REACCIONES DE TRANSFERENCIA DE PROTONES.

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1 Tema 4 Reacciones de transferencia de protones. 1 TEMA 4. REACCIONES DE TRANSFERENCIA DE PROTONES. 1. ÁCIDOS Y BASES. 1.- Utilizando la teoría protónica de Brönsted y Lowry, indica cuáles de las siguientes especies son ácidos o bases: SO 4 2- ; HCO 3 - ; F - ; HCl. (10.5) 2. PAR ACIDO-BASE CONJUGADOS. 2.- El ion cianuro, CN -, se comporta como una base de Brönsted-Lowry. Cuál es su ácido conjugado? (10.R1) 3.- El HF muestra carácter ácido. Cuál es su base conjugada? (10.1) 4.- Escribe la fórmula del ácido o base conjugadas, según corresponda de las siguientes especies: (10.6) CN - ; OH - ; HF, NH 4 + ; CO Completa estos equilibrios ácido-base de Brönsted-Lowry, caracterizando los correspondientes pares ácidobase conjugados: (10.7). + H 2 O CO H 3 O + NH OH - H 2 O H 2 O H 3 O + + SO Completa las siguientes reacciones ácido-base, indicando qué especies químicas son el ácido I y la base II y cuáles sus conjugados. HCl + OH - HNO 3 + H 2 O CO H 2 O NH 3 + H 2 O 7.- Identifica los pares ácido-base conjugados de Brönsted-Lowry en las siguientes ecuaciones químicas: (10.10) H 2 CO 3 + H 2 O H 3 O + + HCO 3 - HCO H 2 CO 3 H 2 CO 3 + HCO 3 - NH H 2 O NH 3 + H 3 O + CH 3 -COOH + NH 3 CH 3 -COO - + NH Indica qué se entiende por una especie anfótera. Pon un ejemplo de comportamiento anfótero. (10.8)

2 Tema 4 Reacciones de transferencia de protones COMO MEDIR LA FUERZA DE UN ÁCIDO O DE UNA BASE. 9.- El ácido clorhídrico es el prototipo de ácido fuerte. En disolución acuosa diluida se ioniza totalmente; el proceso se puede representar mediante la ecuación química: HCl + H 2 O Cl - + H 3 O +. Si en un litro de agua se disuelven 0,15 moles de ácido clorhídrico, qué concentración de [H 3 O + ] y [Cl - ] se obtienen? (Mc-6.R1) Escribe la ecuación de ionización y calcula la concentración de iones hidronio en las siguientes disoluciones acuosas de ácidos fuertes: a) 0,05 moles de HCl en 1 litro de disolución. b) 10 g de ácido perclórico en 1,7 litros de disolución. c) 35 g de ácido nítrico en 2,5 litros de disolución. (Mc-6.4) Escribe la ecuación de ionización y calcula la concentración de iones hidroxilo (OH - ) en las siguientes disoluciones acuosas de bases fuertes: a) 0,4 moles de KOH en 5 litros de disolución. b) 10 g de hidróxido sódico en 2 litros de disolución. c) 25 g de hidróxido bárico en 3 litros de disolución. (Mc-6.5) Indica todas las especies químicas presentes en las siguientes disoluciones acuosas de ácidos fuertes: a) Ácido clorhídrico 0,1 M. b) Ácido nítrico [trioxonitrato (V) de hidrógeno] 0,3 M. c) Ácido perclórico [tetraoxoperclorato (VII) de hidrógeno] 0,2 M (Mc-6.6) 10.- Qué magnitud física indica la fuerza de un ácido? Cuál es la expresión de dicha magnitud para un ácido cualquiera AH? (10.11) 11.- Escribe la expresión de la constante de acidez del ácido fluorhídrico, HF. Dados los valores Ka (HF) = 6, y Ka (HCN) = 4, , Cuál de estos dos ácidos es más fuerte? (10.R2) 4. DISOCIACIÓN DEL AGUA. ESCALA DE PH Qué se entiende por producto iónico del agua? Indica cuál es su valor para la temperatura de 25ºC. (10.13) 13.- Utilizando la expresión de K w calcula la concentración de OH - en las siguientes disoluciones. El agua pura. a) Una disolución [H 3 O + ] = 4, mol/l b) Una disolución 0,02 M de ácido perclórico [tetraoxoclorato (VII) de hidrógeno] c) Una disolución 0,15 M de ácido acético o etanoico (Ka = 1, ) (Mc-6.7) 14.- La concentración de iones OH - en un producto amoniacal para la limpieza doméstica es 0,002 M. Calcula la concentración de iones hidronio en dicho producto. (Mc-6.R3) Sol: M

3 Tema 4 Reacciones de transferencia de protones Calcula la concentración de iones H 3 O + y OH - en una disolución 0,1 M de ácido nítrico [trioxonitrato (V) de hidrógeno] que es un ácido fuerte. (Mc-6.R4) 16.- Establece un criterio para determinar si una disolución es ácida, básica o neutra en términos de la [OH - ]. (Mc-6.8) 17.- En una disolución la concentración de iones hidronio es 4, mol/l. Calcula: a) El ph. b) El poh. c) La [OH - ] (Mc-6.R6) 18.- Un zumo de naranja tiene una concentración de iones hidronio igual a 6, mol/l. Calcula: a) La concentración de iones hidróxido. b) El valor del ph. (10.21) 19.- Se define el poh como log [OH - ]. La concentración de iones hidronio, H 3 O +, en un zumo de tomate comercial es 2, mol/l. Calcula su ph y POH. (10.R7) Sol: 4,6; 9, Si el ph de una disolución es 4: a) Se trata de una disolución ácida, básica o neutra? b) Cuál es la concentración molar de iones hidronio y la de iones hidróxido en esa disolución? (10.17) Sol: 10-4 ; El ph de la sangre es 7,35, mientras que el de un determinado vino es 3,35. Con estos datos podemos afirmar que la concentración de iones hidronio en la sangre es: a) Cuatro veces menor que en el vino. b) 10 7,35 mol/l c) veces mayor que en el vino. d) veces menor que en el vino. (10.18) 22.- Calcula el número de iones hidróxido presentes en 200 ml de una muestra de orina humana de ph = 6,40. Dato: Número de Avogadro, N A = 6, (10.19) Sol: Una muestra de orina tiene un ph de 5,40. a) Cuál es la concentración de iones hidronio? b) Cuál es el valor del poh? (10.20) Sol: 10-5,4 ; 8,6 5. EQUILIBRIOS ÁCIDO-BASE Dados los pares conjugados ácido/base: a) CH 3 COOH/CH 3 COO - Ka = b) HF/F - Ka = 6, c) HCN/CN - Ka = 4, Elige el ácido más fuerte y la base más fuerte. (10.12)

4 Tema 4 Reacciones de transferencia de protones La constante de acidez del ácido cianhídrico, HCN, vale Ka = 4, Calcula la constante de basicidad del ion cianuro, CN -. (10.15) Sol: 2, La constante de acidez del ácido acético (CH 3 COOH) es Cuál es la constante de basicidad del ion acetato (CH 3 COO - )? (10.R6) Sol: Razona en qué sentido está desplazado el equilibrio: NH 4 + (aq) + HCO 3 - (aq) NH 3 (aq) + H 2 CO 3 (aq) Datos: ka (NH 4 + ) = 5, ; Ka (H 2 CO 3 ) = 4, (10.R4) 28.- Razona en qué sentido está desplazada la reacción química: HCN + F - CN - + HF Datos: Ka (HF) = 6, ; Ka (HCN) = 4, (10.14) 29.- Las siguientes reacciones en disolución acuosa están muy desplazadas a la derecha: H 2 SO 4 + H 2 O H 3 O HSO 4 H 2 CO 3 + NH 3 NH HCO 3 H 3 O + + SO 2-4 HSO H 2 O HSO HCO H 2 CO 3 + SO 4 NH CO 2-3 HCO NH 3 Ordena los ácidos H 2 SO 4 ; H 3 O +, H 2 CO 3 ; NH + 4 ; HSO - 4 ; HCO - 3 en orden creciente de su fuerza ácida, sin consultar las tablas. (10.3) 30.- Escribe la reacción entre el ácido sulfhídrico, H 2 S y el ion carbonato CO Calcula la constante de equilibrio Kc, de dicha reacción. Predice en qué sentido estará desplazado el equilibrio. Datos: Ka (H 2 S) = 9, ; Ka (HCO 3 - ) = 4, (10.16) Sol: Calcula el grado de ionización del ácido acético (CH 3 -COOH) 0,05 M utilizando el valor de su Ka = 1, (Mc-6.R2) Sol: 0,019; 1,9% Equilibrios con ph 32.- Para una disolución de 0,1 mol/l de un ácido fuerte, AH: a) El ph es igual a 1. b) El ph es menor que 1. c) [A - ] = 0,1 mol. d) [AH] >> [A - ] (10.22) 33.- Calcula la concentración molar de iones hidronio en cada una de las siguientes disoluciones: a) HNO mol/l b) H 2 SO 4 0,001 mol/l c) NaOH 0,15 mol/l d) Ca(OH) mol/l (10.23) 34.- Se agregan dos gotas de ácido clorhídrico 0,5 mol/l a un litro de agua. Calcula el ph de la disolución resultante. El volumen de una gota es de 0,05 ml. (10.25) Sol: 4, Calcula el ph de una disolución 0,5 mol/l de HCN. Dato: Ka (HCN) = 4, (10.R3) Sol: 4,8

5 Tema 4 Reacciones de transferencia de protones Calcula el ph de una disolución 0,01 M de HF. Dato: Ka (HF) = 6, (10.2) Sol: 2, Calcula el ph de una disolución de 0,3 M de ácido hipocloroso [monooxoclorato (I) de hidrógeno]. Dato: Ka = 3, (Mc-6.R7) Sol: 3, Calcula el ph de una disolución 0,02 M de ácido fluorhídrico. Ka = 7, (Mc-6.R8) Sol: 2, Un ejercicio intenso puede originar la formación de ácido láctico (que designaremos por HLac) en los músculos. Cuál es el ph de fluido muscular cuando la concentración de ácido láctico es 1, mol/l? Dato: Ka del ácido láctico = 8, (10.28) Sol: 3, El ácido nicotício (HC 6 H 4 O 2 N), también llamado niacina, es un miembro importante del grupo de las vitaminas B. Calcular el ph de una disolución preparada disolviendo 0,1 moles de ácido nicotínico (que se puede abreviar como HNic) en agua hasta tener un litro de disolución. Dato: Ka del ácido nicotínico = 1, (10.36) Sol: 2, La codeína, un compuesto que se extrae del opio y se emplea para combatir la tos, es una base débil con un pkb de 5,79. Calcula el ph de una disolución de 0,020 mol/l de codeína. Dato: pkb = - log Kb. (Utiliza Cod para representar la codeína). (10.30) Sol: Indica en cuáles de los siguientes ácidos se puede realizar la aproximación C x = C y en cuales no: a) Ácido acético Ka = 1, b) Ácido nitroso Ka = 4, c) Ácido fluorhídrico Ka = 5, d) Ácido cianhídrico Ka = 4, (Mc-6.10) 43.- Se tiene una disolución 0,25 mol/l de ácido benzoico (que designaremos por HBen). La concentración de iones hidronio en esta disolución es [H 3 O + ] = mol/l. Calcula la constante de acidez del ácido benzoico. (10.27) Sol: 6, El ph de una disolución acuosa 0,1 mol/l de ácido hipocloroso; HClO, es 4,2. Calcula el valor de Ka para dicho ácido. (10.29) Sol: 3, El ácido caproico HC 6 H 11 O 2, se encuentra en el aceite de coco y se utiliza en la fabricación de aromas artificiales. Una disolución preparada disolviendo 0,14 moles de ácido caproico en agua hasta obtener 1,5 litros de disolución tiene una concentración de iones hidronio igual a 1, mol/l. Calcula el valor de Ka para el ácido caproico (monoprótico). (10.32) Sol: 1, El fenol HC 6 H 5 O, es un ácido orgánico monoprótico débil que se utiliza en la fabricación de algunos plásticos. Una disolución preparada disolviendo 0,385 g de fenol en agua, hasta obtener 2 litros de disolución, tiene un ph de 6,29. Calcula la Ka del fenol. (10.33) Sol: 1, Calcula la constante de basicidad, Kb, del amoniaco, NH 3, sabiendo que una disolución que contiene 1,7 gramos por litro tiene un ph de 11,13. (10.R8) Sol: 1, El fluoruro de hidrógeno es un ácido que en disolución 0,1 mol/l se disocia en un 10 %. a) Calcula el ph de una disolución 0,1 mol/l de HF. b) Halla la Ka de dicho ácido. (10.26) Sol: 2; 1,1 10-3

6 Tema 4 Reacciones de transferencia de protones En 500 ml de agua se disuelven 3 g de ácido acético. Calcula: a) El ph de la disolución. b) El porcentaje de ácido acético ionizado. Dato: Ka del ácido acético = (10.31) Sol: 2,85; 1,41% Calcula el grado de disociación y el ph de una disolución de ácido acético 0,05 M. Dato: Ka (acético) = 1, (Mc-6.R9) Sol: 3,02; 1,9% 51.- Demuestra que cuando la concentración de un ácido débil decrece en un factor de 10, su porcentaje de disociación aumenta en un factor de 10 1/2. (10.35) 52.- Una disolución acuosa es simultáneamente 0,1 mol/l en ácido acético y 0,1 mol/l en ácido nítrico. a) Cuánto vale su ph? b) Cuál es la concentración del ion acetato? c) Dato: Ka del ácido acético = 1, (10.34) Sol: 1; 1, HIDRÓLISIS DE SALES Al disolver una sal en agua, se puede obtener un ph básico? En caso afirmativo, razona la respuesta y pon un ejemplo. (10.37) 54.- Cómo se puede deducir el carácter ácido o básico de una disolución de sal en agua? (10.38) 55.- Razonar el carácter ácido o básico de una disolución acuosa de nitrato de amonio, NH 4 NO 3. (10.R5) Kb (NH 3 ) = 1, Deduce el carácter ácido o básico de una disolución de NaF. (10.4) Ka (HF) =7, Razona el carácter ácido, básico o neutro de las disoluciones acuosas de las siguientes sales: a) Cloruro sódico. b) Acetato sódico. c) Cianuro potásico. d) Cloruro amónico. (10.39) Ka (CH 3 COOH) = 1, ; Ka (HCN) = ; Kb (NH 3 ) = 1, Cuál o cuáles de las sales siguientes disueltas en agua pura originan una disolución ácida? a) NaCl b) NH 4 NO 3 c) KCN d) KNO 3 (10.41) 59.- Predice el carácter ácido, básico o neutro de una disolución acuosa de: a) Acetato de amonio NH 4 CH 3 COO. b) Fluoruro de amonio NH 4 F. Datos: Ka del CH 3 COOH = 1, ; Kb del NH 3 = 1, ; Ka del HF = 6, (10.42)

7 Tema 4 Reacciones de transferencia de protones Se tiene una disolución que contiene 2,45 g de NaCN en 500 ml. Halla: a) El ph de la disolución. b) Los moles de NaCN hidrolizados. c) El tanto por ciento de sal hidrolizada. Dato: pka del HCN = 9,31. (10.44) Sol: 11,15; 0, moles; 1,43% Calcula el ph de una disolución obtenida al disolver, 0,005 moles de nitrato de amonio, NH 4 NO 3, en medio litro de agua. Dato: Kb del NH 3 = 1, (10.45) Sol: 5, La quinina, un medicamento importante en el tratamiento de la malaria, es una base débil que podemos representar como Qu. Su pkb vale 5,48 a 25 0 C. Debido a que es poco soluble en agua, suele suministrarse a partir del cloruro de quinina (H-QuCl), que es una sal bastante soluble. Determina el ph de una disolución 0,2 mol/l de H-Qucl. (10.46) Sol: 4, La morfina, un poderoso analgésico, es una base débil con un pkb de 5,79. Podemos representar la morfina por Mor, y su ácido conjugado, por H-Mor +. La morfina es poco soluble en agua, pero el nitrato de morfina (H- MorNO 3 ) es una sal muy soluble. a) Calcula el ph de una disolución 0,2 mol/l de nitrato de morfina. b) Halla la concentración de morfina en la disolución anterior. (10.47) Sol: 4,45; 3, M Se añaden 0,03 moles de acetato de sodio a 1 litro de disolución 0,020 mol/l de HCl. Calcula el ph de la disolución resultante. Dato: Ka del CH 3 COOH = 1, (10.40) Sol: 4, Se añadieron 0,01 moles de nitrito de sodio, NaNO 2, a 100 ml de una disolución 0,035 mol/l de ácido nitroso, HNO 2. Supón que no se produjo ningún cambio de volumen. Calcula: a) El ph de la disolución final. b) El porcentaje de ionización del HNO 2. Dato: Ka del HNO 2 = 4, (10.48) Sol: 3,81; 0,44% 66.- Se mezclan 45 ml de disolución de ácido acético 0,2 mol/l con 45 ml de acetato de sodio 0,2 mol/l. Suponiendo que los volúmenes son aditivos, calcula el ph de la disolución formada. Dato: Ka del CH 3 -COOH = 1, (10.50) Sol: 4, Considera la disolución final del problema anterior. Calcula la variación de ph que se produce al añadir 10 ml de otra disolución 0,1 mol/l de NaOH. Se supone que los volúmenes son aditivos. Nota: Ten en cuenta la reacción ácido-base entre el NaOH y el ácido acético, y piensa si está o no totalmente desplazada en un sentido. (10.51) Sol: 0, Una disolución que contenga cantidades apreciables de ácido y de su base conjugada, siendo ambos débiles, se dice que es una disolución amortiguadora o reguladora, ya que su ph cambia muy poco aunque se adicionen cantidades pequeñas de un ácido o de una base. Calcula el ph de la disolución reguladora obtenida disolviendo 0,5 moles de CH 3 COOH y 0,6 moles de CH 3 COONa en un litro de agua. Datos: El acetato de sodio, CH 3 COONa, se encuentra totalmente disociado en iones sodio e iones acetato. Ka del CH 3 COOH = 1, (10.52) Sol: 4, Se prepara una disolución amortiguadora disolviendo 0,20 moles de ácido fórmico (HCOOH) y 0,40 moles de formiato de sodio (HCOONa) en agua hasta obtener 1 litro de disolución. Determina el valor de su ph. Dato: Ka (HCOOH) = 1, (10.53) Sol: 4,05

8 Tema 4 Reacciones de transferencia de protones Calcula la variación de ph que experimenta la disolución del problema anterior si: Se añaden 0,02 moles de HCl. Se añaden 0,02 moles de NaOH. Nota: Considera las reacciones ácido-base que tienen lugar al añadir HCl o NaOH. (10.54) Sol: -0,07; 0, Cuántos gramos de cloruro de amonio debemos disolver en 500 ml de una disolución 0,20 mol/l de NH 3 para obtener una disolución de ph 10,00? Supón que la adicción de cloruro de amonio no produce ningún cambio de volumen. Dato: Kb del NH 3 = 1, (10.49) Sol: 0,962 g 7. EQUIVALENTE DE ÁCIDO Y BASES. NORMALIDAD Qué se entiende por equivalente gramo de un ácido? Para cada uno de los siguientes ácidos. Cuántos moles se necesitan para tener un equivalente? HBr b) H 2 SO 3 c) HI d) H 3 PO 4 (11.8) 73.- Qué se entiende por equivalente gramo de una base? Para cada una de las siguientes bases, cuántos moles son necesarios para tener un equivalente? NaOH b) Ba(OH) 2 c) NH 3 d) CO 3 2- (11.9) 74.- Halla el equivalente de los siguientes ácidos: HCl; HNO 3 ; H 2 CO 3 (11.10) 75.- Halla el equivalente de las siguientes bases: KOH, Al(OH) 3, NaCN (11.11) 76.- Expresa en equivalentes las siguientes cantidades de ácidos y bases: 4,9 g de H 2 SO 4. 0,68 g de NH g de Al(OH) 3 (11.12) 77.- Determina la normalidad de una disolución que en 250 ml contiene 0,1 moles de Ca(OH) 2. (11.R1) Sol: 0,8 eq/l 78.- Halla la normalidad de una disolución que contiene 0,05 moles de H 2 SO 4 por litro. (11.1) Sol: 0,1 eq/l 79.- Cuál será la molaridad y la normalidad de un ácido sulfúrico concentrado, si en la etiqueta de la botella donde se encuentra pone densidad 1,79 g/cm 3 y riqueza 96%? (Mc-6.13) 80.- Una disolución de Ca(OH) 2 contiene 0,15 equivalentes de soluto en medio litro de disolución. Cuál es la normalidad de esa disolución de hidróxido de calcio? (11.13) Sol: 0,3 N 81.- Cuántos moles de ácido sulfúrico contienen 200 ml de una disolución 0,01 N de H 2 SO 4? (11.15) Sol: 0,001 mol

9 Tema 4 Reacciones de transferencia de protones Discute si la molaridad de una disolución de un ácido o de una base, coincide siempre con la normalidad. Pon ejemplos que ilustren la contestación. (11.14) 83.- Determina el ph de las siguientes disoluciones: Disolución 10-2 mol/l de HCl Disolución de 2 g de NaOH en 500 ml de agua. Disolución 0,01 N de H 2 SO 4 (10.24) 84.- Se tiene una disolución 0,20 mol/l de acetato de sodio. Calcula el ph. Determina la concentración molar de ácido acético no disociado. Determina la normalidad de una disolución de NaOH cuyo ph sea igual al de la presente disolución. Dato: Ka del ácido acético= 1, (10.43) Sol: 9,02; 1, mol/l; 1, eq/l. 8. VALORACIONES ÁCIDO-BASE Considera la valoración de amoniaco con HCl. a) Qué especies están presentes en el punto de equivalencia? b) En el punto de equivalencia, la disolución es ácida, básica o neutra? (11.17) Datos: HCl es un acido fuerte y NH 3 es una base débil Se valoran 15 ml de una disolución de HCl con NH 3 0,01 N. Como indicador se utiliza rojo de metileno, que cambia de color cuando se han añadido 27,3 ml de amoniaco. Calcula la normalidad de la disolución de HCl. (11.R2) Sol: 0,018 N Para valorar 20 ml de NaOH se han consumido 16,4 ml de una disolución 0,01 N de H 2 SO 4. Calcula la normalidad de la disolución de NaOH. (11.2) Sol: 0,0082 eq/l 88.- Calcula la concentración (molaridad y normalidad) de una disolución de hidróxido bárico, sabiendo que 15 ml de la misma se neutralizan hasta el punto de equivalencia con 35 ml de ácido clorhídrico 0,2 N. (Mc-6.R14) 89.- Qué volumen de ácido sulfúrico 5 N se necesita para neutralizar una disolución que contiene 2,3 g de hidróxido de calcio? Cuántos gramos de ácido sulfúrico puro se necesitan? (11.18) Sol: 0,0124L; 3,04 g Se disuelven 20 g de ácido sulfúrico puro en agua hasta obtener 500 ml de disolución. a) Determina la molaridad y la normalidad de dicha solución. b) Qué volumen de NaOH 0,2 M se necesita para neutralizar hasta el punto de equivalencia 25 ml de la disolución anterior? (Mc-6.15) Sol: 0,8 N; 0,4 M; 100 ml 91.- Se prepara una disolución disolviendo 180 g de hidróxido de sodio en 400 g de agua. La densidad de la disolución resultante es 1,340 g/cm 3. a) Calcula la molaridad y la normalidad de la disolución. b) Calcula los gramos de hidróxido de sodio necesarios para neutralizar un litro de disolución 0,1 M de HCl. (11.R6) Sol: 10,4 M; 10,4 N; 4 g.

10 Tema 4 Reacciones de transferencia de protones El porcentaje de hidrogenocarbonato de sodio (NaHCO 3 ) en una tableta utilizada como antiácido estomacal se calculó valorando con HCl 0,1 M. Para neutralizar 0,302 g de la tableta se necesitaron 16,5 cm 3 de HCl. Cuál es el porcentaje? (11.19) Sol: 45,9% Calcula la riqueza de una sosa comercial (hidróxido sódico con impurezas) si 30 gramos de la misma precisan 50 ml de ácido sulfúrico [tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno] 3 M para su neutralización total. (Mc-6.R13) Sol: 40% 94.- Una muestra de 0,968 g de hidróxido de sodio impuro se disolvió en agua obteniéndose 200 ml de disolución. Se valoraron 20,0 ml de esta disolución con HCl (aq) 0,107M, y se consumieron 15,8 ml de este ácido para alcanzar el punto de equivalencia. Cuál es el porcentaje de pureza de la muestra original? (11.23) Sol: 69,8% 95.- Se analiza una cápsula de vitamina C valorando con una disolución acuosa de hidróxido de sodio 0,100 M. Se ha encontrado que 24,4 ml de base reaccionan con una cápsula de masa igual a 0,450 g. Cuál es el porcentaje de vitamina C, cuya fórmula es C 6 H 6 O 6 en la cápsula? (11.26) Sol: 95,3% Problemas Selectividad. 1.- (3 puntos) En una disolución 0,05 M de ácido acético, éste se encuentra ionizado en un 1,9%. Calcula: a) Las concentraciones de todas las especies en disolución; b) el ph; c) la constante de acidez del ácido acético. (Jun-2005) 2.- (1 punto) Escribe las reacciones de hidrólisis del acetato de sodio y del cloruro de amonio, indicando en cada caso si la concentración de protones en disolución es mayor, menor o igual a 10-7 M. (Jun-2005) 3.- (3 puntos) En la neutralización de 200 ml de hidróxido de sodio 0,1 M se emplean 100 ml de ácido clorhídrico 0,5 M. Calcula: a) Los moles de ácido clorhídrico añadidos en exceso. b) El ph de la disolución resultante. (Sep-2005) 4.- (1 punto) Escribe la base conjugada de cada uno de los siguientes ácidos de Brönsted-Lowry: NH 4+, HCO 3 -, H2O, H2S (Sep-2005) 5.- (3 puntos) La aspirina es un medicamento cuyo compuesto activo, el ácido acetil salicílico, es un ácido débil con Ka= 3, Su equilibrio de ionización es el siguiente: HC 9 H 7 O 4 + H 2 O C 9 H 7 O H 3 O + a) Cuál es la concentración inicial de una disolución formada por una tableta de aspirina de 650 mg disuelta en 250 ml de agua? b) Qué ph tiene esa disolución? (Datos: Masas atómicas: H= 1; O= 16; C= 12) (R ) 6.- (3 puntos) Se disuelven 20 ml de ácido clorhídrico comercial, de una riqueza del 36 % en masa y densidad de 1,21g/ml, en el agua suficiente para preparar 100 ml de disolución. Calcula: a) La concentración de ácido clorhídrico en la disolución resultante. b) El ph de esa disolución. (Datos: Masas atómicas Cl=35,5 ; H= 1) (R )

11 Tema 4 Reacciones de transferencia de protones (3 puntos) Se tiene una disolución 0,5 M de un ácido débil AH cuya constante de acidez vale 7, Calcula: a) el ph de la disolución; b) el grado de disociación del ácido en la misma. (Jun-2006) 8.- (3 puntos) La adición de 0,04 moles de una base débil, BOH, a un determinado volumen de agua permite la obtención de 0,5 litros de una disolución con un ph de 11,08. Calcula: a) la concentración inicial de la base en esta disolución; b) la concentración de iones OH - de la misma; c) la constante de basicidad de la base BOH. (Sep-2006) 9.- (1 punto) El siguiente enunciado es falso; reescríbelo correctamente: Una disolución acuosa de acetato de sodio es menos ácida y tiene un ph más bajo que una disolución de ácido clorhídrico de la misma concentración. Justifica la respuesta. (Sep-2006) 10.- (1 punto) Escribe la reacción de hidrólisis del cloruro de amonio e indica en la misma qué especie se comporta como ácido según el concepto de Brønsted-Lowry. (R ) 11.- (3 puntos) 5 litros de amoniaco (gas), medidos en condiciones normales, se hacen pasar por agua destilada hasta obtener 500 ml de disolución. Sabiendo que la constante de basicidad (K b ) del amoniaco es 1,8.10-5, calcula: a) La concentración inicial de amoniaco. b) La concentración de iones OH - en el equilibrio y el ph de la disolución. (R ) 12.- (3 puntos) Al disolver una determinada cantidad de hidróxido sódico en agua se obtiene una disolución básica de ph 12. Calcula: a) la concentración de iones OH - ; b) los gramos de NaOH que deben emplearse en la disolución anterior si el volumen total de la misma es 500 ml. (Datos: Masas atómicas: Na=23; O=16; H=1) (R ) 13.- (1 punto) El ácido sulfhídrico puede perder uno o dos protones. Escribe las reacciones de disociación correspondientes a la pérdida del primer y segundo protón. (R ) 14.- (1 punto) Indica cuales de las siguientes afirmaciones sobre una disolución acuosa de un ácido son ciertas: a) El ph de la disolución es básico; b) el producto [H+][OH-] de la disolución es M; c) la concentración de protones en disolución es mayor que 10-7 M; d) el poh es menor que el ph. (Jun-2007) 15.- (3 puntos) Se tiene una disolución de amoniaco en agua en el que éste se encuentra disociado en un 1%. Calcula: a) la concentración inicial del amoniaco; b) la concentración de todas las especies en el equilibrio; c) el ph de la disolución. (Datos: Constante de basicidad del amoniaco: Kb = 1, ) (Jun-2007) 16.- (1 punto) Al mezclar cierta disolución acuosa de un ácido fuerte con otra de una base fuerte se obtiene una disolución con ph mayor que 7. Indica el nombre de la reacción química que tiene lugar y razona si había mayor número de equivalentes de ácido o de base en las disoluciones iniciales. (Sep-2007) 17.- (3 puntos) El ácido láctico es el responsable de las agujetas que padecemos después de realizar un ejercicio físico intenso sin estar acostumbrados a ello. Desde el punto de vista químico, se trata de un ácido débil que podemos indicar como HL. Al medir el ph de una disolución 0,05 M de este ácido, se obtiene un valor de 2,59. Calcula: a) la concentración de H + de la disolución; b) el valor de su constante de acidez; c) la concentración de OH - de la disolución. (Sep-2007) 18.- (3 puntos) Se tiene una disolución ácida obtenida mediante la mezcla de 150 ml de ácido acético 0,1M y 100 ml de agua. Calcula: a) la concentración inicial de ácido acético en la mezcla anterior; b) el ph de dicha disolución; c) el porcentaje de ionización del ácido acético en la misma. (Datos: constante de acidez del ácido acético, Ka = 1, ) (R )

12 Tema 4 Reacciones de transferencia de protones (1 punto) Escribe el nombre y la fórmula de una sal cuya hidrólisis haga disminuir el ph del agua. Escribe la correspondiente ecuación de hidrólisis. (R ) 20.- (3 puntos) Calcula el ph de las siguientes disoluciones: a) hidróxido de sodio 0,05 M; b) la mezcla de 150 ml de la disolución anterior con 50 ml de ácido clorhídrico 0,2 M. (R ) 21.- (1 punto) Se mide el ph a dos disoluciones acuosas A y B; la disolución A tiene ph básico y la disolución B tiene ph neutro. Indica, escribiendo las reacciones correspondientes, cual corresponderá a una disolución de acetato de sodio y cual a una disolución de cloruro de sodio. (R ) 22.- (3 puntos) Se prepara una disolución de un ácido monoprótico débil HA cuya constante de ionización es Ka=1, En ella, el ácido se encuentra disociado en un 0,5%, según el equilibrio HA + H2O A - + H3O +. Calcula: a) El grado de disociación del ácido; b) la concentración inicial de ácido; c) el ph de la disolución. (Jun- 2008) 23.- (1 punto) Indica los ácidos y bases de Brönsted-Lowry y los pares conjugados en la siguiente reacción ácidobase. CH3-COOH(aq) + H2O H3O + (aq) + CH3-COO - (aq) (Sep-2008) 24.- (3 puntos) El ácido fórmico (metanóico) en disolución acuosa se disocia según el siguiente equilibrio: HCOOH + H2O HCOO - + H3O + Si disolvemos 92 gramos de ácido fórmico en agua, obteniéndose 2 litros de disolución acuosa: a) Calcula las concentraciones de las especies iónicas y del ácido fórmico en el equilibrio. b) Determina el ph de la disolución. (Datos: Ka=1, ; masas atómicas: C = 12; H = 1; O = 16) (Sep-2008) 25.- (3 puntos) Una disolución 0,02 M de ácido acético (etanóico) presenta un ph de 3,22. Calcula: a) El grado de disociación del ácido acético. b) La constante de acidez del ácido acético. (R ) 26.- (1 punto) Ordena las siguientes disoluciones acuosas 1 M en orden creciente de ph (de menor a mayor): NaOH,HNO3, NaNO3, NH4NO3. Explica tu respuesta con las reacciones necesarias. (R ) 27.- (3 puntos) Se mezclan 200 ml de una disolución de hidróxido sódico M con 150 ml de una disolución de ácido clorhídrico de ph 2,82. a) Calcula la concentración inicial de la disolución de HCl. b) Determina los moles de ácido o base que quedan en exceso tras la reacción de neutralización. c) Cuál es el ph de la disolución resultante? (R ) 28.- (1 punto) Las concentraciones de iones hidroxilo de dos disoluciones A y B son 10-6 M y M, respectivamente. Indica razonadamente cuál de ellas corresponde a un ácido fuerte y cuál de ellas a una sal de ácido débil y base fuerte. (Jun-2009) 29.- (3 puntos) Una muestra de 0,15 g de hidróxido sódico impuro ha necesitado para su neutralización 20 ml de ácido clorhídrico 0,15 M. a) Cuántos moles de ácido clorhídrico se han utilizado? b) Cuántos moles de hidróxido sódico se neutralizan? c) Cuál es el porcentaje de pureza de la muestra de hidróxido sódico? (Datos: Masas atómicas Na = 23; O = 16; H = 1) (Jun-2009)

13 Tema 4 Reacciones de transferencia de protones (3 puntos) El ácido benzoico (C6H5-COOH) tiene una constante de acidez Ka=6, a) Calcula la concentración de todas las especies en equilibrio si la disolución tiene un ph de 3,5. b) Qué masa de dicho ácido se debe disolver en 500 ml de agua para obtener una disolución con ese ph? (Datos: Masas atómicas C = 12 ; H = 1 ; O = 16) (Sep-2009) 31.- (1 punto) Señala los pares ácido-base en la siguiente ecuación, indicando cuál es la especie ácida y cuál es la básica: CH3O - + H3O + CH3OH + H2O (R ) 32.- (3 puntos) Una base débil BOH, de masa molecular 150 g/mol, se disocia según la ecuación: BOH B + + OH - Una disolución de 2 litros obtenida al disolver 20 g de la base tiene un ph de 11,2. Calcula: a) la concentración de iones H + y OH - en la disolución; b) la concentración de todas las especies químicas en la disolución en equilibrio; c) la constante de basicidad de la base BOH. (R ) 33.- (3 puntos) A una disolución de 500 ml de ácido clorhídrico 0,2 M se le añaden 3 gramos de hidróxido sódico. a) Escribe la reacción química ajustada del proceso que tiene lugar. Qué nombre recibe este tipo de reacción? b) Calcula los moles de ácido o de base en exceso. c) Calcula el ph y el poh de la disolución resultante (suponer que no hay aumento del volumen total de la disolución). (Datos: Masas atómicas: Na = 23, O = 16, H = 1) (R ) 34.- (1 punto) Escribe la fórmula de las siguientes especies químicas: a) la base conjugada de CH3COOH; b) el ácido conjugado de H2O; c) la base conjugada de H2S; d) el ácido conjugado de HCO3 -. (R ) 35.- (3 puntos) Deseamos valorar 50 mililitros de hidróxido de calcio 0,25 M. Para ello utilizamos una disolución de ácido clorhídrico 0,30M. Considerando que este hidróxido es una base fuerte, responde a las siguientes cuestiones: a) Cuál es el ph de la disolución básica inicial, antes de añadir el ácido clorhídrico? b) Qué volumen de disolución de ácido clorhídrico necesitamos para alcanzar el punto de equivalencia (neutralización completa)? (Suponer que los volúmenes son aditivos) (Jun-2010) 36.- (1 punto) Clasifica de menor a mayor ph las disoluciones acuosas de igual concentración que se pueden obtener con NH3, HNO3, KOH y NH4NO3. Razona tu respuesta escribiendo las correspondientes reacciones de equilibrio. (Jun-2010) 37.- (1 punto) Indica cuáles de las siguientes sustancias darán lugar a disoluciones acuosas con ph menor que 7: a) HCl b) NH4Cl c) NaCl d) NaOH. Escribe las reacciones que justifiquen tu respuesta. (Sep-2010) 38.- (3 puntos) El ácido úrico es un producto de desecho del metabolismo del nitrógeno. Cuando se acumula en las articulaciones produce una enfermedad conocida como gota. Este ácido orgánico se puede representar por la fórmula genérica R-COOH y su constante de acidez es Se considera perjudicial una concentración de ácido por encima de 4, M. Calcula para esta molaridad el grado de disociación del ácido y el ph de la disolución. (Sep-2010) 39.- (3 puntos) El ácido benzoico es un ácido débil que podemos representar por R-COOH y su constante de ionización Ka es 6, Para una disolución de este ácido con un ph de 2,5 calcula: a) La concentración de iones hidronio. b) La concentración inicial de ácido benzoico. (R )

14 Tema 4 Reacciones de transferencia de protones (3 puntos) Las aminas son bases débiles cuyo equilibrio de ionización puede representarse por el equilibrio R-NH2 + H2O R-NH3 + + OH Una disolución de una amina determinada, de concentración M, tiene un ph de 8,7. a) Qué teoría ácido-base aplicamos para decir que las aminas son bases? b) Qué concentración de aniones hidroxilo habrá en el equilibrio? c) Cuál será la constante de ionización de la citada amina? (R ) 41.- (3 puntos) Una muestra de un vinagre de vino tiene un ph de 2,37. Considerando el vinagre como una disolución acuosa de ácido acético, CH3COOH, calcula: a) la concentración de iones H3O+ en el vinagre b) la concentración inicial de ácido en el vinagre c) el porcentaje de ionización del ácido acético. (Datos: Constante de acidez del CH3COOH, Ka = 1, ) (Jun-2011) 42.- (3 puntos) Una disolución 0,1 M de un acido orgánico monoprotico débil (RCOOH) tiene un ph de 5,1. Calcula: a) la concentración de iones H3O + en la disolución; b) el grado de ionización del acido; c) su constante de acidez, Ka. (Sep-2011) 43.- (1 punto) Señala los dos pares acido-base en la siguiente reacción: H2PO4 - + HCl H3PO4 + Cl - (R ) 44.- (3 puntos) Se mezclan 150 ml de una disolución 0,1 M de KOH con 250 ml de otra 0,03 M de HNO3. a) Determina la especie (acido o base) que queda en exceso al mezclar las dos disoluciones. b) Calcula la concentración de iones hidroxilo en la disolución resultante (los volúmenes son aditivos). c) Calcula el ph de la disolución anterior. (R ) 45.- (1 punto) Completa la siguiente tabla referida a disoluciones acuosas. Justifica tu respuesta en el caso del NH4Cl. (R ) 46.- (3 puntos) Cierto producto comercial utilizado para limpieza contiene 34 gramos de NH3 por litro. Considerando el siguiente equilibrio de ionización del amoniaco NH3 + H2O NH4 + + OH -, calcula: a) la concentración inicial de NH3 en el producto b) la concentración de todas las especies en el equilibrio ácido-base c) el ph del producto. (Datos: Masas atómicas N = 14 ; H = 1; Kb = 1,8.10-5) (R ) 47.- (3 puntos) Se añaden 3 gramos de hidróxido de sodio a 400 ml de una disolución 0,15 M de ácido clorhídrico. Suponiendo que el volumen se mantiene constante, calcula, para la disolución resultante: a) los moles de ácido o base en exceso; b) la concentración de iones hidroxilo; c) el ph. (Datos: Masas atómicas: Na = 23 ; O = 16 ; H = 1) (Jun-2012) 48.- (1 punto) Justifica por qué una disolución de acetato de sodio tiene un ph>7 y, sin embargo, una disolución de cloruro de amonio tiene un ph<7. (Jun-2012)

15 Tema 4 Reacciones de transferencia de protones (3 puntos) Se tiene una disolución 0,5 M de ácido nitroso (dioxonitrato (III) de hidrógeno), ácido débil que se encuentra ionizado en un 3%. Calcula: a) la concentración de iones nitrito de esta disolución; b) la constante de acidez del ácido nitroso; c) el ph resultante al añadir 3 litros de agua a 1 litro de la disolución anterior. (Sep-2012) 50.- (1 punto) Se tiene una disolución acuosa de un ácido débil AH. Indica razonadamente la verdad o falsedad de los siguientes enunciados: a) [AH] < [A - ]; b) [OH - ] < 10-7 M (Sep-2012) 51.- (3 puntos) El ácido hipocloroso (monooxoclorato (I) de hidrógeno) es un ácido débil que se utilizó en la primera guerra mundial como desinfectante. Tenemos 100 ml de una disolución acuosa que contiene 0,001 moles de este ácido, cuya constante de acidez es Ka = a) Calcula el grado de ionización de dicho ácido. b) Si diluimos los 100 ml de la disolución anterior con agua hasta un volumen de 1 litro cuál será el valor del ph de la nueva disolución? (R ) 52.- (1 punto) En una disolución acuosa de cloruro de amonio el catión amonio reacciona con el agua mediante la siguiente reacción: NH4 + + H2O NH3 + H3O +. Indica: a) cómo se denomina dicha reacción; b) los pares ácidobase conjugados que intervienen; c) si se trata de una disolución ácida o básica. (R ) 53.- (3 puntos) Una disolución 0,1 M de una base débil B tiene un ph de 10,7. El equilibrio ácido-base que se produce es: B + H2O BH + + OH -. Calcula: a) la concentración de iones hidroxilo en el equilibrio; b) el porcentaje de ionización de la base; c) la constante de basicidad, Kb. (R ) Actualizado hasta el 2012.