SGUICEL009QM11-A16V1. Ácido base I: conceptos y teorías

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Antonio Gómez Mora
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1 SGUICEL009QM11-A16V1 Ácido base I: conceptos y teorías

2 Ítem Alternativa Habilidad 1 B Reconocimiento 2 A Comprensión 3 E Reconocimiento 4 E Comprensión 5 E ASE 6 E Comprensión 7 D Comprensión 8 E Comprensión 9 C Aplicación 10 C Comprensión 11 B ASE 12 B Comprensión 13 A ASE 14 E Aplicación 15 D Reconocimiento

3 EJERCITACIÓN PSU Ítem Alternativa Defensa 1 B Las sustancias que son jabonosas al tacto, conducen la corriente eléctrica, tiñen de azul el papel indicador universal y son neutralizadas por un ácido se denominan sustancias básicas o alcalinas. 2 A El ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) y el ácido clorhídrico (HCl) tienen características ácidas debido a que ambos compuestos presentan protones (H + ) en su estructura, los cuales serán liberados al medio en el cual se encuentren. 3 E En este caso, las tres opciones son correctas, ya que las tres teorías son válidas y utilizadas en la actualidad. 4 E Los líquidos limpiavidrios, al igual que otros productos de limpieza con carácter desengrasante, tienen carácter básico. En el caso de la Coca-Cola o de cualquier bebida gaseosa de fantasía, el ph es ácido, puesto que el gas agregado (CO 2 ), al entrar en contacto con el agua, se transforma en ácido carbónico (H 2 CO 3 ). Además la Coca-Cola contiene también ácido fosfórico (H 3 PO 4 ) y ácido cítrico (C 6 H 8 O 7 ). Estos ácidos le confieren un ph aproximadamente igual a 3. Por último, el ph del citoplasma es aproximadamente 7,0, por lo tanto, se trata de una sustancia que presenta un ph neutro. Además presenta capacidad amortiguadora. 5 E Habilidad de pensamiento científico: Procesamiento e interpretación de datos y formulación de explicaciones, apoyándose en los conceptos y modelos teóricos. Según la teoría ácido-base de Bronsted-Lowry (B-L) los ácidos ceden protones (H + ) y las bases los aceptan. Por lo que en las reacciones dadas, se puede concluir lo siguiente: En la reacción 1, el ion amonio (NH 4 + ) cede un protón

4 transformándose en amoniaco (NH 3 ), por lo que corresponde a un ácido de B-L (opción III correcta). En la reacción 2, el anión carbonato (CO 3 2 ) capta un protón para formar el ión carbonato ácido (HCO 3 ), por lo que corresponde a una base de B-L (opción I correcta). El agua corresponde a una sustancia anfótera, por lo que puede comportarse como un ácido o una base. En la reacción 1, capta un H + comportándose como una base de B-L. En la reacción 2 se observa que el agua cede un protón comportándose como un ácido de B-L (opción II correcta). 6 E El hidróxido de sodio (NaOH) cumple con la definición de una base de Arrhenius, ya que al disociarse entrega iones hidroxilo (OH ) a la disolución. NaOH Na + + OH El ácido clorhídrico (HCl) entrega un protón a la disolución al disociarse, cumpliendo con la definición de un ácido de Bronsted- Lowry. HCl H + + Cl - El ion sulfuro (S 2 ) puede captar uno o dos protones (H + ) transformándose en HS o H 2 S, respectivamente, por lo que cumple la definición de base de Bronsted-Lowry. Por lo tanto, las tres opciones son correctas. 7 D Por definición, las sustancias anfóteras son aquellas que pueden actuar como ácido o como base, dependiendo del medio. Debido a esto pueden reaccionar consigo mismas. Por ejemplo, el agua reacciona consigo misma formando ión hidronio (H 3 O + ) e ión hidroxilo (OH ). La opción III no es correcta puesto que el ion cloruro (Cl ) es una base de Bronsted-Lowry y de Lewis, pero no un ácido en ninguna de las tres teorías, porque no posee protones en su estructura ni puede aceptar más electrones que los que ya posee. Por lo que no corresponde a una sustancia anfótera, a diferencia de los iones HCO 3 y HPO 2 4, que pueden ceder o ganar protones. 8 E El hidróxido de potasio (KOH) es una base según Arrhenius, y el ion cloruro (Cl ) es una base según las teorías de Bronsted Lowry y de Lewis. El ácido clorhídrico (HCl) es un compuesto ácido y el cloruro de sodio (NaCl) es una sal neutra. 9 C La ecuación para la neutralización señalada es la que se presenta a continuación: HCl (ac) + NaOH (ac) NaCl (ac) + H 2 O (ac)

5 De este equilibrio se determina que el número de mol que reaccionan entre el ácido y la base están en relación 1:1, por lo tanto, debemos determinar el número de mol de base a neutralizar: n moles M = n moles = M Litros disolución Litros disolución 0,3 M 0,5 L 0,15 mol Luego, determinar el volumen de disolución de ácido que contiene 0,15 mol de HCl. n moles n moles M = Litros disolución Litros disolución M 0,15 0,3 L 300 ml HCl 0,5 10 C Los ácidos y bases fuertes de Arrhenius presentan un alto nivel de disociación, por esa razón liberan mayor concentración de H + y OH respectivamente, en el medio. Por otro lado, los ácidos y bases débiles tienen una baja disociación, produciendo menor concentración de H + y OH, por lo que presentan ph más cercano al neutro. Dado que se nos pregunta por un ácido débil de Arrhenius, se espera que libere protones (H + ) y que la disociación sea baja. 11 B Un ácido de Bronsted-Lowry es aquella especie química que libera protones (H + ), por lo que en la reacción presentada corresponde a la molécula de agua, que cede un H + (el cual a su vez es captado por el NH 3, que actúa como base), transformándose en el ion OH. NH + 4 es el ácido conjugado y en la reacción inversa también se comporta como ácido de Bronsted-Lowry, liberando protones, sin embargo, se nos pregunta por la reacción directa. 12 B La neutralización corresponde a una reacción entre un ácido y una base originando una sal y agua. Cuando los reactantes son ácido fuerte y base fuerte la solución final tendrá un ph neutro (ph = 7) en el equilibrio. Por otra parte, los ácidos y bases fuertes corresponden a sustancias con muy alto porcentaje de disociación, por lo que se espera que tengan una alta disociación durante la reacción (por ser electrolitos fuertes). 13 A Según la teoría de Bronsted-Lowry, un ácido es una sustancia que dona un H +, en este caso el ácido acético (CH 3 COOH) y una base un sustancia que acepta un H +, en este caso el agua (H 2 O). Cuando un ácido pierde un H +, se forma su base conjugada. En la reacción considerada, a partir del CH 3 COOH se forma el ion acetato (CH 3 COO ). Y cuando una base acepta un H +, se forma su ácido conjugado. En este caso, a partir del H 2 O se forma el ion hidronio (H 3 O + ).

6 14 E La ecuación propuesta corresponde a una reacción de neutralización entre un ácido, el ácido clorhídrico (HCl), y una base, el hidróxido de calcio (Ca(OH) 2 ). Por lo tanto, se obtendrán como productos una sal y agua. La sal está formada a partir del anión procedente del ácido (Cl ) y el catión procedente de la base (Ca 2+ ), de manera que su fórmula es CaCl 2. El hidruro de calcio (CaH 2 ) no corresponde a un producto de la reacción. 15 D De acuerdo con la teoría de Lewis, un ácido es una sustancia capaz de aceptar o captar un par de electrones de su entorno.

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