ca H En el ajuste de la reacción de neutralización n se ha tenid en cuenta las mléculas de agua que actúan de prtadr del prtón. Ca( H) 1 1 n( Ca( H) ) n( H ) H m( Ca( H) ) 1 H V M( Ca( H) ) m( Ca( H) ) 1 0,008 ml 400 l : m( Ca( H) ) 0,1184 g gr l 74 ml Juni 009. Prblema 1B.- El ácid butanic es un ácid débil siend su a 1,5 5. Calcule: a) El grad de disciación de una dislución 0,05 M del ácid butanic 4

25 b) El ph de la dislución 0,05 M c) El vlumen de una dislución de hidróxid de sdi 0,05 M necesari para neutralizar 0 m de dislución 0,05 M de ácid butanic Puntuación máxima pr apartad: a) y b) 0.75 punts; c) 0,5 punts. a. Ácid débil mnprótic. Su equilibri de disciación esta regid pr la cnstante a según: CH CH CH CH H a CH CH CH C H En adelante denminaré al ácid butanic cm BuH, y al ión butanat cm Bu. Si α es el grad de disciación, el cuadr de reacción queda de la siguiente frma: Aplicand la ley de stwald al equilibri de disciación Bu H a BuH [ ] [ ] cα [ ] 1 α c α a Hipótesis : α < 0.05 : a c α despejand : α 1 α 1 α 1 α 1'5 0,05 b. ph lg H lg( c α) lg( 0,05 0,017), 1 5 0,017 < 0'05 Válida Grad de disciación: α 1,7% c. Reacción de neutralización: BuH NaH BuNa H NaH 1 Factr de cnversión: n( NaH) n( BuH) BuH 1 Pr estar en dislución el númer de mles se calcula cm cncentración vlumen M( NaH) VNaH M( BuH) VBuH M( BuH) 0,05 VNaH VBuH m M NaH 0,05 Mdel 009. Prblema 1A.- Se prepara una dislución de un ácid débil, HA, cn una cncentración inicial - M. Cuand se llega al equilibri el ácid presenta una disciación del 1 %. Calcule: a) El ph de la dislución. b) a cnstante de acidez de HA. c) El grad de disciación si se añade agua hasta aumentar 0 veces el vlumen de la dislución. d) El ph de la dislución del apartad c). Puntuación máxima pr apartad: 0,5 punts. Si c es la cncentración inicial del ácid y α su grad de disciación, la disciación se lleva a cab según muestra el siguiente cuadr de reacción: c a a. Pr definición de ph: 5

26 Según muestra el cuadr ph lg H c M H 4 cα 1 Eq α 0 4 ph lg H lg 4 b. Aplicand la ley de stwald y expresand las cncentracines en función de la cncentración inicial y del grad de disciación: [ A ] [ H ] cα 0'01 6 a 1,01 HA 1α 1 0'01 [ ] c. Al aumentar el vlumen de la dislución añadiend agua (dislvente) se mdifica la cncentración. a nueva cncentración se calcula teniend en cuenta que en un prces de dilución, el númer de mles de slut permanece cnstante. n ( AH) i n( AH) f Pr tratarse de dislucines, el númer de mles se calcula cm mlaridad vlumen. Mi Vi Mf Vf Según infrma el enunciad, el vlumen final es cien veces el vlumen inicial. V 0V f i M : M V M 0V : M 0M : M i 4 ml i i f i i f f M V M V 0 0 i i f f Cncida la nueva cncentración inicial y el valr de la cnstante de equilibri, que n varia al cambiar al cncentración, se calcula el grad de disciación (α) mediante la expresión de la cnstante en función de α y c. [ A ] [ H ] 4 cα α 6 a 1,01 [ HA] 1α 1α rdenand se btiene una ecuación de segund grad en función de α α 0,096 α 1,01 α 1,01 0 : α 0,1 El valr negativ se desprecia pr n tener sentid químic. El nuev grad de disciación es 9,6%. En un ácid débil, al disminuir la cncentración aumenta el grad de disciación. d. Pr definición de ph: Aplicand ls nuevs valres ph lg H c 4 M 4 6 H cα 0,096 9,6 Eq α 0,096 6 ph lg H lg 9,6 5 Septiembre 008. Prblema A.- Una dislución acusa de amniac de us dméstic tiene una densidad de 0,96 gr cm y una cncentración del 6,5 % en pes. Determine: a) a cncentración mlar de amniac en dicha dislución. b) El ph de la dislución. c) El ph de la dislución resultante al diluir veces. Dats. Masas atómicas: N 14, H 1; b (amníac) 1,8 5. Puntuación máxima pr apartad: a) 0,5 punts, b) y c) 0,75 punts. a. Para calcular la cncentración de la dislución cncida su densidad y riqueza (% en pes) se elige un vlumen cualquiera, cn la densidad se calcula la masa de la dislución. a masa de la dislución y la riqueza permiten calcular la 6