Una disolución 0,20 M de ácido acético está ionizada el 0,95 % calcular Ka

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1 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 ÁCIDOS - BASES PAU CyL J009 PAU CyL S009 Ka dado α y concentración HCl con mismo ph ph en eceso de base PAEU CyL J010 La adición de 0,4 moles de una base débil ph 11 PAEU CyL J010 Una disolución 0,0 M de ácido acético está ionizada el 0,95 % calcular Ka PAEU CyL J010 Preparar 50 ml de una disolución de amoniaco 1,0 M a partir de una disolución de amoniaco del 7 % en masa y de 0,9 g ml -1 PAEU CyL S010 Calcule el ph 40 ml de una disolución de HCl de concentración 0,0 M. PAEU CyL S010 Calcule el ph de ácido acético, CH 3 -COOH, de concentración 0,01 M PAEU CyL J011 ph de reacción 400 ml de una disolución 0,1 M de NaOH más 50 ml de una disolución de HCl 0, M PAEU CyL J011 PAEU CyL S011 PAEU CyL J01 saturada PAEU CyL S01 PAEU CyL J013 Residuo industrial Cd de 1,1 mg/l, precipitar Cd(OH), calcular ph ph de 50 ml de una disolución de CH 3 COOH del 30 % en masa y densidad 1,04 g/ml Para una disolución saturada de hidróido de zinc, calcule ph de dicha disolución Calcule el valor del ph de cada una de las siguientes disoluciones Calcule la concentración de iones OH - en las siguientes disoluciones acuosas PAEU CyL J013 La constante del producto de solubilidad del hidróido de magnesio Mg(OH) El ph de una disolución saturada de Mg(OH) PAEU CyL S013 Disoluciones 0,1 M de ácido sulfúrico y 0,1 M de ácido acético. Calcule la constante de acidez del ácido acético PAEU CyL S013 en agua Si se quiere impedir la hidrólisis que puede ocurrir después de disolver acetato sódico PAEU CyL S014 Se necesitan 60 cm 3 de una disolución 0,1 M de NaOH Calcule la molaridad de la disolución diluida de ácido fórmico y su ph PAEU CyL J015 Se prepara una disolución de concentración 0,5 M de ácido benzoico ph PAEU CyL S015 Escriba el equilibrio de ionización del agua del ácido fluorhídrico. Si el valor de Ka a 5 ºC calcule el ph de una disolución 0,0M de ácido fluorhídrico IES - POLITÉCNICO - SORIA 1

2 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 PAU CyL J009 Ka dado α y concentración HCl con mismo ph a. Calcule la constante de ionización de un ácido débil monoprótico que está ionizado al,5 % en disolución 0, M. (hasta 1,0 punto) b. Se desea preparar 1 litro de disolución de ácido clorhídrico que tenga el mismo ph que la disolución anterior. Qué volumen de HCl de concentración 0,4 M habrá que tomar? (hasta 1,0 punto) a) Si el grado de ionización es del,5 % significa que α 0,05 Se construye una tabla de concentraciones para el equilibrio de ionización del ácido, HA, en agua. HA H O A - H 3 O inicial (mol/l) c equilibrio (mol/l) c - α c α 0, 0, c (1 - α) c α c α c Que sustituido en la constante del equilibrio: ( 5 10 ) 4 - [ A ] [ H 3O ] a ( HA) 1,8 10 K [HA] c 0, 5 10 Se obtiene el mismo resultado operando directamente con α: K ( 0, mol /L 0,05) 4 - [ A ] [ H 3O ] c α c α a( HA) 1,8 10 [HA] c (1 -α ) 0, ( 1-0, 05) b) Como K a >> K w, es despreciable la aportación de iones hidronios por parte del agua. La concentración de iones hidronio en la disolución del ácido débil es: [H 3 O ] c α 0, 0, mol/l Luego la disolución de HCl tiene que tener una concentración de mol/l, para que tengan el mismo ph. Como el ácido HCl es un ácido fuerte y está totalmente disociado, aplicando la ley de la conservación de la masa, resulta que: V diluida M diluida V concentrada M concentrada ; 1000 ml mol/l V concentrada 0,4 mol/l Despejando: V concentrada 1,5 ml mol / L IES - POLITÉCNICO - SORIA

3 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 PAU CyL S009 ph en eceso de base Una muestra de 500 mg de un ácido monoprótico fuerte se neutralizó con 33,16 ml de disolución 0,15 M de KOH. Calcule: a) La masa molecular del ácido. b) El ph de la mezcla cuando se hubieran añadido 40 ml de la base, suponiendo un volumen final de 50 ml. a) Supongamos que la fórmula del ácido es: HA. La reacción de neutralización es: HA KOH KA H O Los moles de ácido los mismos que los de base gastados: n ácido n base 33, L 0,15 mol/l 4, mol m m 0,5 g Por tanto: n M HA 100,6 g / mol 3 M n 4,97 10 mol b) El volumen de base añadido en eceso es: V base 40 ml - 33,16 ml 6,84 ml Los moles de base en eceso son: n base 6, L 0,15 mol/l 1, mol Luego la concentración final de KOH en el volumen de 50 ml es: n 1,06 10 mol c 0,0 mol / L V L El KOH es una base fuerte que está totalmente disociada en agua: KOH K OH - concentración final (mol/l) 0 0,0 0,0 Por tanto: poh - log [OH - ] - log 0,0 1,7 Y ph 14 - poh 14-1,7 1,3 IES - POLITÉCNICO - SORIA 3

4 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 PAEU CyL J010 La adición de 0,4 moles de una base débil ph 11 BLOQUE A4 General La adición de 0,4 moles de una base débil a un determinado volumen de agua permite la obtención de 0,5 L de una disolución con ph igual a 11. Calcule: a) La concentración inicial de la base en esta disolución. b) La concentración de iones OH - de la misma. c) La constante de la base K b. nbase 0,4 mol a) cbase 0,8 mol / L V en L 0,5 L En la disolución están presentes los equilibrios: B H O BH OH - y H O H O OH - H 3 O Aplicando la definición de ph y poh, la concentración de iones hidróido en la disolución es: poh - log [OH - ] 14 - ph; log [OH - ] Y [OH - ] 10-3 mol/l Por lo que se puede considerar que todos los iones OH - provienen de la disociación de la base, ya que es una cantidad muchísimo mayor que la que proporciona de autoionización del agua. Suponiendo que cada mol de base proporciona un mol de iones OH -, resulta que: B H O BH OH - inicial (mol/l) 0,08 equilibrio (mol/l) 0, K b [ BH ] [ OH ] ,7 10 B (0,08 10 ) IES - POLITÉCNICO - SORIA 4

5 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 PAEU CyL J010 Una disolución 0,0 M de ácido acético está ionizada el 0,95 % calcular Ka BLOQUE B3 General Una disolución 0,0 M de ácido acético está ionizada el 0,95 %. Calcule: a) La constante del ácido K a. b) El grado de disociación de una disolución 0,10 M de dicho ácido. c) El ph de ambas disoluciones ácidas. El grado de ionización es: α 0,0095 Se construye una tabla de concentraciones para el equilibrio de ionización del ácido acético en agua: HAc H O Ac - H 3 O inicial (mol/l) c equilibrio (mol/l) c - c (1 -α) c α c α α c α 0, 0,0095 1,9 10 c mol / L Sustituido en la constante de equilibrio: K c ( 1,9 10 ) 5 [ Ac ] [ H 3O ] 1,8 10 [ HAc] c 0, 1,9 10 Se obtiene el mismo resultado operando directamente con α: K c [ Ac ] [ H O ] c α c α 0, 0, ,8 10 [ HAc] c (1 α) 1 0,0095 Aplicando la definición de ph: ph - log [H 3 O ] - log - log (1, ),7 Para la disolución diluida se debe cumplir que: K c [ Ac ] [ H3 O ] 5 1,8 10, aproimando, en principio, despreciando frente a c: [ HAc] c 0, ,8 10 0,1 1,8 10 1,34 10 mol / L 0,1 Se calcula el error relativo que supone despreciar frente a c: 1,34 10 Error relativo 0,0134 1,34%, como es menor del 5% la aproimación se considera correcta. c 0,1 Por tanto, el grado de disociación α con la nueva concentración es: 1,34 10 α 0,0134 1,34% c 0,1 Como se aprecia al diluir la disolución, mayor es el grado de ionización de un electrólito débil. Aplicando la definición de ph: ph - log [H 3 O ] - log - log (1, ),87 IES - POLITÉCNICO - SORIA 5

6 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 PAEU CyL J010 Preparar 50 ml de una disolución de amoniaco 1,0 M a partir de una disolución de amoniaco del 7 % en masa y de 0,9 g ml -1 BLOQUE A4 Específico Se desean preparar 50 ml de una disolución de amoniaco 1,0 M a partir de una disolución de amoniaco del 7 % en masa y de 0,9 g ml -1 de densidad. Calcule: a) El volumen que hay que tomar de la disolución del 7 %. b) El ph de ambas disoluciones. DATO: K b (amoniaco) 1, Disolución NH 3 7 % en masa d 0,9 g/ml concentrada Vconcentra da? Preparar NH 3 V 50 ml c 1,0 M diluida a) Se calcula la molaridad de la disolución concentrada: 900 g disolución 7 g NH 3 1mol NH 3 mol M 14, 3 1L disolución 100 g disolución 17 g NH 3 L Ahora se hace la dilución: n concentrada n diluida ; M concentrada V concentrada M diluida V diluida ; 14,3 mol/l V concentrada 50 ml 1,0 mol/l Despejando, el volumen de disolución concentrada que se precisa es: V concentrada 17,5 ml b) Para la disolución diluida: NH 3 H O NH 4 OH - inicial (mol/l) equilibrio (mol/l) 1 - Aplicando la ley de Acción de Masas: Despreciando frente a 1, resulta que: K b [ NH 4 ] [ OH [ NH ] 3 ] Kb 1 1,8 10 4,4 10 mol / L 4,4 10 La aproimación anterior es correcta ya que el error cometido es: 4,4 10 0,044 % c 1 (menor que el 5%) poh - log [OH - ] - log 4,4 10-3,37 Y ph 14 - poh 11,63 Para la disolución concentrada: 5 14,3 Kb 14,3 1,8 10 0,016 mol / L La aproimación anterior es correcta ya que el error cometido es: 0,016 1, ,011% c 4,31 poh - log [OH - ] - log 0,016 1,80 Y ph 14 - poh 1, IES - POLITÉCNICO - SORIA 6

7 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 PAEU CyL S010 Calcule el ph 40 ml de una disolución de HCl de concentración 0,0 M. BLOQUE B1 General Calcule el ph de: a) 40 ml de una disolución de HCl de concentración 0,0 M. b) 0 ml de una disolución de Ca(OH) de concentración 0,01 M. c) La mezcla de las dos disoluciones anteriores suponiendo que los volúmenes son aditivos. a) El ácido clorhídrico es un ácido fuerte y por ello está totalmente disociado en agua. HCl H O Cl - H 3 O inicial (mol/l) 0, final (mol/l) 0 0,0 0,0 ph - log [H 3 O ] - log 0,0 1,7 b) El hidróido de calcio es una base fuerte por ello está totalmente disociada en agua. Ca(OH) H O Ca OH - inicial (mol/l) 0, final (mol/l) 0-0,0 0,0 poh - log [OH - ] - log ( 0,0) 1,4 Y ph 14 - poh 14-1,4 1,6 c) Al mezclar las disoluciones se produce la reacción de neutralización: HCl Ca(OH) CaCl H O inicial (mol) 0, , (limit) reaccionan (mol) final (mol) El ácido clorhídrico está en eceso. Su concentración en la disolución final es: mol [ HCl ] 6,7 10 mol / L 0 10 L L Y como es un ácido fuerte y está totalmente disociado: ph - log [H 3 O ] - log 6,7 10-3, IES - POLITÉCNICO - SORIA 7

8 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 PAEU CyL S010 Calcule el ph de ácido acético, CH 3 -COOH, de concentración 0,01 M BLOQUE A Específico Calcule el ph de: a) 0 ml de una disolución de ácido acético, CH 3 -COOH, de concentración 0,01 M. b) 5 ml de una disolución de NaOH de concentración 0,05 M. c) La mezcla de las dos disoluciones suponiendo que los volúmenes son aditivos. Datos: constante Ka 1, a) Como K a >> K W, se pueden despreciar los iones hidronios procedentes de la autoprotólisis del agua. Para la disociación del ácido se tiene que: CH 3 COOH H O CH 3 COO - H 3 O HAc H O Ac - H 3 O inicial (mol/l) 0, equilibrio (mol/l) 0, Aplicando la ley de Acción de Masas: K a Despreciando frente a 0,01, resulta que: [ Ac ] [ H 3 O HAc K 0,01 El error que se comete al despreciar frente a 0,01 es: 4 a ] 0,01 1, ,01 4, 10 4, 10 Error relativo 0,04 4,% y es válida la aproimación. c 0,01 Aplicando la definición de ph: ph - log [H 3 O ] - log - log 4, 10-3,4 b) El hidróido de sodio es una base fuerte que está totalmente disociada en agua: NaOH Na OH - inicial (mol/l) 0, final (mol/l) 0,05 0,05 poh - log [OH-] - log 0,05 1,3 Y ph 14 - poh 14-1,3 1,7 4 mol/ L c) Al mezclar las disoluciones se produce la reacción de neutralización: AcH NaOH NaAc H O inicial (mol) 0, (limit) 0, , reaccionan (mol) final (mol) 0 0, El hidróido de sodio está eceso. Su concentración en la disolución final es: 4 0,5 10 mol [ NaOH ] 10 mol / L 0 10 L 5 10 L Y como es una base fuerte y está totalmente disociada: poh - log [OH-] - log 10-3,7 Y ph 14 - poh 14 -,7 11,3 IES - POLITÉCNICO - SORIA 8

9 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 PAEU CyL J011 ph de reacción 400 ml de una disolución 0,1 M de NaOH más 50 ml de una disolución de HCl 0, M A3.- A 400 ml de una disolución 0,1 M de NaOH le añadimos. Calcule, suponiendo que los volúmenes son aditivos: a) El ph de la disolución resultante. (Hasta 1,0 puntos) b) El volumen de una disolución 0,4 M de NaOH que es necesario para neutralizar la disolución resultante anterior. (Hasta 1,0 puntos) a) Cantidades en mol: NaOH HCl NaCl H O Esteq Inicial 0,04 0, reacciona 0,04 0, final 0 0,01 nnaoh M V 0,1 0,4 0, 04 mol nhcl M V 0, 0,5 0, 05 mol Reacción ácido-base. Reacción total que se da hasta que se consuma, al menos uno de los reactivos (reactivo limitante). Se calculan los moles iniciales: Como M n/v Como hay que calcular el ph lo que importa es el reactivo ácido o base sobrante. En este caso además el NaCl no genera hidrólisis. Se tiene por tanto una disolución con 0,01 mol de HCl en: 400 ml 50 ml 650 ml (considerando los volúmenes aditivos). Por tanto la concentración de ácido sobrante final será: 0,01 M HCl 0,015 mol / L 0,65 Como el HCl es un ácido fuerte, la [H 3 O ][HCl] ph - log[h 3 O ] - log 0,015 1,8 b) Partiendo del final anterior (disolución ácida) se quiere neutralizar con NaOH 0,4M. Calcular V. NaOH HCl NaCl H O Esteq Inicial 0, V n 0,01 0,05L ml NaOH M 0,4 5 En este caso el limitante es el NaOH, Sobra HCl Como sobraron 0,01 mol de HCl y la estequiometía es 1:1, se deben de añadir 0,01 mol de NaOH. Como M n/v IES - POLITÉCNICO - SORIA 9

10 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 PAEU CyL J011 Residuo industrial Cd de 1,1 mg/l, precipitar Cd(OH), calcular ph B4.- Un residuo industrial que contiene una concentración de Cd de 1,1 mg/l se vierte en un depósito, con objeto de eliminar parte del Cd precipitándolo con un hidróido, en forma de Cd(OH). Calcule: a) El ph necesario para iniciar la precipitación. (Hasta 1, puntos) b) La concentración de Cd, en mg/l, cuando el ph es igual a 1. (Hasta 0,8 puntos) Datos: Ks Cd(OH) 1, a) Al añadir un hidróido (OH - ) al residuo con Cd precipitará el Cd(OH) y su equilibrio de solubilidad será: Cd(OH) (s) Cd (aq) OH - (aq) En el equilibrio se debe cumplir: Ks [Cd ] [OH - ] deben ser mol/l. Se calcula [OH - ] cuando se inicie la precipitación con la [Cd ] dada: [ Cd ][ OH ] [ OH ] [ Cd ] 14 1, 10 5 [ OH ] 3,5 10 mol L Ks Ks / 6 9,8 10 El poh -log [OH - ] -log 3, ,5 ph 14 poh ph 14 4,5 ph 9,5 b) Si el ph 1 poh [OH - ] 10 - mol/l Con esto se puede calcular la [Cd ] que corresponde a la nueva [OH - ]: 14 Ks 1, Ks [ Cd ][ OH ] [ Cd ] [ Cd ] 1, 10 mol / L [ OH ] (10 ) 3 mol 11,4 g 10 mg 5 [ Cd ] 1, 10 1,3 10 mg / L, pasado a mg/l L mol 1g En las epresiones de Ks las concentraciones mg g mol [ Cd ] ,1 9,8 10 mol / L L 3 10 mg 11,4 g Como se aprecia al subir el ph, o lo que es lo mimo que subir [OH - ], la [Cd ] baja de 1,1 mg/l inicial a 1, mg/l IES - POLITÉCNICO - SORIA 10

11 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 PAEU CyL S011 ph de 50 ml de una disolución de CH 3 COOH del 30 % en masa y densidad 1,04 g/ml A4. Calcule: a. El ph de 50 ml de una disolución de CH 3 COOH del 30 % en masa y densidad 1,04 g/ml. b. El ph de 1 L de una disolución de NaOH de concentración 0,3 M. c. El ph de la disolución resultante al añadir al litro de la disolución de NaOH anterior, 500 ml de una disolución 0,4 M de HCl. Considerar los volúmenes aditivos. Datos: Ka (ácido acético) 1, a) Para calcular el ph se necesita la concentración molar el ácido acético (HAc) Se calcula la concentración molar de la disolución de ácido acético. Para lo cual tomamos la masa de 1L de disolución y calculamos los mol de acético puro que contiene (esto será la molaridad): Como la densidad es 1,04 g/ml, la masa de 1L será 1040 g 1040 g disolución 30 g HAc 1mol HAc Molaridad HAc 5, mol / L 1L disolución 100 g disolución 60 g HAc a) Para la disociación del ácido acético se tiene que: CH 3 COOH H O CH 3 COO - H 3 O HAc H O Ac - H 3 O inicial (mol/l) 5, equilibrio (mol/l) 5, - - Aplicando la ley de Acción de Masas: K Despreciando frente a 5,; resulta que: K a 5, 1, , 9,7 10 a mol / L El error que se comete al despreciar frente a 5, es: cantidad desprecida 9,7 10 Error cantidad real c 5, 9,7 10 aproimación. [Ac ] [H3O ] HAc 5, 1,87 10 * Se puede tomar como error relativo: 9,7 10 Error 1, ,19 % c 5, Aplicando la definición de ph: ph - log [H 3 O ] - log - log 9,7 10-3,0 b) El hidróido de sodio es una base fuerte que está totalmente disociada en agua NaOH Na OH - concentración inicial (mol/l) 0, concentración final (mol/l) 0 0,3 0,3 poh - log [OH-] - log 0,3 0,5 ph 14 - poh 14-0,5 13,48 Como K a >> K W, se pueden despreciar los iones hidronios procedentes de la autoprotólisis del agua. 0,19% (error menor del 5%) y es válida la c) Al mezclar las disoluciones se produce la reacción de neutralización. Las cantidades iniciales de ácido y base, epresadas en mol son: n HCl 0,5 L 0,4 mol/l 0, mol HCl n NaOH 1 L 0,3 mol/l 0,3 mol NaOH HCl NaOH NaAc H O cantidades iniciales (mol) 0, 0,3 reaccionan (mol) 0, 0, final (mol) 0 0,1 El hidróido de sodio está eceso. Su concentración en la disolución final (como se epresa que los volúmenes son aditivos) es: 0,1mol [ NaOH] 0,07 mol / L 0,5 L 1L Y como es una base fuerte y está totalmente disociada: poh - log [OH - ] - log 0,07 1,18 ph 14 - poh 14-1,18 1,8 IES - POLITÉCNICO - SORIA 11

12 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 PAEU CyL J01 saturada Para una disolución saturada de hidróido de zinc, calcule ph de dicha disolución B. Para una disolución saturada de hidróido de zinc, calcule: a) El ph de dicha disolución saturada. b) La solubilidad en g/l de dicho hidróido. Datos: K s [Zn(OH) ] 1, Zn (OH) Zn OH - equilibrio s s K s [Zn ] [OH - ] s ( s) 4 s 3 K 1,8 10 s 3 s 3 1, mol/l 4 4 [OH - ] s 1, mol/l 3, mol/l poh - log [OH - ] - log 3, ,48 ph 14 poh 14 4,48 9,5 b) La masa molar del hidróido de zinc es 99,4 g/mol 5 mol 99,4g Zn( OH ) g s 1, ,64 10 L 1mol L 14 IES - POLITÉCNICO - SORIA 1

13 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 PAEU CyL S01 Calcule el valor del ph de cada una de las siguientes disoluciones 4A.- Calcule el valor del ph de cada una de las siguientes disoluciones: a) 00 ml de disolución de KOH 0,1M. b) 00 ml de disolución de NH 3, 0,1M. c) 00 ml de disolución de KOH 0,1M más 100 ml de disolución de HCl 0,M. Datos: Kb NH 3 1, a) ph de 00 ml de disolución de KOH 0,1M. El KOH es una base fuerte y según la teoría de Arrhenius se disocia por completo: KOH K OH - inicial 0,1 - - final - 0,1 0,1 Suponiendo despreciables los OH- que provienen de la autoionización agua. poh -lg[oh - ] poh -lg0,1 poh 1, como ph poh 14 ph 14 1 ph b) 00 ml de disolución de NH 3, 0,1M. El NH3 es una base débil (Kb NH 3 1, ), y de acuerdo con la teoría de Brönsted-Lowry: NH 3 H O NH 4 OH - inicial 0, equi 0,1 - - error cometido al despreciar frente a 0,1: Kb, 1 0 los cálculos: cantidad despreciada Error ,36% Menor que el 5% admitido cantidad total 0,1 Por tanto: poh -lg[oh - ] poh -lg 1, poh,87 ph 14,87 ph 11,13, suponiendo, en principio <<0,1 y haciendo Kb Kb 0,1 1,34 10 mol / L 0,1 c) 00 ml de disolución de KOH 0,1M más 100 ml de disolución de HCl 0,M. KOH HCl KCl H O esteq inicial 0,0 0,0 - - reacc 0,0 0,0 - - final - - 0,0 0,0. Si se analiza el KOH. 00 ml, 0,1M n M V 0,1 0, 0,0 mol KOH HCl. 100 ml, 0,M n M V 0, 0,1 0,0 mol HCl Las cantidades iniciales en mol de KOH y de HCl son estequiométricas. No sobra de ninguno. Se forma una sal, KCl, que proviene de un ácido fuerte y una base fuerte. Por tanto, no generará hidrólisis y el ph sera neutro, ph 7 IES - POLITÉCNICO - SORIA 13

14 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 PAEU CyL J013 Calcule la concentración de iones OH - en las siguientes disoluciones acuosas A3. Calcule la concentración de iones OH - en las siguientes disoluciones acuosas: a) NaOH, 0,01 M. (Hasta 0,6 puntos) b) HCl, 0,00 M. (Hasta 0,7 puntos) c) HNO 3, cuyo ph es igual a 4. (Hasta 0,7 puntos) a) [OH - ] en una disolución de NaOH 0,01M. El NaOH es una base fuerte y según la teoría de Arrhenius se disocia por completo: KOH K OH - Suponiendo despreciables los OH- que provienen de la inicial final 0, ,01-0,01 autoionización agua. [OH - ] 0,01 mol/l b) [OH - ] en una disolución de HCl, 0,00 M. El HCl es un ácido fuerte y según la teoría de Arrhenius se disocia por completo: HCl H Cl - inicial 0, final - 0,00 0,00 [ ] Kw OH mol / L 0,00 [ H ] 14 Suponiendo despreciables los H autoionización agua. Como Kw [H ][OH - ] c) [OH - ] en una disolución de HNO 3, cuyo ph es igual a 4. El es HNO 3 un ácido fuerte y según la teoría de Arrhenius se disocia por completo. Si su ph4: 14 4 Kw [ H ] 10 [ OH ] 10 mol / L que provienen de la IES - POLITÉCNICO - SORIA 14

15 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 PAEU CyL J013 La constante del producto de solubilidad del hidróido de magnesio Mg(OH) El ph de una disolución saturada de Mg(OH) B4. La constante del producto de solubilidad del hidróido de magnesio Mg(OH) es Ks 1, Calcule: a) La solubilidad del hidróido de magnesio. (Hasta 0,8 puntos) b) El ph de una disolución saturada de Mg(OH). (Hasta 0,6 puntos) c) La concentración máima de Mg en una disolución de Mg(OH), si el ph es igual a 9. (Hasta 0,6 puntos) Mg(OH) (s) Mg OH - estequiometría 1 1 equilibrio s s Ks 1, K s [Mg ] [OH - ] a) La solubilidad del hidróido de magnesio. K s [Mg ] [OH - ] s ( s) 4 s 3 s K s 4 1, b) El ph de una disolución saturada de Mg(OH). [OH - ] s 1, mol/l [OH - ] 3, mol/l poh - log [OH - ] - log 3, poh 3,51 ph 14 poh 14 3,51 10,49 s 1,55 10 mol / L c) La concentración máima de Mg en una disolución de Mg(OH), si el ph es igual a 9. Si ph 9 poh 5 [OH - ] 10-5 mol/l Como se dice [Mg ] máima, y se debe cumplir Ks: K s [Mg ] [OH - ] [ ] [ OH ] 11 1,5 10 [ Mg ] [ Mg ] 0,15 mol L Ks Mg / 5 (10 ) Observación: Si la disolución saturada en H O genera un ph 10,49, al bajar el ph a 9 disminuirá la [OH - ] y el equilibrio se desplazará hacia la derecha, aumentando la solubilidad. IES - POLITÉCNICO - SORIA 15

16 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 PAEU CyL S013 Disoluciones 0,1 M de ácido sulfúrico y 0,1 M de ácido acético. Calcule la constante de acidez del ácido acético A3. Se dispone de dos frascos, sin etiquetar, con disoluciones 0,1 M de ácido sulfúrico y 0,1 M de ácido acético. Se mide su acidez, resultando que el frasco A tiene ph,9, y el frasco B, ph 0,7. a. Eplique qué frasco corresponde a cada uno de los ácidos. (Hasta 0,6 puntos) b. Calcule la constante de acidez del ácido acético. (Hasta 0,7 puntos) c. Se toman 50 ml del frasco de ácido acético y se diluyen en un matraz aforado hasta 100 ml añadiendo agua. Calcule el ph de la disolución resultante. (Hasta 0,7 puntos) a. Eplique qué frasco corresponde a cada uno de los ácidos. Dos frascos con disoluciones sin etiquetar, pero se sabe que son: 0,1M H SO 4 0,1M ácido acético (HAc) Frasco A.. ph,9 Frasco B.. ph 0,7 A igualdad de concentración el ph más bajo será el del ácido fuerte, y el H SO 4 lo es en su primera ionización. Por tanto: Frasco A.. ph,9.. ácido acético Frasco B.. ph 0,7.. ácido sulfúrico b. Calcule la constante de acidez del ácido acético. HAc. ácido débil. Según teoría de Brönsted-Lowry: El HAc es un ácido débil, ionización parcial, Como ph,9... [H 3 O ] 10 -,9 1, mol/l equilibrio: HAc H O Ac - H 3 O Ka c ini c - - ( 1,6 10 ) 5 equi c - K a Ka 1,6 10 c 0,1 1,6 10 c. Se toman 50 ml del frasco de ácido acético y se diluyen en un matraz aforado hasta 100 ml añadiendo agua. Calcule el ph de la disolución resultante. HAc. ácido débil monoprótico. Dilución. M concentrada V concentrada M diluida V diluida 0, M diluida M diluida 0,05 mol / L Se calcula ahora el ph con esta nueva concentración: HAc H O Ac - H 3 O ini c - - equi c - Primero se calcula la concentración de H 3 O : Ka, suponemos, en principio, despreciable c frente a c. Por tanto el ph de la nueva disolución será: ph log ph log ph 3,1 5 4 K a Ka c 1,6 10 0, mol / L c El error relativo apro. al despreciar frente a c ha sido: error c aceptable % 0,05, menor que el 5% considerado IES - POLITÉCNICO - SORIA 16

17 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 PAEU CyL S013 en agua Si se quiere impedir la hidrólisis que puede ocurrir después de disolver acetato sódico A4. Si se quiere impedir la hidrólisis que puede ocurrir después de disolver acetato sódico en agua, cuál de los siguientes métodos será más eficaz? Razone todas las respuestas. a. Añadir ácido acético a la disolución. (Hasta 0,5 puntos) b. Añadir NaCl a la disolución. (Hasta 0,5 puntos) c. Añadir HCl a la disolución. (Hasta 0,5 puntos) d. Ninguno, no es posible impedirla. (Hasta 0,5 puntos) El acetato de sodio en agua se comporta: NaAc Na Ac - (disociación total) Hidrólisis del ion acetato: Ac - H O HAc OH - * Las cuestiones se refieren a impedir la hidrólisis, esto es, que el equilibrio esté lo más desplazado posible hacia reactivos. * Se añaden sustancias a un equilibrio, por tanto para razonar el desplazamiento del equilibrio se utilizará el Principio de Le-Chatelier. a. Añadir ácido acético a la disolución. mucho poco * Es un ácido débil: HAc H O Ac - H 3 O Se añaden iones comunes al equilibrio de hidrólisis pero más HAc, Una mezcla de HAc/NaAc es una por tanto el equilibrio de hidrólisis se desplazará hacia reactivos. Se disolución reguladora. impide algo la hidrólisis. b. Añadir NaCl a la disolución. NaCl Na Cl - Los iones resultantes de la disociación del NaCl, no forman parte del equilibrio de hidrólisis, por tanto NO le afecta. c. Añadir HCl a la disolución. Añadir HCl: ácido fuerte ionización total HCl H O Cl - H 3 O Los H 3 O generados reaccionarán con los OH - de la hidrólisis y esta se dará en mayor etensión, hasta acabarse los H 3 O d). Es cierto que no es posible impedirla, pero con a) y c) se altera el equilibrio de la hidrólisis. IES - POLITÉCNICO - SORIA 17

18 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 PAEU CyL S014 Se necesitan 60 cm 3 de una disolución 0,1 M de NaOH Calcule la molaridad de la disolución diluida de ácido fórmico y su ph 4B. Se necesitan 60 cm 3 de una disolución 0,1 M de NaOH para reaccionar completamente con 30 cm 3 de una disolución de ácido fórmico diluida. Considerando los volúmenes aditivos: a. Calcule la molaridad de la disolución diluida de ácido fórmico y su ph. (Hasta 1,0 puntos) b. Indique, razonando la respuesta, si el ph al final de la reacción será ácido, básico o neutro. (Hasta 1,0 puntos) Datos: Ka (HCOOH) 1, NaOH HA NaA H O esteq inicial HCOOH.... HA a. Se calculan los moles de NaOH que reaccionan: n M V 0, mol de NaOH Como la estequiometría es 1:1 estos serán los moles de ácido fórmico, en la disolución. Su molaridad será: n 6 10 M 0, M la V disolución de ácido fórmico Para calcular el ph de la disolución inicial de ácido fórmico se debe de tener en cuenta que es un ácido débil: HA H O A - H 3 O esteq inicial 0, equilibrio 0, - Despreciando frente a 0,: 4 Ka 1, mol / L 0, 0, Ahora se calcula el ph: ph -log[h 3 O ] - log , Error cometido al despreciar frente a 0,: 6 10 Error 100 3% ( menor 0, HA ácido débil Ka 1, %... aceptable) b. Al reaccionar el NaOH con el HA se produce una reacción ácido base. Reacción total. Como reaccionan cantidades estequiométricas en la disolución final solo eiste una sal que proviene de una base fuerte y un ácido débil. La sal está disociada en sus iones: NaA Na A - El ion Na proviene de una base fuerte y no genera hidrólisis. El ion A - proviene del ácido débil HA. Parte de los iones A - toman un H del H O reconstruyéndose el ácido. Genera hidrólisis: A - H O HA OH - se producen iones OH - el ph al final de la reacción será básico (Hidrólisis básica) que el Sin despreciar frente a 0, haciendo la ecuación de º grado: 0,00591 mol/l IES - POLITÉCNICO - SORIA 18

19 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 PAEU CyL J015 Se prepara una disolución de concentración 0,5 M de ácido benzoico ph B4. Se prepara una disolución de concentración 0,5 M de ácido benzoico (C 6 H 5 -COOH): a) Cuál será el valor del ph de la disolución? b) Cuál sería el grado de disociación del ácido? c) Calcule la concentración de una disolución de HCI cuyo ph sea igual a. Dato: K a (ácido benzoico) 6, a) Como K a >> K W, se pueden despreciar los iones hidronios procedentes de la autoprotólisis del agua. Para la disociación del ácido se tiene que: C 6 H 5 -COOH H O C 6 H 5 -COO - H 3 O inicial (mol/l) 0, final (mol/l) 0,5 - Aplicando la ley de Acción de Masas: K a [ C6 H5COO ] [ H 3O [ C H COOH ] 6 5 ] 0, 5 Despreciando frente a 0,5, resulta que: Ka 0, 5 El error que se comete al despreciar frente a 0,5 es: 6, 5 10 cantidad desprecida 5,7 10 Error 0,01 1% Más preciso: cantidad c 0,5 cantidad desprecida 5, 7 10 Error 0, 01 1% cantidad real c 0, 5 5, , 5 5, 7 10 mol / L y es valida la aproimación. Aplicando la definición de ph: ph - log [H 3 O ] - log - log 5,7 10-3,4 b) Aplicando la definición de grado de disociación: n disociados 5, 7 10 n , 14% ninicial 0, 5 0, 5 c) El ácido clorhídrico es un ácido fuerte y por ello está totalmente disociado en agua: HCl H O Cl - H 3 O inicial (mol/l) c final (mol/l) 0 c c ph - log [H 3 O ]; [H 3 O ] c c 10 - mol/l, que es también la concentración de HCl IES - POLITÉCNICO - SORIA 19

20 06_ACIDOS_BASES_PAEU CyL.. desde 009 PAEU CyL S015 Escriba el equilibrio de ionización del agua del ácido fluorhídrico. Si el valor de Ka a 5 ºC calcule el ph de una disolución 0,0M de ácido fluorhídrico A4. Conteste razonadamente las siguientes cuestiones: a. Escriba el equilibrio de ionización del agua del ácido fluorhídrico. Si el valor de Ka a 5 ºC, es igual a 1,1 10-3, calcule el ph de una disolución 0,0M de ácido fluorhídrico b. Calcule el grado de disociación del ácido acético 0,05M sabiendo que su Ka es 1, a. Para el equilibrio del ácido fluorhídrico en agua se tiene que: HF H O F - H 3 O inicial (mol/l) 0, final (mol/l) 0,0 - [ F ] [ H3 O ] Aplicando la ley de Acción de Masas: K a [ HF] 0,0 Despreciando, en principio, frente a 1, ; resulta que: Ka 0,0 1,1 10 0,0 4,7 10 mol / L El error que se comete al despreciar frente a 0,05 es: cantidad desprecida 4,7 10 Error 0,35 3,5 % Más preciso: cantidad c 0,0 cantidad desprecida 4,7 10 Error 0,306 30,6% (error mayor del 5%) y NO es válida la cantidad real c 0,0 4,7 10 aproimación. Debe resolverse la ecuación de segundo grado. [ F ] [ H 3 O ] K a Ka Ka 0,0 0 [ HF] 0,0 Cuya solución acorde con los datos es: 4, mol/l Por tanto el ph de esta disolución será: ph log[ H 3 O ] log4,17 10,38 b. Para el equilibrio del ácido acético en agua se tiene que: CH 3 COOH H O CH 3 COO - H 3 O HAc H O Ac - H 3 O inicial (mol/l) 0, equilibrio (mol/l) 0, [ Ac ] [ H 3 O ] Aplicando la ley de Acción de Masas: K a [ HAc] 0,05 Despreciando, en principio, frente a 0,05; resulta que: 5 4 Ka 0,05 1,8 10 0,05 9,5 10 mol / L El error que se comete al despreciar frente a 0,05 es: cantidad desprecida 9,5 10 Error 0,019 1,9 % Más preciso: cantidad c 0, cantidad desprecida 9,5 10 Error cantidad real c 0,05 9,5 10 aproimación. Se define el grado de disociación α, como: cantidad disociada α cantidad inicial c 9,5 10 0, ,019 1,9% Como K a >> K W, se pueden despreciar los iones hidronios procedentes de la autoprotólisis del agua. Como K a >> K W, se pueden despreciar los iones hidronios procedentes de la autoprotólisis del agua. 0,019 1,9% (error menor del 5%) y es válida la IES - POLITÉCNICO - SORIA 0