Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág. 1

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1 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Cuál de las siguientes acciones modificará el ph de 500 ml de una disolución de KOH 0,10 M? Justifique la respuesta mediante el cálculo del ph final en cada caso. a) Se añaden 100 ml de agua. b) Se evapora la disolución hasta reducir el volumen a la mitad. c) Se añaden 500 ml de una disolución de HCl 0,10 M. d) Se añade a la disolución original 0,10 mol de KOH en medio litro de agua. 2. Cuál es el ph de la disolución resultante de mezclar 25 ml de anilina, C6H5NH2, 0,01 M con 25 ml de HNO3 0,01 M? Datos: Kc de la anilina = 4, Cuántos gramos de KOH contiene una disolución si su valoración con HNO3 0,150 M requiere 10 ml de este ácido para su neutralización? Datos: Mat (g mol 1 ): H = 1 ; O = 16 ; K = 39,1 4. Es posible que al disolver una sal en agua la disolución resultante tenga ph ácido? En caso afirmativo ilustre la respuesta con un ejemplo y escriba la reacción correspondiente ml de una disolución acuosa de hidróxido de sodio se mezclan con 20 ml de otra disolución de ácido clorhídrico 1,0 M. La mezcla obtenida tiene carácter ácido y precisa para su neutralización 15 ml de hidróxido de sodio 0,50 M. Calcule: a) la concentración de la disolución inicial de hidróxido de sodio en g L 1 ; b) el ph de la disolución ácida obtenida al mezclar las disoluciones iniciales de hidróxido de sodio y ácido clorhídrico. Datos: Masa molecular del NaOH = ,0 ml de una disolución A de hidróxido de sodio, NaOH, se mezclan con 20,0 ml de otra disolución B de ácido clorhídrico, HCl, 1,00 M. La disolución así obtenida tiene ph ácido y para su neutralización se requieren 13,0 ml de hidróxido de sodio 0,50 M. Calcule la concentración de la disolución A de hidróxido de sodio, expresada en g ml 1. Datos: Masa molecular del hidróxido de sodio, Mat NaOH = 40,0 g mol ml de una disolución acuosa contiene 3,0 g de ácido acético, CH3 COOH. Calcule: a) la concentración molar y el ph de la disolución a 25 ; b) el grado de disociación del ácido acético y el ph si se diluye la disolución anterior con agua hasta un volumen de 1,0 L. Datos: Ka = 1,8 10 5, a 25 ; Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(C) = 12,0 ; Mat(O) = 16, ml de disolución contienen 3,5 mg de hidróxido de magnesio. Calcule: a) el ph de la disolución; b) los miligramos de HCl necesarios para neutralizar la disolución. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; O = 16,0 ; Mg = 24,3 ; Cl = 35,45 9. A 0,50 ml de una disolución acuosa de ácido clorhídrico del 35 % en masa y densidad 1,2 g ml 1 se le añade agua destilada hasta tener 0,50 L de disolución diluida. Calcule: a) el ph de la disolución diluida; b) el volumen de una disolución acuosa 1,0 M de hidróxido de sodio que habrá de emplearse para neutralizar la disolución diluida de ácido clorhídrico. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; Cl = 35,5

2 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág A 20 ml de una disolución 0,030 mol L 1 de ácido propanoico se añaden 480 ml de agua. Calcule: a) el ph de la disolución antes de diluirla; b) el grado de disociación medido en tanto por uno del ácido en la disolución después de diluirla. Datos: Considere que los volúmenes son aditivos ; Ka = 1, A 25 la constante de disociación del NH4OH vale 1, Se tiene una disolución de hidróxido de amonio 0,30 M. Determine: a) el grado de disociación y el ph; b) la concentración de una disolución de NaOH (base fuerte) que tuviera el mismo ph que la disolución de hidróxido de amonio. 12. A 25 ml de una disolución 0,20 mol L 1 de cianuro de hidrogeno (HCN) se le añaden 475 ml de agua. Calcule: a) el grado de disociación en tanto por uno del ácido en la disolución antes de diluirla; b) el ph de la disolución después de diluirla. Datos: Ka = 4, ; Suponga volúmenes aditivos 13. A 400 ml de una disolución 0,10 M de NaOH le añadimos 250 ml de una disolución de HCl 0,20 M. Calcule, suponiendo que los volúmenes son aditivos: a) el ph de la disolución resultante; b) el volumen de una disolución 0,40 M de NaOH que es necesario para neutralizar la disolución resultante anterior. 14. A 50,0 ml de hidróxido de sodio 0,100 M se les añade ácido acético 0,100 M. Calcule el ph después de añadir los siguientes volúmenes de ácido: a) 25,0 ml. b) 75,0 ml. Datos: Para el ácido acético Ka = 1, A 80 ml de una disolución de NaOH 0,10 M, se le añaden 0,020 L de otra disolución de HCl 0,20 M. a) Calcule el ph de cada una de las disoluciones antes de la mezcla. b) Calcule el ph después de la mezcla. c) Razone que podría hacer para llegar al punto de neutralización si dispusiera de otras disoluciones de NaOH y de HCl 0,15 M. d) Cómo podría determinar que ha llegado al punto de neutralización? Datos: Kb (NH3) = 1, A partir de los datos de la tabla conteste razonadamente a las siguientes cuestiones. a) Formule cada uno de los ácidos indicados. b) Cuál es el ácido más disociado? c) Qué ácidos darían ph mayor que 7 en el punto de equivalencia de su valoración con NaOH? Ácidos 2 cloroetanoico 2 hidroxipropanoico 3 hidroxibutanoico propanoico Ka 1, , , , A partir de los siguientes ácidos y sus respectivas constantes de disociación: A = Ácido cloroetanoico (Ka = 1, ); B = Ácido propanoico (Ka =1, ); C = Ácido 2 hidroxipropanoico (Ka =1, ) y D = Ácido 3 hidroxibutanoico (Ka =1, ): a) formule cada uno de los ácidos; b) cuál será el ácido más disociado? Por qué? c) cuál será el ácido más débil? Por qué?

3 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág A partir de una disolución de amoniaco 0,50 M: a) calcule el ph y la molaridad de una disolución de hidróxido de sodio que tenga el mismo ph que la disolución 0,50 M de amoniaco. b) Si se valoran con ácido clorhídrico volúmenes iguales de ambas disoluciones por separado, explique razonadamente en qué caso se consumirá más ácido clorhídrico. c) Justifique si el ph del punto de equivalencia de la valoración de cada disolución (amoníaco e hidróxido de sodio) será igual, menor o mayor que 7. Datos: Kb (amoníaco) = 1, A temperatura ambiente, una disolución de ácido sulfúrico tiene una riqueza en masa del 24,0 % y una densidad de 1,17 g cm 3. Calcule: a) su concentración, expresada en molaridad; b) el volumen de esta disolución, necesario para neutralizar 100 ml de disolución 2,5 M de hidróxido de potasio. Datos: Masa molar: H2SO4 = 98,0 g mol A una disolución de 500 ml de ácido clorhídrico 0,2 M se le añaden 3 gramos de hidróxido de sodio. a) Escriba la reacción química ajustada del proceso que tiene lugar. Qué nombre recibe este tipo de reacción? b) Calcule los moles de ácido o de base en exceso. c) Calcule 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 = Al disolver 0,50 moles de ácido acético, CH3 COOH, en agua hasta un volumen exacto de 1 litro, el ph de la disolución resultante es de 2,52. Sabiendo que este ácido se disocia en disolución acuosa según: CH3 COOH + H2O CH3 COO + H3O +, a) calcule las concentraciones de las diferentes especies presentes en el equilibrio; b) calcule el valor de la constante de disociación del ácido, Ka. 22. Al disolver 6,15 g de ácido benzoico, C6H5COOH, en 600 ml de agua el ph de la disolución resultante es 2,64. a) Calcule la constante de acidez del ácido benzoico. b) Si a 5 ml de la disolución anterior se le añaden 4,2 ml de una disolución de hidróxido de sodio 0,1 M, razone si la disolución resultante será ácida, neutra o básica. Datos: Mat H = 1,0 ; C = 12,0 ; O = 16,0 23. Al disolver una sal en agua, se puede obtener una disolución de ph básico? Y de ph ácido? Razone las respuestas y ponga ejemplos, si es posible. 24. Algunas lejías de uso doméstico son soluciones acuosas que contienen un 5,0 % en masa de hipoclorito de sodio, NaClO. a) Escriba la reacción de disociación del NaClO y justifique si dará lugar a hidrólisis. Escriba la reacción de hidrólisis y calcule el ph de la lejía a 25. b) Qué es una disolución amortiguadora de ph? Justifique si la lejía puede actuar como disolución amortiguadora de ph. Datos: Masa molecular del hipoclorito de sodio, Mat NaClO = 74,5 g mol 1 ; Densidad de la disolución acuosa con un 5,0 % de NaClO, d = 1,00 g ml 1 ; Constante de basicidad del ion hipoclorito, ClO, a 25, Kb = 3, ; Producto iónico del agua a 25, Kw = 1,

4 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Algunas sales al disolverse en agua originan disoluciones ácidas; otras, disoluciones básicas y otras, disoluciones neutras. a) Justifique este comportamiento. b) Escriba las ecuaciones químicas correspondientes a la disolución en agua de las sales: KNO3, CH3COONa, NH4Cl. 26. Algunos iones metálicos reaccionan con el agua formando hidróxidos según la reacción: M H2O M(OH)2 + 2 H +. Razone si son o no correctas las siguientes proposiciones: a) Al añadir al agua el catión, el ph resultante es ácido (suponiendo que el hidróxido es estable). b) La adición de un ácido fuerte destruirá el hidróxido formado. c) Si se añade al sistema NaOH, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda. d) Si se ponen en 1 litro de agua 0,01 moles de Ba(OH)2 (que es una base fuerte) el ph será Aplicando la Teoría ácido base de Brønsted Lowry, explique razonadamente, escribiendo las ecuaciones químicas adecuadas, si las siguientes especies químicas: a) NH3; b) CN ; c) CH3COOH ; d) HCl se comportan como ácidos o como bases. Indique, en cada caso, cuál es el ácido o la base conjugada para cada una de dichas especies. 28. Aplicando la teoría de Brønsted Lowry, en disolución acuosa: a) Razone si las especies NH4 + y S 2 son ácidos o bases. b) Justifique cuáles son las bases conjugadas de los ácidos HCN y C6H5COOH. c) Sabiendo que, a 25, las Ka del C6H5COOH y del HCN tienen un valor de 6, y 4, respectivamente, qué base conjugada será más fuerte? Justifique la respuesta. 29. Azul de timol es un indicador que aproximadamente presenta color rojo a ph < l,5; naranja entre 1,5 < ph < 2,5; amarillo entre 2,5 <ph <8; verde entre 8 < ph < 9 y azul a ph > 9. Demuestre el color que presentarán las dos disoluciones acuosas siguientes en presencia de dicho indicador: a) 0,020 M de HCl; b) 0,020 M de NH4Cl. Datos: Kb (NH3) 1, ; Kw = 1, Calcule el grado de disociación y la concentración de las especies presentes en el equilibrio en una disolución de ácido acético (CH3COOH) 2, M. La constante de disociación del ácido es Ka = 1, Calcule el ph de 50 ml de: a) una disolución acuosa 0,01 M de cloruro de hidrógeno; b) una disolución acuosa 0,01 M de hidróxido de potasio; c) una disolución formada por la mezcla de volúmenes iguales de las dos disoluciones anteriores. 32. Calcule el ph de la disolución acuosa que se obtiene al añadir, a 35 ml de agua destilada, 25 ml de disolución acuosa de Ba(OH)2 (0,50 % en masa y d = 1,12 g ml 1 ) y 40 ml de disolución acuosa de NaOH 0,15 M. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(O) = 16,0 ; Mat(Ba) = 137,3 33. Calcule el ph de la disolución acuosa resultante al mezclar 25 ml de HCl(ac) 0,30 M y 75 ml de NH3(ac) 0,10 M. Datos: Kb (NH3) = 1, ; Producto iónico del agua a 25, Kw = 1, Calcule el ph de la disolución que resulta de añadir 1,0 litro de ácido acético 0,30 molar a 1,5 litros de hidróxido de sodio 0,20 molar. Datos: Para el ácido acético, Ka = 1, ; Producto iónico del agua a 25 : Kw = 1,

5 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Calcule el ph de la disolución que se obtiene al añadir a 20 ml de agua destilada, 20 ml de disolución acuosa 0,010 M de hidróxido de bario, Ba(OH)2, y 20 ml de HCl(ac) 0,010 M. Suponga que los volúmenes son aditivos. 36. Calcule el ph de la disolución que se obtiene: a) al disolver 500 mg de hidróxido de potasio en una cantidad de agua suficiente para obtener 300 ml de disolución; b) al mezclar 200 ml de cloruro de hidrógeno 0,20 M y 150 ml de una disolución de hidróxido de sodio 0,50 M. Suponga volúmenes aditivos. Datos: Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; O = 16,0 ; K = 39,0 37. Calcule el ph de la disolución resultante de diluir 10 ml de una disolución acuosa de amoníaco, NH3, al 10 % en masa de amoníaco y densidad 0,98 g ml 1, con agua hasta un volumen final de la disolución de 1,0 L. Datos: Kb(NH3) = 1, ; Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(N) = 14,0 38. Calcule el ph de la disolución resultante obtenida al mezclar 20 ml de una disolución de ácido nítrico (HNO3), del 5,0 % de riqueza y 1,008 kg L 1 de densidad, con 40 ml de una disolución de NaOH de ph igual a 13,55. Considere que el volumen de la mezcla de dichas disoluciones es aditivo. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): N = 14,0 ; O = 16,0 39. Calcule el ph de las disoluciones creadas al mezclar: a) 12 ml de una disolución acuosa de hidróxido de potasio 0,30 M con 18 ml de agua; b) 12 ml de una disolución acuosa de hidróxido de potasio 0,30 M con 18 ml de otra disolución acuosa de ácido acético 0,20 M. Datos: Ka(CH3 COOH) = 1, ; Kw = 1, Calcule el ph de las disoluciones de cada uno de los siguientes compuestos. En todas ellas la concentración es 0,1 M. Justifique las respuestas. a) Hidróxido de calcio. b) Ácido nítrico. c) Cloruro de calcio. 41. Calcule el ph de las siguientes disoluciones acuosas: a) NaOH, 2, M. b) CH3 COONa, 0,50 M. Datos: Ka(CH3 COOH) = 1, Calcule el ph de una disolución acuosa de nitrato de amonio 0,10 M y las concentraciones de todas las especies presentes en la disolución. Datos: Kb (NH3) = 1, ; Kw = 1, Calcule el ph de una disolución tampón (reguladora) que contiene 0,100 mol L 1 de acetato de sodio y 0,100 M de ácido acético, sabiendo que la constante de ionización del ácido acético es Ka = 1, Calcule el ph de: a) 20 ml de una disolución de ácido acético, CH3 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 = 1,8 10 5

6 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Calcule el ph de: a) 40 ml de una disolución de HCl de concentración 0,020 M; b) 20 ml de una disolución de Ca(OH)2 de concentración 0,010 M; c) la mezcla de las dos disoluciones anteriores suponiendo que los volúmenes son aditivos. 46. Calcule el ph que se obtiene: a) al disolver 0,148 g de Ca(OH)2 en 200 ml de agua. Considere disociación total de la base; b) al mezclar 100 ml de una disolución A de ph = 2,00 con 200 ml de otra disolución B de ph = 3,00. Datos: Considere volúmenes aditivos ; Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; O = 16,0 ; Ca = 40,0 47. Calcule el ph y el grado de disociación de una disolución que se ha preparado añadiendo 10 ml de ácido clorhídrico 0,1 M a 90 ml de una disolución 0,5 M de ácido acético. Datos: Ka(ácido acético) = 1, Calcule el ph y el grado de hidrólisis de una disolución acuosa de acetato de sodio 0,010 M, sabiendo que la constante de ionización del ácido acético es Ka = 1, Calcule el ph y el poh de una disolución acuosa obtenida por mezcla de 10,0 ml de disolución acuosa de hidróxido de bario, Ba(OH)2, 0,015 M y 40,0 ml de disolución acuosa de hidróxido de sodio, NaOH, 7, M. Suponga que los volúmenes son aditivos. 50. Calcule el ph y la concentración de una disolución de ácido acético en agua si el grado de disociación es del 4,2 %. Datos: Ka = 1, Calcule el ph: a) de una disolución acuosa de ácido clorhídrico, HCl, 0,25 M; b) de una disolución acuosa de hidróxido de sodio, NaOH, 0,50 M; c) de la mezcla resultante de añadir 250 ml de disolución de ácido clorhídrico 0,25 M a 100 ml de disolución de hidróxido de sodio 0,50 M. Considere los volúmenes aditivos. 52. Calcule el poh de las siguientes disoluciones 0,20 M. a) CH3 COOH; pka = 5,00. b) Ca(OH)2. c) NH3; pkb = 5, Calcule el tanto por ciento de disociación, de una disolución 0,10 M de HCN (ácido débil); sabiendo que la constante de disociación es: Kdis = 7, Calcule el valor del ph de cada una de las siguientes disoluciones: a) 200 ml de disolución de KOH 0,10 M. b) 200 ml de disolución de NH3 0,10 M. c) 200 ml de disolución de KOH 0,10 M más 100 ml de disolución de HCl 0,20 M. Datos: Kb (NH3) = 1, Calcule el volumen de NaOH de riqueza del 40 % y densidad 1,20 kg L 1 necesario para: a) preparar 5,0 L de disolución de ph = 13,00; b) neutralizar 25 ml de una disolución acuosa de HNO3 de concentración 3 mol L 1. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(O) = 16,0 ; Mat(Na) = 23,0

7 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Calcule el volumen de una disolución de NaOH 2,0 M necesario para neutralizar 20 ml de una disolución de H2SO4 cuya densidad es 1,84 g ml 1 y su riqueza del 96 %. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; O = 16,0 ; S = 12,0 57. Calcule la concentración de H + de una disolución 0,10 M de H2S. Los valores de las constantes de disociación primera y segunda son: K1 = 1, y K2 = 1, Calcule la concentración de hipoclorito de sodio que hay en una lejía cuyo ph es 10,70 suponiendo que solo sea la sal la responsable de dicha acidez. Exprese la concentración de hipoclorito de sodio como masa de cloro por litro (g L 1 ). Datos: Ka (HOCl) = 2, ; Producto iónico del agua a 25, Kw = 1, ; Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): O = 16,00 ; Na = 22,98 ; Cl = 35, Calcule la concentración de iones OH en las siguientes disoluciones acuosas: a) NaOH, 0,010 M. b) HCl, 0,002 0 M. c) HNO3, cuyo ph es igual a 4, Calcule la concentración molar de una disolución acuosa de ácido sulfúrico que tenga el mismo ph que otra de ácido acético 0,250 M. Datos: Masas atómicas: H=1,0 ; C=12,0 ; O=16,0 ; S=32,0 ; Ka (ac. etanoico) = 1, Calcule la constante de disociación del HNO2 si una disolución 0,10 M presenta un ph de 2, Calcule la masa de HNO2 necesaria para preparar 500 ml de una disolución de ph 3,20, sabiendo que su constante de acidez es 7, mol L 1. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1 ; N = 14 ; O = Calcule la masa, en gramos, de cianuro de hidrógeno gaseoso, HCN(g), que se necesita para preparar 300 ml de una disolución acuosa de ácido cianhídrico, HCN(ac), de ph = 4,50. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; C = 12,0 ; N = 14,0 ; Ka (HCN) = 6, Calcule los gramos de ácido cianhídrico, HCN, necesarios para preparar 300 ml de una disolución acuosa del ácido cuyo ph = 4,80. Datos: Ka (HCN) 4, ; Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; C = 12,0 ; N = 14,0 65. Calcule los valores de ph para cada uno de los siguientes casos: a) Un volumen de 50 ml de una disolución 0,10 M de NaOH. b) La disolución que resulta al añadir agua a la anterior hasta que el volumen resultante sea diez veces mayor. c) Una disolución 0,010 M de HCl. 66. Calcule para una disolución acuosa de amoniaco 0,15 M: a) el ph; b) la concentración de cada especie química presente en el equilibrio. Datos: Kb (NH3) = 1,8 10 5

8 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Calcule: a) el ph de una disolución de HCl del 2,0 % en masa y de densidad 1,008 g cm 3 ; b) la masa de KOH necesaria para preparar 15 L de una disolución de ph = 12,90; c) el ph de la disolución resultante obtenida de mezclar 10 ml de la disolución primera y 30 ml de la disolución segunda. Datos: Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; O = 16,0 ; Cl = 35,5 ; K = 39,1 68. Calcule: a) el ph de una disolución 0,03 M de ácido perclórico, HClO4, y el de una disolución 0,05 M de NaOH; b) el ph de la disolución que resulta al mezclar 50 ml de cada una de las disoluciones anteriores Datos: Suponga que los volúmenes son aditivos 69. Calcule: a) el ph de la disolución que resulta de mezclar 250 ml de HCl 0,10 M con 150 ml de NaOH 0,20 M. Suponga que los volúmenes son aditivos; b) la riqueza de un hidróxido de sodio comercial, si 30 g del mismo necesitan 50 ml de H2SO4 3,0 M para su neutralización. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; O = 16,0 ; Na = 23,0 70. Calcule: a) la molaridad de un ácido sulfúrico comercial con un 98% en masa y densidad 1,84 g ml 1 ; b) qué volumen del ácido anterior se necesita para preparar 100 ml de ácido sulfúrico al 20% en masa y densidad 1,14 g ml 1. Datos: Mat (g mol 1 ): H = 1 ; O = 16 ; S = Calcule: a) la cantidad (en gramos) de NaOH necesaria para obtener 250 ml de disolución de ph = 10,00; b) el volumen (en ml) de HCl al 36 % en masa y densidad 1,20 g ml 1 necesario para neutralizar 120 ml de la disolución del apartado anterior. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; C = 12,0 ; O = 16,0 ; Na = 23,0 ; Cl = 35,5 72. Calcule: a) el ph de 500 ml de una disolución 0,02 M de ácido clorhídrico y el de 100 ml de una disolución 0,05 M de hidróxido de sodio; b) el ph de la disolución que resulta de mezclar 75 ml de la disolución de ácido con 25 ml de la disolución de base. Suponga los volúmenes aditivos. 73. Calcule: a) los gramos de NaOH necesarios para obtener 250 ml de disolución de ph = 10; b) los gramos de disolución de HCl del 36% en masa y densidad d = 1,2 g ml 1 que hay que añadir a 250 ml de NaOH 0,2 M para obtener una disolución de ph = 3. Datos: Masas atómicas Na = 23 ; O = 16 ; H = 1 ; Cl = 35,5 74. Calcule: a) el ph de una disolución 0,1 M de HCN; b) el ph de una disolución 0,05 M de Ca(OH)2; c) el volumen de la disolución segunda necesario para neutralizar 30 ml de la disolución primera. Datos: Ka (HCN) = 4, Calcule: a) el volumen de ácido sulfúrico del 98% de riqueza en masa y densidad l,836 g ml 1 que será necesario para preparar 300 ml de ácido sulfúrico 0,10 M; b) el ph de una disolución 1, M de ácido sulfúrico. Datos: Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; O = 16,0 ; S = 32,0

9 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Calcule: a) el ph de una disolución con 40 g L 1 de HClO4. b) Si se añade agua a 35 ml de la disolución anterior hasta alcanzar un volumen de 700 ml, determine el ph resultante. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; O = 16,0 ; Cl = 35, Calcule: a) la concentración de una disolución de hidróxido de sodio medida en g L 1, si se sabe que 50 ml de la misma son neutralizados con 45 ml de una disolución de ácido nítrico con una concentración 0,30 mol L 1 ; b) el nuevo ph obtenido si se añaden 0,70 ml de la disolución de ácido nítrico a la disolución neutra obtenida en el apartado anterior. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; O = 16,0 ; Na = 23,0 ; Considere que los volúmenes son aditivos 78. Calcule: a) el ph de una disolución 3, M en hidróxido de calcio; b) la molaridad de 200 ml de una disolución de ácido sulfúrico que tiene un ph de 2,70; c) el poh de una disolución de HCl 2, M. Datos: Producto iónico del agua a 25 : Kw = 1, ; Considere en todos los casos disociación total 79. Calcule: a) el ph de una disolución 0,10 M de ácido acético, CH3COOH, cuyo grado de disociación es 1,33 %; b) la constante Ka del ácido acético. 80. Calcule: a) el ph de una disolución 0,20 M de ácido fórmico (ácido metanoico) cuya Ka = 1, ; b) el ph y el grado de disociación del ácido fórmico cuando a 40 ml de dicha disolución se le añaden 10 ml de ácido nítrico 0,050 M. 81. Calcule: a) el ph de una disolución de HCl 0,020 M y el de otra disolución de NaOH 0,025 M; b) el ph de la disolución que resulta al mezclar 120 ml de la primera disolución con 100 ml de la segunda disolución. Datos: Se considera que los volúmenes son aditivos 82. Calcule: a) el ph de una disolución 0,030 M de ácido clorhídrico, HCl, y el de una disolución de hidróxido de sodio, NaOH, 0,050 M; b) el ph de la disolución que resulta al mezclar 50 ml de cada una de las disoluciones anteriores (suponga que los volúmenes son aditivos). 83. Complete las ecuaciones siguientes e indique los pares ácido base conjugados, según la Teoría de Brønsted Lowry: a) CN + H3O + b) NH4 + + OH c) NO2 + H2O

10 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Complete las siguientes reacciones e indique las sustancias que actúan como ácido y como base, y sus pares conjugados, según la Teoría de Brønsted Lowry. a) NH4 + + H2O b) NH4 + + OH c) H2O + CO Complete los siguientes equilibrios ácido base e identifique los pares conjugados, según la Teoría de Brønsted Lowry: a)... + H2O HPO4 2 + H3O + b) HCN + OH H2O +... c)... + H2O HSO4 + H3O Complete los siguientes equilibrios e identifique los pares ácido base conjugados: a)... + H2O CO3 2 + H3O + b) NH4 + + OH H2O +... c) F + H2O OH Complete y ajuste las siguientes ecuaciones ácido base y nombre todos los compuestos: a) HNO3 + Mg(OH)2 b) NH3 + H2SO4 c) HCO3 + NaOH d) CH3 COOH + KOH 88. Considerando las sales siguientes: nitrato de amonio, acetato de potasio, sulfuro de sodio y cloruro de sodio, a) formule estos compuestos; b) cómo son las disoluciones de estas sales: ácidas, básicas o neutras? Justifique la respuesta. 89. Considerando los siguientes ácidos y teniendo en cuenta el dato de su constante de acidez: HCOOH (Ka = 1, ), HBrO (Ka =2, ) y CH3 COOH (Ka =1, ), a) justifique cuál es el ácido más fuerte; b) calcule el valor de Kb para la base conjugada más fuerte; c) qué ph (ácido, básico o neutro) se obtendrá al hacer reaccionar los mismos moles de HBrO con NaOH? Escriba la reacción. 90. Considerando los valores de Ka de los ácidos: HCN, C6H5COOH, HClO2 y HF, conteste razonadamente a las siguientes preguntas: a) Cuál es el orden de mayor a menor acidez en agua? b) A igual concentración, cuál de ellos presenta una disolución acuosa con menor ph? c) Utilizando el equilibrio de ionización en disolución acuosa, cuáles son sus bases conjugadas? d) Ordene las bases conjugadas de mayor a menor basicidad. e) Nombre cada uno de los ácidos. Datos: Ka: HCN ; C6H5COOH( ) 10 5 ; HClO ; HF 10 4

11 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Considere disoluciones acuosas, de idéntica concentración, de los compuestos: HNO3, NH4Cl, NaCl y KF. a) Deduzca si las disoluciones serán ácidas, básicas o neutras. b) Ordénelas razonadamente en orden creciente de ph. Datos: Ka(HF) = 1, ; Kb(NH3) = 1, Considere las siguientes bases orgánicas y sus valores de Kb indicados en la tabla: Piridina Hidroxilamina Hidracina Kb = 1, Kb = 1, Kb = 1, a) Justifique cuál es la base más débil. b) Calcule la Ka del ácido conjugado de mayor fortaleza. c) Si se preparan disoluciones de igual concentración de dichas bases, justifique cuál de ellas será la de mayor ph. d) Escriba la reacción entre el hidróxido de sodio y el ácido etanoico. Nombre el producto formado. 93. Considere los siguientes ácidos y sus valores de pka indicados en la tabla: HCOOH HClO2 HCN pka = 3,74 pka = 1,96 pka = 9,21 a) Justifique cuál es el ácido más débil. b) Calcule Kb para la base conjugada de mayor fortaleza. c) Si se preparan disoluciones de igual concentración de estos ácidos, justifique, sin hacer cálculos, cuál de ellas será la de menor ph. d) Escriba la reacción entre NaOH y HCN. Nombre el producto formado. 94. Considere tres disoluciones acuosas A, B y C, para las que se sabe que A tiene ph = 4,00, B tiene [OH ] = 1, M y C tiene poh = 3,00. a) Calcule los valores de [H3O + ] para las tres disoluciones. b) Justifique si alguna de ellas podría corresponder a una disolución acuosa de Ca(OH)2. c) Justifique si alguna de ellas podría corresponder a una disolución acuosa de NaBr. d) Explique qué tipo de sal disolvería en agua para obtener la disolución C. 95. Conteste a las siguientes cuestiones sobre ácido base: a) Razone si en disolución acuosa HCO3 y NH3 serán ácidos o bases. b) Indique cuáles son las bases conjugadas de H3O + y HPO4 2. En todos los casos escriba los equilibrios químicos que justifiquen su respuesta. 96. Conteste a las siguientes cuestiones sobre ácido base: a) Indique cuáles son los ácidos conjugados de HPO4 2 y OH. b) Qué efecto produce la adición de una base a una disolución acuosa de amoniaco? En todos los casos escriba los equilibrios químicos que justifiquen su respuesta.

12 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Conteste, formulando las ecuaciones químicas que justifiquen su respuesta. a) Calcule la constante de disociación de un ácido débil, HA, sabiendo que 0,10 moles de este ácido en 250 cm 3 de disolución acuosa se disocian en un 1,5%. Cuál será el ph de la disolución? b) Indique si son ácidas, básicas o neutras las disoluciones acuosas de: b.1) cloruro de sodio. b.2) acetato de sodio. b.3) cloruro de amonio..kb (amoníaco) = 1, ; Ka (ácido acético) = 1, Cuatro disoluciones salinas acuosas, A, B, C y D, se caracterizan porque A tiene ph = 2,60; B tiene [OH ] = 1, M; C tiene [OH ] = 1, M y D tiene [H3O + ] = 1, M. a) Ordene las cuatro disoluciones por acidez creciente, justificando la respuesta. b) Justifique cuál o cuáles de ellas pueden corresponder a una disolución de KNO3. c) Justifique cuál o cuáles de ellas pueden corresponder a una disolución de NaNO2. d) Justifique cuál o cuáles de ellas pueden corresponder a una disolución de NH4Br. Datos: Ka (HNO2) = 7, ; Kb (NH3) = 1, Dada una disolución acuosa 0,002 5 M de ácido fluorhídrico, calcule: a) las concentraciones en el equilibrio de HF, F y H + ; b) el ph de la disolución y el grado de disociación. Datos: Ka = 6, Dadas cuatro disoluciones de amoniaco, ácido clorhídrico, cloruro de amonio y cloruro de sodio, conteste razonadamente a las siguientes preguntas sin necesidad de hacer cálculos y escribiendo las ecuaciones químicas correspondientes: a) Cuál o cuáles de esas disoluciones tendrán un ph inferior al del agua? b) Cuál de esas disoluciones puede tener un ph = 11,20? 101. Dadas las constantes de ionización de los siguientes ácidos: Ka (HF) = 6, ; Ka (CH3 COOH) = 1, ; Ka (HCN) = 6, , a) indique razonadamente qué ácido es más fuerte en disolución acuosa; b) escriba el equilibrio de disociación del HCN indicando cuál será su base conjugada; c) deduzca el valor de Kb del CH3 COOH Dadas las siguientes sustancias: cianuro de sodio, hidróxido de sodio y nitrato de amonio, a) exprese el concepto de hidrólisis; b) escriba las reacciones de ionización de dichas sustancias al disolverlas en agua y deduzca razonadamente si estas disoluciones acuosas serán ácidas, básicas o neutras. Datos: Ka (ácido cianhídrico, HCN) = 4, ; Kb (amoniaco, NH3) = 1, Dadas las siguientes sustancias: NH4 +, HClO2 (Ka = 1, ), CH3 COOH (Ka = 1, ) y NH3 (Kb = 1, ). a) Distinga entre ácidos y bases. Ordene los ácidos del más fuerte al más débil de forma justificada. b) Si sobre una disolución de NH3 se adiciona otra disolución que contiene iones NH4 +, cómo se verá afectado el ph de la primera disolución? Justifíquelo con el correspondiente equilibrio De las siguientes especies químicas: H2CO3, HCO3, CO3 2, H2O, NH3 y NH4 +, explique, según la Teoría de Brønsted Lowry, cuáles pueden actuar: a) sólo como ácidos; b) sólo como bases; c) como ácidos y bases.

13 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág De un frasco que contiene el producto comercial agua fuerte (HCl del 25 % en masa y densidad 1,09 g ml 1 ), se toman con una pipeta 20 ml y se vierten en un matraz aforado de 100 ml, enrasando con agua hasta ese volumen. Calcule: a) el ph de la disolución diluida; b) qué volumen de una disolución de NaOH 0,50 M sería necesario para neutralizar 20 ml de la disolución diluida. Datos: Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): H = 1 ; Cl = 35, De una botella que contiene el producto comercial aguafuerte (HCl del 25% en masa y densidad 1,09 g ml 1 ), se toman con una pipeta 20 ml, se añaden a un matraz aforado de 250 ml, y se enrasa con agua hasta el volumen del matraz. Calcule: a) el ph de la disolución diluida; b) qué volumen de una disolución de NaOH 0,5 M será necesario para neutralizar 20 ml de la disolución diluida Deduzca cuál de las siguientes disoluciones acuosas presenta un ph mayor: acetato de potasio 0,72 M o hidróxido de bario 1, M. Datos: Kw =1, ; ácido acético Ka = 1, ; hidróxido de bario completamente disociado 108. Demuestre qué disolución acuosa presentará un ph menor: amoníaco 0,50 M o hidróxido de estroncio 0,002 0 M. Datos: Kb (NH3) = 1, ; Considere que el hidróxido de estroncio está completamente ionizado en agua 109. Desde un punto de vista químico, el vinagre de vino es una solución diluida de ácido acético. a) Un vinagre de 6º de acidez (6,00 g de ácido acético en 100 g de vinagre) tiene una densidad de 1,05 g ml 1. Calcule el ph que previsiblemente tendrá este vinagre. b) El hidrogenocarbonato de sodio es un agente antiácido. b.1) Escriba la reacción que se produce entre el hidrogenocarbonato de sodio y el ácido acético. b.2) Calcule la masa de hidrogenocarbonato de sodio que reaccionará de manera estequiométrica con 50 ml del vinagre del enunciado. Datos: Ka (ácido acético, 25 ) = 1, ; Mat H = 1,0 ; C = 12,0 ; O = 16,0 ; Na = 23, Determine el ph de la disolución obtenida al mezclar 15 ml de HCl 1, M con 10 ml de NaOH 1, M Determine el ph de una disolución de ácido nítrico del 3,0 % de riqueza y 1,015 g cm 3 de densidad. Datos: Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; N = 14,0 ; O = 16, Determine el ph y el grado de disociación de una disolución obtenida al disolver 2 g de ácido salicílico, ácido monoprótico cuya masa molar vale 138 g mol 1, en 100 ml de agua, admitiendo que la presencia del soluto no afecta al volumen final de la disolución. Datos: Constante de ionización del ácido salicílico: Ka = 1, Determine la masa de NaOH necesaria para neutralizar 25 ml de una disolución de un ácido monoprótico débil de ph = 2,15 que se encuentra disociado un 7,1 %. Datos: Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): H = 1 ; O = 16 ; Na = 23

14 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Diez mililitros de una disolución acuosa de hidróxido de sodio se mezclan con 20 ml de otra disolución de ácido clorhídrico 1,0 M. La mezcla obtenida tiene carácter ácido y se necesitan para neutralizarla 15 ml de hidróxido de sodio 0,50 M. Calcule: a) la concentración de la disolución inicial de hidróxido de sodio, en g L 1 ; b) el ph de la disolución ácida obtenida al mezclar las disoluciones iniciales de hidróxido de sodio y ácido clorhídrico Discuta las siguientes afirmaciones: a) El agua siempre disocia una cantidad de protones igual a 10 7 puesto que su constante de autoprotólisis vale Kw = 1, b) El ph de una disolución acuosa de HNO3 1, M no es ph = Disponemos de cinco disoluciones acuosas: una es de ácido nitroso, otra de amoníaco, una tercera de cloruro de amonio, la cuarta de cloruro de potasio y la quinta de acetato de amonio. Todas ellas de concentración 0,01 M. Razone, desde un punto de vista cualitativo, si cada una de ellas presentará ph ácido, básico o neutro. Datos: Datos: agua Kw = ; ácido acético Ka = 1, ; ácido nitroso Ka = 4, ; amoniaco Kb = 1, Disponemos de disoluciones acuosas de ácido acético y cloruro de amonio. Queremos obtener, a partir de cada una de ellas, una disolución de ph = 5,00. Calcule la concentración que deberá tener: a) la disolución de CH3 COOH; b) la disolución de NH4Cl. Datos: Producto iónico del agua a 25, Kw = 1, ; Ka(CH3 COOH) =1, ; Kb(NH3) = 1, Disponemos de dos disoluciones de la misma concentración. Una contiene hidróxido de sodio y la otra amoniaco. Indique, razonando la respuesta, cuál de las dos tendrá un ph más alto Disponemos de dos matraces: uno contiene 50 ml de una disolución acuosa de HCl 0,10 M, y el otro 50 ml de una disolución acuosa de HCOOH diez veces más concentrado que el primero. Calcule: a) el ph de cada una de las disoluciones; b) el volumen de agua que se debe añadir a la disolución más ácida para que el ph de las dos sea el mismo. Datos: Ka (HCOOH) = 1, Disponemos de tres disoluciones acuosas, una de KOH 0,5 M, otra de HCOOH 0,1 M y otra de HCl 0, M. Calcule la concentración de protones en cada una de las disoluciones anteriores y clasifíquelas por orden creciente de acidez. Datos: Ka(HCOOH) = 1, ; Kw = El ácido acético es un ácido débil, cuya constante de disociación vale 1, Calcule el ph de una disolución amortiguadora 0,5 M de ácido acético y 0,5 M de acetato de sodio El ácido acetilsalicílico (C8H7O2COOH), principio activo de la aspirina, es un ácido débil y monoprótico, ya que en la fórmula química tiene un único grupo ácido ( COOH). Preparamos una solución de ácido acetilsalicílico en agua de concentración 3,32 g L 1, y el ph medido es de 2,65 a la temperatura de 25. a) Calcule la constante de acidez, Ka, del ácido acetilsalicílico a 25. b) Valoramos 25,0 ml de otra solución de ácido acetilsalicílico con hidróxido de sodio 0,025 0 M y gastamos 14,2 ml de esta base para llegar al punto final. Escriba la reacción de valoración y calcule la concentración de la solución de ácido acetilsalicílico, expresada en g L 1. Datos: Masa molecular relativa del ácido acetilsalicílico: mm = 180

15 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág El ácido acetilsalicílico es el principio activo empleado en el medicamento aspirina. Se trata de un ácido monoprótico débil cuya constante de acidez vale 3, y que, a efectos del equilibrio, se puede representar como HA. Si en la disolución obtenida al disolver una pastilla de 500 mg de ácido acetilsalicílico en 200 ml de agua, el ácido se encuentra ionizado en un 14 %, calcule: a) la concentración inicial del ácido en la disolución; b) el ph de la misma; c) la masa molecular del ácido acetilsalicílico El ácido acetilsalicílico, HC9H7O7, es un ácido débil cuya constante de ionización es Calcule: a) los gramos de dicho ácido que hay que disolver en 200 ml de de agua para que el ph de la disolución sea 3,0; b) los gramos de NaOH, del 92% de riqueza, necesarios para neutralizar 250 ml de la disolución anterior. c) Justifique (sin hacer cálculos numéricos pero haciendo uso de los equilibrios necesarios) el ph en el punto de equivalencia. Datos: Masas atómicas: C = 12,0 ; H = 1,0 ; Na = 23,0 ; O = 16, El ácido ascórbico se encuentra en los cítricos y tiene propiedades antioxidantes. En el análisis de 100 ml de una disolución de éste ácido se encontró que contenía 0,212 g, siendo el ph de dicha disolución de 3,05. Considerando al ácido ascórbico como un ácido monoprótico, HA, calcule: a) la constante de acidez del ácido, Ka. b) Si 20 ml de la disolución anterior se añaden a 80 ml de agua cuál será el ph de la disolución resultante? Datos: Masa molar del ácido ascórbico: 176 g mol El ácido benzoico (C6H5 COOH) es un buen conservante de alimentos ya que inhibe el desarrollo microbiano, siempre y cuando el medio creado posea un ph inferior a 5. Deduzca, mediante cálculos numéricos apropiados, si una disolución acuosa de ácido benzoico de concentración 6,1 g L 1, es adecuada como líquido conservante. Datos: Ka (C6H5 COOH) = 6, ; Masas atómicas: C = 12,0 ; H = 1,0 ; O = 16, El ácido benzoico (C6H5 COOH) tiene una constante de acidez Ka = 6, a) Calcule la concentración de todas las especies en equilibrio si la disolución tiene un ph de 3,50. b) Qué masa de dicho ácido se debe disolver en 500 ml de agua para obtener una disolución con ese ph? Datos: Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): H = 1 ; C = 12 ; O = El ácido benzoico, C6H5COOH, es un ácido monoprótico débil que se utiliza como conservante (E 210) en alimentación. Se dispone de 250 ml de una disolución de ácido benzoico que contiene 3,05 g de este ácido. a) Calcule el ph de esta disolución. b) Calcule el ph de la disolución resultante cuando se añaden 90 ml de agua destilada a 10 ml de la disolución de ácido benzoico. Datos: Ka (C6H5 COOH) = 6, ; Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; C = 12,0 ; O = 16, El ácido benzoico, C6H5 COOH, se utiliza como conservante de alimentos ya que inhibe el desarrollo microbiano cuando el ph de la disolución empleada tenga un ph inferior a 5. a) Determine si una disolución acuosa de ácido benzoico de concentración 6,1 g L 1 se podría usar como conservante líquido. b) Calcule los gramos de ácido benzoico necesarios para preparar 5,0 L de disolución acuosa de ph = 5,00. Datos: Ka = 6,4 10 5, a 25 ; Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(C) = 12,0 ; Mat(O) = 16,0

16 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág El ácido butanoico es un ácido débil siendo su Ka = 1, Calcule: a) el grado de disociación de una disolución 0,050 M del ácido butanoico; b) el ph de la disolución 0,050 M; c) el volumen de una disolución de hidróxido de sodio 0,025 M necesario para neutralizar 100 ml de la disolución 0,050 M de ácido butanoico El ácido butanoico es un ácido orgánico monoprótico débil, HA, responsable, en parte, del aroma de la mantequilla rancia y de algunos quesos. Se sabe que una disolución acuosa de concentración 0,15 M de ácido butanoico tiene un ph = 2,83. a) Calcule la constante de disociación ácida, Ka, del ácido butanoico. b) Calcule el volumen, en ml, de una disolución acuosa de NaOH 0,30 M que se requiere para reaccionar completamente con el ácido butanoico contenido en 250 ml de dicha disolución El ácido caproico (ácido hexanoico) CH3 (CH3)4 COOH, es un ácido monoprótico que como producto natural se emplea en la fabricación de aromas artificiales. Se prepara una disolución disolviendo 0,14 moles de dicho ácido en agua hasta un volumen de 1,5 L. Si sabemos que la concentración de iones oxidanio (H3O + ) es de 1, M y teniendo en cuenta el siguiente equilibrio: CH3 (CH3)4 COOH + H2O CH3 (CH3)4 COO + H3O +, calcule: a) el valor de Ka para el ácido caproico; b) el ph y el grado de disociación El ácido clorhídrico comercial es una disolución acuosa concentrada de HCl. Se disuelven 5,0 ml de ácido clorhídrico comercial en agua suficiente para obtener 0,50 litros de una disolución que denominaremos como ácido diluido. Para neutralizar completamente los 0,50 litros de este ácido diluido se necesitan 582 ml de hidróxido de sodio 0,10 M. a) Escriba la reacción de neutralización y calcule los moles de ácido contenidos en el ácido diluido. b) Calcule el ph del ácido diluido. c) Calcule la molaridad del ácido clorhídrico comercial El ácido clorhídrico es un ácido fuerte y el ácido acético, CH3 COOH, es un ácido débil con una constante de disociación igual a 1, a) Calcule el grado de disociación (en %) de una disolución 1 M de cada ácido. b) Calcule el grado de disociación (en %) de una disolución 10 2 M de cada ácido. c) Relacione las respuestas anteriores y justifique las variaciones que observe El ácido cloroacético es un ácido monoprótico. En una disolución acuosa de concentración 0,01 M se encuentra disociado en un 31%. Calcule: a) la constante de disociación del ácido; b) el ph de la disolución El ácido fluorhídrico (HF) tiene una constante de acidez, Ka, 6, a 25. Responda razonadamente si son ciertas o falsas cada una de las afirmaciones siguientes: a) El ph de una disolución 0,10 M de HF es mayor que el ph de una disolución 0,10 M de ácido clorhídrico, HCl. b) La constante de basicidad, Kb, de la base conjugada del HF vale 6, a 25. c) Una disolución acuosa de NaF tendrá un ph neutro. d) Para neutralizar 10,0 ml de una disolución 0,10 M de HF hacen falta 8,0 ml de NaOH 0,20 M.

17 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág El ácido fluorhídrico, HF(ac), es un ácido débil cuya constante de acidez, Ka, vale 6, a 25. Responda, razonadamente, si son verdaderas o falsas cada una de las siguientes afirmaciones: a) El ph de una disolución 0,1 M de HF es mayor que el ph de una disolución 0,1 M de ácido clorhídrico, HCl. b) El grado de disociación del ácido HF aumentará al añadir iones H + a la disolución. c) El grado de disociación del ácido HF aumentará al añadir iones hidróxido, OH, a la disolución. d) Una disolución acuosa de NaF tendrá un ph neutro El ácido fluorhídrico, HF(ac), es un ácido débil siendo una de sus aplicaciones más importantes la capacidad de atacar el vidrio. Su equilibrio de disociación viene dado por: HF(ac) F (ac) + H + (ac), Ka = 6, Si 0,125 g de HF se disuelven en 250 ml de agua, calcule: a) el ph de la disolución resultante; b) el grado de disociación del ácido en estas condiciones; c) el volumen de una disolución 0,25 M de NaOH que debe añadirse a 100 ml de la disolución anterior para reaccionar completamente con el HF. Datos: Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; F = 19, El ácido fluoroacético, CH2FCOOH, es un ácido monoprótico que se encuentra en ciertas plantas venenosas. Se sabe que una disolución 0,318 M de este ácido tiene un ph de 1,56 a 25. a) Determine el grado de ionización de este ácido en la disolución 0,318 M. b) Calcule la constante de acidez de este ácido y la constante de basicidad de su base conjugada a 25. c) Se quiere preparar 1,0 L de disolución de HCl que tenga el mismo ph que la disolución de ácido fluoroacético. Qué volumen (ml) de una disolución 2,0 M de HCl se tiene que añadir para preparar 1,0 L de esta disolución? 140. El ácido fórmico (ácido metanoico) está ionizado en un 3,2 % en una disolución 0,20 M. Calcule: a) la constante de disociación de dicho ácido a la temperatura a la que se refieren los datos anteriores; b) el porcentaje de ionización de una disolución 0,10 M de ácido fórmico, a la misma temperatura El ácido fórmico (H COOH) es un compuesto elaborado por las hormigas como sistema defensivo. También es el responsable del picor de las ortigas. Si sabemos que dicho ácido tiene una constante de disociación, H COOH(ac) + H2O(l) H COO (ac) + H3O + (ac), cuyo valor es Ka = 2, y que se ha preparado una disolución 0,10 M de ácido fórmico, calcule: a) el grado de disociación del ácido fórmico; b) el ph de la disolución resultante El ácido fórmico (metanoico) en disolución acuosa se disocia según el siguiente equilibrio: HCOOH + H2O HCOO + H3O +. Si disolvemos 92,0 gramos de ácido fórmico en agua, obteniéndose 2,00 litros de disolución acuosa: a) calcule las concentraciones de las especies iónicas y del ácido fórmico en el equilibrio; b) determine el ph de la disolución. Datos: Ka = 1, ; Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; C = 12,0 ; O = 16, El acido fórmico, HCOOH, es un acido monoprótico débil, HA. a) Teniendo en cuenta que cuando se prepara una disolución acuosa de HCOOH de concentración inicial 0,010 M el ácido se disocia en un 12,5 %, calcule la constante de disociación ácida, Ka, del acido fórmico. b) Calcule el ph de una disolución acuosa de concentración 0,025 M de este ácido.

18 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág El ácido fórmico, HCOOH, es un ácido monoprótico débil. Se preparan 600 ml de una disolución de ácido fórmico que contiene 6,9 g de dicho ácido. El ph de esta disolución es 2,173. a) Calcule la constante de acidez, Ka, del ácido fórmico. b) Si a 10 ml de la disolución de ácido fórmico se le añaden 25 ml de una disolución de hidróxido de sodio 0,10 M, razone si la disolución resultante será ácida, neutra o básica. Datos: Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): H = 1 ; C = 12 ; O = El ácido hipocloroso [hidroxidocloro] se empezó a utilizar en la Primera Guerra Mundial como desinfectante. Si consideramos 200 ml de disolución que contienen 2,1 gramos este ácido y sabiendo que el poh de dicha disolución es 9,9, calcule: a) el porcentaje de ionización del ácido hipocloroso; b) la constante de acidez de dicho ácido; c) la concentración de todas las especies en la disolución. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; O = 16,0 ; Cl = 35, El ácido hipocloroso 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 0 moles de este ácido, cuya constante de acidez es Ka = 3, a) Calcule 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? 147. El ácido hipofosforoso, H3PO2, es un ácido monoprótico del tipo HA. Se preparan 200 ml de una disolución acuosa que contiene 0,66 g de dicho ácido y tiene un ph de 1,46. Calcule: a) la constante de acidez del ácido hipofosforoso; b) el volumen en mililitros de agua destilada que hay que añadir a 50 ml de una disolución de ácido clorhídrico 0,050 M, para que el ph de la disolución resultante sea 1,46. Datos: Masas atómicas relativas: Mat: H = 1,0 ; C = 12,0 ; O = 16,0 ; P = 31, El ácido láctico (C3H5O3H) es un ácido monoprótico, HA, que se acumula en la sangre y los músculos al realizar actividad física. Una disolución acuosa 0,028 4 M de este ácido está ionizada en un 6,7 %. C3H5O3H(ac) C3H5O3 (ac) + H + (ac) a) Calcule el valor de Ka para el ácido láctico. b) Calcule la cantidad (en gramos) de HCl disuelto en 0,50 L de disolución para que su ph sea el mismo que el de la disolución de ácido láctico del apartado anterior. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; Cl = 35, El ácido láctico es un ácido monoprótico débil que se encuentra en la leche y en los productos lácteos. En solución acuosa, la ionización de este ácido se puede representar mediante la reacción siguiente: CH3 CHOH COOH + H2O CH3 CHOH COO + H3O + ácido láctico + agua ion lactato + protón hidratado (ion oxidanio). a) Una solución acuosa 0,100 M de ácido láctico tiene un ph = 2,44. Calcule el valor de la constante de acidez (Ka). b) Tres vasos de precipitados sin etiquetar contienen, respectivamente, una solución acuosa de cloruro de sodio, una solución acuosa de cloruro de amonio y una solución acuosa de lactato de sodio. Razone, escribiendo las reacciones que tienen lugar, cómo identificaría, con la ayuda del papel indicador universal de ph, el contenido de cada vaso de precipitados.

19 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág El ácido láctico, C3H6O3, es un ácido monoprótico débil que está presente en la leche agria como resultado del metabolismo de ciertas bacterias. Se sabe que una disolución 0,10 M de ácido láctico tiene un ph de 2,44. a) Calcule la Ka del ácido láctico. b) Calcule el ph de una disolución que contiene 56 mg de ácido láctico disueltos en 250 ml de agua. c) Cuántos ml de una disolución 0,115 M de NaOH se requieren para reaccionar completamente con los moles de ácido de la disolución anterior? Datos: Mat H = 1 ; C = 12 ; O = El ácido láctico, CH3 CHOH COOH, tiene un valor de Ka = 1, , a 25. Calcule: a) los gramos de dicho ácido necesarios para preparar 500 ml de disolución de ph = 3,00; b) el grado de disociación del ácido láctico y las concentraciones de todas las especies en el equilibrio de la disolución anterior. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(C) = 12,0 ; Mat(O) = 16, El ácido metanoico, HCOOH, llamado habitualmente ácido fórmico, se puede obtener de las hormigas. Cuando una hormiga nos pica, nos inyecta aproximadamente 0,003 0 ml de ácido fórmico puro, y este líquido que nos ha inyectado se mezcla con 1,0 ml de agua de nuestro cuerpo. a) Calcule la concentración de la solución acuosa de ácido fórmico que se forma en nuestro cuerpo cuando nos pica una hormiga, expresada en mol L 1. Qué ph tendrá esta solución? b) Para neutralizar las picaduras de hormiga, podemos utilizar hidrogenocarbonato de sodio, NaHCO3. Escriba la reacción de neutralización y calcule la masa de NaHCO3 necesario para neutralizar el ácido fórmico que nos inyecta una hormiga cuando nos pica. Datos: Densidad del ácido fórmico puro, d = 1,20 g ml 1 ; Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(C) = 12,0 ; Mat(O) = 16,0 ; Mat(Na) = 23,0 ; Constante de acidez del ácido fórmico, Ka = 1, El agua fuerte es una disolución acuosa que contiene un 25 % en masa de HCl y tiene una densidad de 1,09 g ml 1. Se diluyen 25 ml de agua fuerte añadiendo agua hasta un volumen final de 250 ml. a) Calcule el ph de la disolución diluida. b) Qué volumen de una disolución que contiene 37 g L 1 de Ca(OH)2 será necesario para neutralizar 20 ml de la disolución diluida de HCl? Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(O) = 16,0 ; Mat(Cl) = 35,5 ; Mat(Ca) = 40, El amoniaco acuoso de concentración 0,20 M tiene un valor de Kb = 1, a) Calcule la concentración de iones hidróxido de la disolución. b) Calcule el ph de la disolución. c) Calcule el grado de ionización para el amoniaco acuoso. d) Compare la basicidad del amoniaco con la de las bases que se indiquen, formulando y ordenando los compuestos en sentido creciente de basicidad: metilamina (pkb = 3,30); dimetilamina (pkb = 3,13) 155. El amoniaco comercial es un producto de limpieza que contiene un 28 % en masa de amoniaco y una densidad de 0,90 g ml 1. Calcule: a) el ph de la disolución de amoniaco comercial y las concentraciones de todas las especies en el equilibrio; b) el volumen de amoniaco comercial necesario para preparar 100 ml de una disolución acuosa cuyo ph sea 11,50. Datos: Kb = 1, , a 25 ; Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(N) = 14,0

20 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág El amoniaco se disuelve en agua de acuerdo con el siguiente equilibrio: NH3 + H2O NH4 + + OH. Se tiene una disolución de amoniaco en la que éste se encuentra ionizado en un 5,0 %. Calcule: a) la concentración inicial de 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, El bromuro de sodio reacciona con el ácido nítrico, en caliente, según la siguiente ecuación: NaBr + HNO3 Br2 + NO2 + NaNO3 + H2O. a) Ajuste esta reacción por el método de ion electrón. b) Calcule la masa de bromo que se obtiene cuando 100 g de bromuro de sodio se tratan con ácido nítrico en exceso. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(Na) = 23,0 ; Mat(Br) = 79, El carácter ácido del vinagre es debido a su contenido en ácido acético (ácido etanoico; CH3 COOH) (Ka = 1, ). a) Calcule el grado de disociación del ácido acético de una disolución que se obtiene a partir de 30 gramos de ácido acético al que se le añade agua hasta un volumen final de 500 ml. b) Calcule el ph de dicha disolución. Datos: Mat H = 1 ; C = 12 ; O = El efluente residual de una industria contiene un 0,2% en masa de ácido sulfúrico, debiendo ser neutralizado mediante la adición de hidróxido de sodio. Se pretenden tratar 125 litros de la corriente residual ácida con una disolución de hidróxido de sodio 2,5 M. Calcule: a) el volumen de disolución de hidróxido de sodio 2,5 M que es preciso utilizar para la neutralización completa del efluente residual; b) el ph de la disolución resultante si se añaden 50 ml más de los necesarios de la disolución de hidróxido de sodio. Datos: La densidad de la corriente residual es 1 g cm 3 ; Masas atómicas: H = 1 ; S = 32 ; O = El fenol, C6H5OH, es un ácido monoprótico débil: C6H5OH + H2O C6H5O + H3O +. Se prepara 1,0 litro de disolución de fenol disolviendo 4,7 gramos de dicha sustancia en agua, obteniéndose un valor de ph de 5,59. Calcule: a) el valor de la constante de disociación del fenol; b) el grado de disociación del fenol a esa concentración; c) Clasifique, razonando las respuestas, las sustancias del equilibrio anterior como ácidos y/o bases El gas amoniaco, NH3, es uno de los compuestos más fabricados del mundo. La gran importancia que tiene se debe a la facilidad con la que se puede convertir en otros productos que contienen nitrógeno. En el ámbito doméstico encontramos disoluciones de amoníaco en una amplia variedad de productos de limpieza. Suponga que preparamos en el laboratorio una solución acuosa de amoníaco de concentración inicial 0,030 M. a) Calcule el ph de esta solución a 25. b) Razone si una solución acuosa de NH4Cl 0,030 M será ácida, neutra o básica. Datos: Constante de basicidad (Kb) del amoníaco a 25 = 1, ; Constante de ionización del agua (Kw) a 25 = 1, El grado de acidez indicado en la etiqueta de un vinagre es 5,0º. Esto equivale a una concentración de 5,0 g de ácido acético por cada 100 ml de vinagre. Determine: a) el grado de disociación del ácido acético en este vinagre; b) el ph que tendrá dicho vinagre. Datos: Ka(CH3 COOH) = 1, El hidróxido de calcio, Ca(OH)2, es una base fuerte. Calcule el ph de una disolución 0,05 M de este compuesto y las concentraciones molares de sus iones.

21 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág El hidróxido de estroncio, Sr(OH)2, es una base fuerte. Calcule el ph de una disolución 0,02 M de este compuesto y las concentraciones molares de sus iones El hidróxido de potasio contenido en 5,0 g de una muestra de este hidróxido del 67 % de pureza, se disuelve en agua para obtener 400 ml de disolución de hidróxido de potasio. a) Calcule el ph de la disolución resultante. b) Si esta disolución se diluye hasta un volumen de 3,0 L, cuál será el ph de la disolución diluida? c) Determine el volumen de ácido clorhídrico 0,10 M necesario para neutralizar 15 ml de una disolución de hidróxido de potasio 0,15 M. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1 ; O = 16 ; K = El nitrato de potasio, KNO3, reacciona con dióxido de manganeso, MnO2, e hidróxido de potasio, KOH, para dar nitrito de potasio, KNO2, permanganato de potasio, KMnO4, y agua. a) Ajuste la reacción en medio básico por el método de ion electrón. b) Calcule los gramos de nitrato de potasio necesarios para obtener 100 g de permanganato de potasio si el rendimiento de la reacción es del 75 %. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): N = 12,0 ; O = 16,0 ; K = 39,1 ; Mn = 54, El ph de 1 L de disolución acuosa de hidróxido de litio es 13. Calcule: a) los gramos de hidróxido que se han utilizado para prepararla; b) el volumen de agua que hay que añadir a 1 L de la disolución anterior para que su ph sea 12. Suponga que los volúmenes son aditivos. Datos: Masas atómicas: O = 16 ; H = 1 ; Li = El ph de un vinagre comercial es 3,20. Teniendo en cuenta que Ka(CH3 COOH) = 1,8 10 5, responda las siguientes preguntas: a) Cuál es la concentración de ácido acético del vinagre? b) Cuántos gramos de NaOH hacen falta para neutralizar 750 ml de un vinagre 0,050 M? c) Tras neutralizar el vinagre, cómo será la disolución resultante: neutra, ácida o básica? Por qué? d) Cuántos gramos de ácido acético puro hay que añadir al vinagre original para que su ph sea 2,50? Datos: Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; C = 12,0 ; O = 16,0 ; Na = 23, El ph de un zumo de limón es 3,40. Suponiendo que el ácido del limón se comporta como un ácido monoprótico (HA) con constante de acidez Ka = 7,4 10 4, calcule: a) la concentración de HA en ese zumo de limón; b) el volumen de una disolución de hidróxido de sodio 0,005 0 M necesaria para neutralizar 100 ml del zumo de limón El ph de una disolución 0,050 M de un ácido monoprótico es 3,00. Calcule: a) el grado de disociación del ácido en esta disolución; b) el valor de la constante Ka del ácido El ph de una disolución acuosa de ácido acético (CH3 COOH) es 2,90. Sabiendo que el equilibrio de disociación es el siguiente: CH3 COOH CH3 COO + H +. Calcule: a) la concentración inicial del ácido acético; b) el grado de disociación del ácido acético en dicha disolución. Datos: Ka = 1,

22 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág El ph de una disolución acuosa de hidróxido de potasio es 13. Calcule: a) los gramos de KOH necesarios para preparar 250 ml de disolución; b) el ph de la disolución obtenida al mezclar 10 ml de la disolución anterior con 10 ml de H2SO4 1, M; c) el volumen de HCl del 8% de riqueza y 1,038 g cm 3 de densidad necesarios para neutralizar 150 ml de la disolución de KOH original. Datos: Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; O = 16,0 ; Cl = 35,5 ; K = 39, El ph de una disolución de ácido acético, CH3 COOH, es 2,90. a) Calcule la concentración de ácido acético en la disolución. b) Calcule el grado de disociación del ácido acético en dicha disolución. c) Razone cómo varía el ph si se adiciona acetato de sodio a la disolución. d) Determine el valor de la Kb de su base conjugada. Datos: Ka (CH3 COOH) = 1, El ph de una disolución de ácido nítrico es 1,50. Si a 25 ml de esta disolución se añaden 10 ml de una disolución de la base fuerte KOH 0,040 M, calcule: a) el número de moles de ácido nítrico que queda sin neutralizar; b) los gramos de base que se necesitarían para neutralizar el ácido de la disolución anterior. Datos: Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): H = 1 ; O = 16 ; K = El ph de una disolución de un ácido monoprótico HA es 3,40. Si el grado de disociación del ácido es 0,020, calcule: a) la concentración inicial de ácido; b) las concentraciones del ácido y de su base conjugada en el equilibrio; c) el valor de la constante de acidez, Ka; d) los gramos de hidróxido de potasio (KOH) necesarios para neutralizar 50 ml de dicho ácido. Datos: Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): H = 1 ; O = 16 ; K = 39, El ph de una disolución que contiene 2, moles de ácido acético disueltos en agua hasta un total de 0,25 L de disolución es de 3,40. a) Calcule la constante de acidez del ácido acético. b) Determine el grado de disociación del ácido. c) Indique el carácter del ph de una disolución 0,10 M de acetato de sodio El ph medido en una botella de amoníaco doméstico es 11,97. La etiqueta de dicha botella, indica que la densidad de la disolución de este amoníaco comercial es 0,97 g ml 1. A partir de estos valores, calcule: a) la concentración del amoníaco en la disolución expresada en % en volumen; b) el grado de ionización del mismo; c) cuál será el poh que mediremos si diluimos 100 ml del amoníaco comercial con 150 ml de agua. Datos: Kb = 1, ; Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(N) = 14,0 ; Mat(O) = 16,0

23 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág El vinagre es una disolución acuosa de ácido acético, CH3 COOH, en el que hay, como mínimo, 5,0 g de ácido por cada 100 ml de vinagre. La Oficina del consumidor decide analizar un vinagre comercial para ver si cumple las especificaciones requeridas. Se toma una muestra de 10 ml de vinagre y se valora con una disolución acuosa de hidróxido de sodio, NaOH, 0,10 M. En la figura se han representado los valores de ph en función del volumen de NaOH utilizado. a) Diga, haciendo los cálculos pertinentes, si este vinagre cumple las normas vigentes. b) Cuál de los indicadores de la tabla sería el más adecuado para determinar el punto de equivalencia de la valoración anterior? Razone la respuesta. F Valoración ácido base de un comercial. Indicador Violeta de metilo Azul de bromofenol Azul de timol Zona de viraje 0,1 1,5 3,0 4,6 8,0 9, El vinagre es una disolución de ácido acético. Al tratar una muestra de 8,00 gramos de vinagre con hidróxido de sodio 0,2 M se gastan 51,10 ml hasta alcanzar el punto de equivalencia. a) Qué reacción se produce durante la valoración? b) Calcule el porcentaje en masa de acético en el vinagre. c) Indique si el ph en el punto de equivalencia será ácido, básico o neutro y qué indicador utilizaría en la valoración. Datos: Indicador: Fenolftaleína [Rango de viraje: 8 9,5] ; Rojo de de metilo [Rango de viraje: 4 6] 180. En 500 ml de agua se disuelven 3 g de CH3COOH. Calcule: a) el ph de la disolución; b) el tanto por ciento de ácido ionizado. Datos: Ka (CH3COOH) = 1, ; Masas atómicas: C = 12 ; H = 1 ; O = En dermatología, el tratamiento de verrugas se realiza habitualmente de dos maneras diferentes: mediante la criocirugía o congelación de tejidos, o mediante la aplicación de una sustancia corrosiva (procedimiento químico). En este último caso, el principio activo del medicamento empleado es el ácido cloroetanoico (ClCH2COOH). Este medicamento, que se aplica dos o tres veces al día sobre la verruga, contiene 5, mol de ácido cloroetanoico por cada 100 ml de solución acuosa. Hemos medido el ph de esta solución, a 25 C, y hemos obtenido un valor de 2,11. a) Escriba la reacción del ácido cloroetanoico en agua y explique razonadamente por qué es un ácido, según el modelo de Brønsted Lowry. Indique cuáles de las especies que intervienen en la reacción, tanto reactivos como productos, actúan de ácido y cuáles de base. b) Calcule la constante de acidez del ácido cloroetanoico, a 25 C En dos matraces A y B tenemos 20 ml de disolución 0,06 M de ácido clorhídrico en A y 20 ml de disolución 0,06 M de ácido acético en B. a) Calcule el ph y el grado de disociación de cada una de ellas. b) Calcule el volumen de agua que habrá que añadir a la más ácida de ellas para que el ph de ambas sea el mismo. Datos: Ka (ác. acético) = En dos vasos, A y B, se tienen dos disoluciones de la misma concentración. El vaso A contiene 25 ml de una disolución de NaOH y el vaso B 25 ml de una disolución de amoniaco. Las dos disoluciones se van a valorar con una disolución de HCl. Indique razonadamente si son verdaderas o falsas las siguientes cuestiones: a) Las dos disoluciones básicas tienen el mismo ph inicial. b) Las dos disoluciones necesitan el mismo volumen de HCl para su valoración. c) En el punto de equivalencia el ph de la valoración de B es 7. d) En las dos disoluciones se cumple que en el punto de equivalencia [H + ] = [OH ]. Datos: Kb(amoniaco) = 1,8 10 5

24 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág En el laboratorio se dispone de tres vasos de precipitados (A, B y C) que contienen 50 ml de disoluciones acuosas de la misma concentración, a una temperatura de 25. Uno de los vasos contiene una disolución de HCl; otro contiene una disolución de KCl, y otro, una disolución de CH3CH2COOH (ácido débil llamado habitualmente ácido propiónico). Se mide el ph de las tres disoluciones y se obtienen los siguientes resultados: Vaso de precipitados A B C ph medido 7,0 1,5 4,0 a) Identifique el contenido de cada vaso y justifique la respuesta. b) Si se añaden 100 ml de agua destilada en cada vaso y se mantiene la temperatura a 25, aumentará, disminuirá o se mantendrá el ph en cada uno de los vasos? Explique razonadamente la respuesta En el laboratorio se dispone de una botella con la siguiente etiqueta: Ácido nítrico hidrógeno(trioxidonitrato), hidroxidodioxidonitrógeno, HNO3, 40 % en masa; densidad, 1,42 kg L 1. a) Determine el ph de la disolución obtenida tomando 1,0 ml del contenido de la botella y añadiendo agua hasta completar un volumen total de 100 ml. b) Si se toman 5,5 ml de ésta disolución y se le añade gota a gota una disolución 0,050 M de NaOH con fenolftaleína como indicador, qué volumen de esta disolución será necesario para neutralizar el ácido? Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(N) = 14,0 ; Mat(O) = 16, En el laboratorio se tienen dos recipientes: uno contiene 15 ml de una disolución acuosa de HCl de concentración 0,05 M y otro 15 ml de una disolución acuosa 0,05 M de CH3COOH. Calcule: a) el ph de cada una de las disoluciones; b) la cantidad de agua que se deberá añadir a la disolución más ácida para que el ph de ambas sea el mismo. Suponga que los volúmenes son aditivos. Datos: Ka (CH3COOH) = 1, En la etiqueta de una botella de H2SO4 figura una densidad de 1,84 g cm 3 y una pureza del 96,0 %. Calcule: a) la molaridad y la fracción molar de H2SO4 en la disolución; b) el volumen de NaOH 2,0 M necesario para neutralizar 10 cm 3 de ese ácido. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; O = 16,0 ; S = 32, En la reacción del carbonato de calcio con ácido clorhídrico se desprende dióxido de carbono. a) Escriba y ajuste la reacción que tiene lugar. b) Si el CO2 desprendido es 5,6 L, medidos a 27 y 1 atm de presión, qué masa de carbonato de calcio reaccionó? Datos: Masa molar CaCO3 = 100 g mol 1 ; R = 0,082 atm L mol 1 K En la valoración de 10,0 ml de una disolución acuosa de hidróxido de calcio se consumen 6,4 ml de otra disolución acuosa de fluoruro de hidrógeno 0,010 M hasta llegar al punto de equivalencia. Calcule la concentración de base en la disolución inicial y el ph de la mezcla en el punto de equivalencia. Datos: Ka (HF) = 6, ; Producto iónico del agua a 25, Kw = 1, En medio acuoso, según la Teoría de Brønsted Lowry: a) justifique el carácter básico del amoniaco; b) explique si el CH3COONa genera ph básico; c) razone si la especie HNO2 puede dar lugar a una disolución de ph > En tres matraces sin etiquetar se dispone de disoluciones de la misma concentración de cloruro de sodio, hidróxido de sodio y acetato de sodio. a) Razone cómo podría identificar cada una de las disoluciones midiendo su ph. b) Justifique, sin hacer cálculos, cómo se modifica el ph de las disoluciones si se añade a cada matraz 1 L de agua. Datos: pka (ácido acético) = 4,8

25 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág En un laboratorio aparece un frasco sin etiqueta que contiene una sal. Existe la duda de si se trata de acetato de potasio o de cloruro de amonio. Razone de qué sal se trata si al disolverla en agua se obtiene una disolución cuyo ph es 8, En un laboratorio de química se ha valorado una disolución 0,10 M de un ácido monoprótico (HA) con NaOH 0,10 M. Para realizar la valoración se ha utilizado un ph metro, como el de la figura, que permite determinar el ph de la disolución. Con los datos de la tabla adjunta se ha determinado que el volumen de equivalencia es de 25 ml. a) Indique, justificadamente, si el ácido valorado es fuerte o débil. b) Si se hiciera otra vez la misma valoración sin la ayuda del ph metro, qué indicador se podría utilizar para determinar el punto de equivalencia? El azul de bromofenol, que tiene un intervalo de viraje entre 3,0 y 4,6, o el azul de timol, que lo tiene entre 8,0 y 9,6. Razone la respuesta. olumen adicionado de NaOH (ml) ph 2,87 4,14 4,57 4,92 5,35 8,72 11,96 12, En un laboratorio se tienen dos matraces, uno de ellos contiene 15 ml de disolución de HCl 0,050 M y el otro 15 ml de disolución 0,050 M en ácido acético, CH3 COOH. a) Calcule el ph de cada una de estas disoluciones. b) Qué volumen de agua debe añadirse a una de las disoluciones para que el ph de ambas sea el mismo? Datos: Ka(CH3 COOH) = 1, En un laboratorio se tienen dos matraces: uno que contiene 20 ml de una disolución de ácido nítrico, HNO3, 0,020 M y otro conteniendo 20 ml de ácido fórmico, HCOOH, de concentración inicial 0,050 M. a) Calcule el ph de cada una de estas dos disoluciones. b) Qué volumen de agua habría que añadir para que el ph de las dos disoluciones fuera el mismo? Datos: Ka (HCOOH) = 1, En un matraz aforado se mezclan 200 ml de cloruro de sodio 2,0 M, 200 ml de cloruro de calcio 1,0 M, 100 ml de cloruro de cromo(iii) 0,60 M y 100 ml de hipoclorito de sodio 1,0 M y se enrasa el matraz con agua hasta obtener 1,0 L de disolución salina. a) Calcule la concentración, en mol L 1, del ion cloruro en la disolución. b) Suponiendo que el ph de la disolución se debe solamente al hipoclorito de sodio y sabiendo que el HClO es un ácido débil, Ka = 2,9 10 8, el ph de la disolución será ácido, básico o neutro? Por qué? 197. En una botella de ácido clorhídrico concentrado figuran los siguientes datos: 36,23% en masa de HCl, densidad 1,180 g cm 3. Calcule: a) la molaridad y la fracción molar del ácido; b) el volumen de este ácido concentrado que se necesita para preparar un litro de disolución 2 molar. Datos: Masas atómicas: H = 1,0 ; Cl = 35, En una disolución 0,080 M de ácido acético (CH3 COOH), su grado de disociación es del 1,5 %. Calcule: a) la constante de ionización, Ki, del ácido; b) el ph de la disolución En una disolución acuosa 0,03 M de amoniaco, éste se encuentra disociado en un 2,4%. Calcule: a) el valor de la constante de disociación de la base; b) qué cantidad de agua habrá que añadir a 100 ml de dicha disolución para que el ph de la disolución resultante sea 10,5. Suponga que los volúmenes son aditivos.

26 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág En una disolución acuosa de ácido benzoico, C6H5 COOH, de concentración 0,020 M, este se encuentra ionizado en un 5,6 %. a) Calcule la constante de acidez Ka y el ph de la disolución. b) Calcule el volumen de una disolución de KOH 0,l0 M que se consumirá para alcanzar el punto de equivalencia en su reacción con 20 ml del ácido benzoico 0,020 M 201. En una disolución acuosa de amoniaco (NH3) se observa que: ph = 5 poh. Calcule: a) el valor de [H3O + ] en la disolución; b) el valor de la concentración inicial de amoniaco en la disolución. Datos: Kb(NH3) = 1, En una disolución acuosa de cloruro de amonio, el catión amonio reacciona con el agua mediante la siguiente reacción: NH4 + + H2O NH3 + H3O +. Indique: a) cómo se denomina dicha reacción; b) los pares ácido base conjugados que intervienen; c) si se trata de una disolución ácida o básica En una disolución acuosa de HNO2 0,20 M, calcule: a) el grado de disociación del ácido; b) el ph de la disolución. Datos: Ka = En una valoración ácido base se valora un ácido débil (HA) con una base fuerte (BOH). Al llegar al punto final razone sobre la veracidad de las siguientes afirmaciones: a) Sólo se han neutralizado parte de los iones OH de la base. b) El ph en el punto de equivalencia es 7. c) Se han gastado los mismos moles de ácido que de base Escriba la fórmula de las siguientes especies químicas: a) La base conjugada de CH3 COOH. b) El ácido conjugado de H2O. c) La base conjugada de H2S. d) El ácido conjugado de HCO Escriba las ecuaciones iónicas para la reacción en disolución acuosa, en caso de haberla, de cada uno de los siguientes iones, indicando si la disolución final será ácida, básica o neutra. a) NH4 +. b) Cl. c) K +. d) CH3 COO Escriba las ecuaciones químicas correspondientes a la disolución en agua de las siguientes sales y clasifíquelas en ácidas, básicas o neutras: a) KNO3. b) NH4Cl. c) Na2CO Escriba las reacciones de hidrólisis de las siguientes sales y justifique a partir de las mismas si el ph resultante será ácido, básico o neutro: a) CH3 COONa. b) NaNO3. c) NH4Cl.

27 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Escriba los ácidos conjugados de las siguientes bases: a) CN ; b) HCO3 ; c) N2H Explica razonadamente si son ciertas o no cada una de las siguientes afirmaciones referidas al momento en que se alcanza el punto de equivalencia en una valoración ácido base: a) El ph de la disolución formada puede ser diferente de 7. b) El número de moles de ácido y de base que han de reaccionar son iguales. c) Los volúmenes de ácido y de base consumidos son iguales. d) La fenolftaleína es un indicador válido para cualquier valoración Explique cuál o cuáles de las siguientes especies químicas, al disolverse en agua, formarán disoluciones con ph menor que siete. a) HF b) Na2CO3 c) NH4Cl 212. Explique cuál o cuáles de las siguientes especies químicas, al disolverse en agua, formará disoluciones con ph menor que siete: HCl, CH3 COONa, NH4Cl y NaCl Explique el funcionamiento de los indicadores en las valoraciones ácido base. Ponga un ejemplo de indicador con viraje en ph ácido y otro con viraje en ph básico Explique mediante las reacciones correspondientes el ph que tendrán las disoluciones acuosas de las siguientes especies químicas. a) NaNO3 b) CH3 COONa c) NH4Cl Explique por qué al mezclar 10 ml de ácido acético 0,20 M con 20 ml de hidróxido de sodio 0,10 M la disolución resultante no es neutra. Indique si su ph será mayor o menor de Explique, con las ecuaciones químicas necesarias, por qué al mezclar 20 ml de ácido clorhídrico 0,10 M con 10 ml de amoniaco 0,20 M la disolución resultante no es neutra. Indique si su ph será mayor o menor de Hacemos reaccionar 10 ml de hidróxido de sodio 2,0 M con 40 ml de ácido nitroso 0,50 M. Calcule: a) el ph de las disoluciones acuosas antes de la mezcla; b) el ph de la disolución resultante de la mezcla. Datos: Ka (HNO2) = 7, Halle la constante de equilibrio del ácido bórico, H3BO3, en disolución acuosa, siendo la concentración del ácido 0,100 M y la de hidrogeniones 1, M Hay 1,48 g de trimetilamina en 0,50 L de disolución acuosa con un ph de 11,25. Calcule: a) el valor de la constante de basicidad de la trimetilamina; b) los gramos de hidróxido de sodio necesarios para preparar 45 L de una nueva disolución en agua con el mismo ph. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; C = 12,0 ; N = 14,0 ; O = 16,0 ; Na = 23, Indique cómo prepararía 2 L de una disolución acuosa de hidróxido de potasio de ph = 10 a partir de la base sólida. Datos: Mat H = 1,0 ; O = 16,0 ; K = 39,1

28 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Indique los ácidos y bases de Brønsted Lowry y los pares conjugados en la siguiente reacción ácido base. CH3 COOH(ac) + H2O H3O + (ac) + CH3 COO (ac) 222. Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando la respuesta: a) Las sustancias que se utilizan como indicadores para detectar el punto de equivalencia en una neutralización suelen ser ácidos o bases fuertes. b) Para detectar el punto de equivalencia en una valoración de un ácido fuerte con una base fuerte, sería adecuado utilizar un indicador cuyo intervalo de viraje fuese (10,1 12,0). c) En cualquier valoración ácido base, el ph en el punto de equivalencia (cuando la neutralización es total) es siempre igual a Indique si las siguientes especies: CO3 2, HCO3, NH4 +, HSO4 y S 2 actúan frente al agua, como ácidos de Brønsted Lowry, como bases o como ácidos y bases. Escriba los equilibrios químicos que le permitan justificar su clasificación Indique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones y justifique la respuesta: a) El ácido sulfúrico es un ácido fuerte y su disolución acuosa tiene un grado de disociación igual a cero. b) El carbonato de sodio es una sal neutra, ya que al disolverla en agua no produce hidrólisis. c) El producto de las concentraciones molares de iones H + y de iones OH, en una disolución acuosa en equilibrio, es d) El ph de una disolución acuosa de HCl de concentración 10 8 M es igual a Indique y explique razonadamente si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) Según la Teoría de Brønsted Lowry una base es una sustancia con tendencia a ceder OH. b) El ph de una disolución acuosa de cloruro de amonio debe ser neutra por ser ésta una sal. c) Un ácido es tanto más fuerte cuanto menor es su constante de acidez K a. d) La constante del producto iónico del agua a 25 es 1, pero puede aumentar el valor de esta constante cuando se le añaden a ésta ácidos o bases fuertes Indique, escribiendo las correspondientes reacciones, cuáles son los ácidos conjugados de las siguientes especies químicas: H2O y HCO Indique, justificando brevemente la respuesta, si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones: a) Si diluimos una disolución de ácido acético con agua el ph no varía. b) Un ácido fuerte no es lo mismo que un ácido concentrado. c) Al disolver una sal siempre se obtiene una disolución de ph = Indique, justificando, el ph (ácido, básico o neutro) que tendrá, en cada caso, la disolución resultante de disolver en agua las siguientes sustancias, a 25 : a) KCl b) NH4NO3 c) NaC6H5COO. d) NH4CN. Datos: A 25, Ka (HCN) = 6, ; Kb (NH3) = 1, ; Ka del C6H5COOH = 6, Indique, razonadamente, si cada una de las siguientes proposiciones es verdadera o falsa: a) De acuerdo con la teoría de Brønsted Lowry el carácter básico del amoniaco, en disoluciones acuosas, se debe a que acepta un grupo OH de la molécula de agua. b) Si el ph de una disolución de un ácido monoprótico fuerte es 2,17 la concentración molar de la disolución respecto a dicho ácido estará comprendida entre 0,001 y 0,01. c) En disoluciones acuosas el ion HCO3 se comporta como un electrolito anfótero.

29 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Indique, razonadamente, si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones. Las que no sean ciertas se deben escribir correctamente. a) Hay sales que disueltas en agua dan lugar a disoluciones de ph ácido. b) Hay sales que disueltas en agua dan lugar a disoluciones de ph básico. c) La mezcla en equilibrio de igual número de moles de un ácido débil y su base conjugada siempre da lugar a una disolución de ph neutro. d) Una disolución de HCl 10 2 M tiene un poh = Justifique con cuál de las dos especies químicas de cada apartado, reaccionará el HF(ac) en mayor medida. Escriba las reacciones correspondientes: a) NO3 o NH3. b) Cl o NaOH. c) Mg(OH)2 o H2O. d) CH3 COOH o CH3 COO. Datos: Ka(HF) = ; Kb(NH3) = 1, ; Ka(HAc) = 1, Justifique la variación, si la hay, del grado de disociación cuando se diluye con agua una disolución 0,5 M de ácido acético Justifique mediante la teoría de Brønsted Lowry cuáles de las siguientes especies: OH, NH4 + y H2O, pueden actuar: a) como ácido; b) como base Justifique por qué una disolución de acetato de sodio tiene un ph > 7 y, sin embargo, una disolución de cloruro de amonio tiene un ph < Justifique qué ph (ácido, neutro o básico) tienen las disoluciones acuosas de los siguientes compuestos. a) Nitrato de potasio. b) Acetato de sodio. c) Cloruro de amonio. d) Nitrito de sodio. Datos: Ka (HAc) = 10 5 ; Ka (NH4 + ) = 10 9 ; Ka (HNO2) = Justifique razonadamente cuáles de las siguientes disoluciones acuosas constituirían una disolución amortiguadora. a) CH3 COOH + CH3 COONa, Ka (CH3 COOH) = 1, b) HCN + NaCl, Ka (HCN) = 8, c) NH3 + NH4Cl, Kb (NH3) = 1, Justifique si cada una de las siguientes afirmaciones es verdadera o falsa: a) El ion HCO3 es una especie anfótera, mientras que NH4 + únicamente puede actuar como ácido. b) La sal procedente de un ácido débil y una base fuerte siempre tiene carácter básico. c) El ph de una disolución obtenida al mezclar disoluciones de ácido clorhídrico e hidróxido de sodio siempre es neutro. d) Si una disolución A tiene ph = 3 y otra B tiene poh = 6, [OH ] en B es veces la de A Justifique si el ph resultante de cada una de las siguientes mezclas será ácido, básico o neutro. a) 50 ml de HCl 0,10 M + 10 ml de NaOH 0,20 M. b) 20 ml de HAc 0,10 M + 10 ml de NaOH 0,20 M. c) 30 ml de NaCl 0,20 M + 30 ml de NaOH 0,10 M. d) 10 ml de HCl 0,10 M + 10 ml de HCN 0,10 M. Datos: pka (HAc) = 4,8 ; pka (HCN) = 9,0

30 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas aplicadas a una disolución acuosa 1,0 M de un ácido débil monoprótico (Ka = 1,0 10 5, a 25 ). a) Su poh será menor que 7. b) El grado de disociación aumenta si se diluye la disolución. c) El ph disminuye si se diluye la disolución Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) La mezcla de 10 ml de HCl 0,10 M con 20 ml de NaOH 0,10 M será una disolución neutra. b) Una disolución acuosa de NH4Cl tiene un ph mayor que 7,00. c) El ph de una disolución acuosa de ácido nítrico es menor que el de una disolución acuosa de la misma concentración de ácido clorhídrico. d) El ph de una disolución acuosa de acetato de sodio, CH3COONa, es mayor que 7,00. Datos: Kb(NH3) = 1, ; Ka(CH3 COOH) = 1, Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) Las disoluciones acuosas de acetato de sodio dan un ph inferior a 7. b) Un ácido débil es aquél cuyas disoluciones son diluidas. c) La disociación de un ácido fuerte en una disolución diluida es prácticamente total Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) Un ácido puede tener carácter débil y estar concentrado en disolución. b) Un ion negativo puede ser un ácido. c) Existen sustancias que pueden actuar como base y como ácido Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) Un ácido débil es aquel ácido cuyas disoluciones son diluidas. b) En las disoluciones de las bases débiles, éstas se encuentran totalmente disociadas. c) La disociación de un ácido fuerte en una disolución diluida es prácticamente total Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) Si el ph de una disolución se incrementa en 2,00 unidades, la concentración de protones en el medio se multiplica por 100. b) Si una disolución de un ácido fuerte se neutraliza exactamente con una disolución de una base fuerte, el ph resultante es cero. c) El ph de una disolución acuosa de un ácido jamás puede ser superior a 7. d) Una sal disuelta en agua puede dar un ph distinto de Justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a) Una mezcla formada por volúmenes iguales de disoluciones de igual concentración de un ácido y una base débiles siempre tiene ph neutro. b) Una mezcla formada por disoluciones diluidas de ácido clorhídrico y cloruro de calcio tiene ph ácido. c) El ion hidróxido (OH ) se comporta como un electrolito anfótero. d) La constante de solubilidad de una sal poco soluble aumenta por efecto ion común Justifique, mediante las reacciones correspondientes, a) qué le ocurre al equilibrio de hidrólisis que experimenta el NH4Cl en disolución acuosa, cuando se añade NH3; b) el comportamiento anfótero del HCO3 en disolución acuosa; c) el carácter ácido o básico del NH3 y del SO3 2 en disolución acuosa Justifique, mediante las reacciones correspondientes, el comportamiento de una disolución amortiguadora formada por ácido acético y acetato de sodio, cuando se le añaden pequeñas cantidades de: a) un ácido fuerte, como HCl; b) una base fuerte, como KOH.

31 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Justifique, mediante los equilibrios apropiados y sin necesidad de cálculos numéricos, si las disoluciones de las siguientes sustancias tendrán ph ácido, neutro o básico. a) Cianuro de sodio, Ka (HCN) = 4, b) Nitrato de potasio. c) Nitrato de amonio, Kb (NH3) = 1, Justifique, sin realizar cálculos numéricos, si las siguientes disoluciones son ácidas, básicas o neutras; explicando los procesos que tienen lugar: a) Disolución acuosa de cloruro de amonio (NH4Cl). b) Disolución acuosa de acetato de sodio (CH3 COONa). Datos: Ka (CH3 COOH) = 1, ; Kb (NH3) = 1, La [H + ] en una disolución 0,072 M de ácido benzoico es de 2, mol L 1. Calcule la constante de acidez, Ka, de dicho ácido a partir de la información dada La acidez total de un vinagre comercial es de 6,0. Es decir, su cantidad total de ácidos equivale a 6,0 g de ácido acético por cada 100 ml. Calcule el ph del vinagre comercial de 6,0 suponiendo que toda su acidez fuera de ácido acético. Datos: Ka (CH3 COOH) = 1, ; Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; C = 12,0 ; O = 16, 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 Kb La anilina (C6H5NH2) es un base de carácter débil con una Kb = 4, Calcule: a) el ph de una disolución acuosa 0,10 M de anilina; b) el valor de la constante de acidez del ácido conjugado de la anilina. Datos: Producto iónico del agua a 25, Kw = 1, La anilina (C6H5NH2) se disocia según el equilibrio: C6H5NH2 + H2O C6H5NH3 + + OH, con un valor de Kb = 4, Calcule: a) el grado de disociación y el valor de ph, para una disolución acuosa 5 M de anilina. b) Si 2 ml de esta disolución se diluyen con agua hasta 1 L, calcule para la nueva disolución la concentración molar de anilina, su grado de disociación y el valor de ph La aspirina (Asp H) se disocia como un ácido monoprótico en agua con una constante Ka = 3, Una muestra de 500 mg de aspirina se disuelve en 100 ml de agua. Calcule: a) la masa molecular de la aspirina si se precisan 27,8 ml de hidróxido de sodio 0,1 M para neutralizar la disolución anterior; b) el ph de la disolución inicial de aspirina. Si se realizan, justifique las aproximaciones de concentración. c) Cómo será la disolución en el punto de equivalencia de la valoración de la aspirina, neutra, ácida o básica? Razónelo La aspirina es un analgésico utilizado en el tratamiento del dolor y la fiebre. Su principio activo, el ácido acetilsalicílico, C9H8O4, es un ácido monoprótico, HA, con una constante de acidez Ka = 3, Calcule: a) el volumen de la disolución que contiene disuelto un comprimido de 0,50 g de ácido acetilsalicílico si su ph resulta ser 3,00; b) cuál será el ph de la disolución obtenida al disolver otro comprimido de 500 mg en agua si se obtuvieron 200 ml de disolución. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; C = 12,0 ; O = 16,0

32 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág La Aspirina ácido acetilsalicílico, C9H8O4, es un ácido monoprótico débil, al cual podemos representar abreviadamente como HAsp, que da lugar al equilibrio de disociación: HAsp H + + Asp. Para determinar experimentalmente su constante de disociación, un estudiante disolvió 2,00 g de aspirina en 600 ml de agua encontrando que el ph de la disolución era 2,61. Calcule: a) el valor de la constante de ionización Ka de la aspirina; b) el grado de ionización de la misma en la disolución preparada por el estudiante; c) qué ph se habría medido si el alumno hubiese disuelto los 2,00 g de Aspirina en 1,00 L de agua. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(C) = 12,0 ; Mat(O) = 16, La codeína es un compuesto monobásico de carácter débil cuya constante Kb es Calcule: a) el ph de una disolución acuosa 0,02 M de codeína. b) el valor de la constante de acidez del ácido conjugado de la codeína La constante de acidez del ácido acético vale: Ka = 1, Indique, justificando brevemente la respuesta y suponiendo que el volumen no se modifica, cómo afectará al ph de una disolución de ácido acético la adición de: a) ácido clorhídrico; b) acetato de sodio; c) cloruro de sodio La constante de acidez del ácido hipocloroso, HClO, es Ka = 3, a) Escriba la reacción química del agua con el ácido hipocloroso, HClO, y la expresión de su constante de acidez. b) Escriba la reacción química del agua con la base conjugada del ácido HClO y la expresión de su constante de basicidad. c) Calcule la constante de basicidad de la base anterior La constante de basicidad del amoniaco vale 1, a) Escriba la reacción del amoniaco con el agua, la expresión de la constante de basicidad y calcule el ph de una disolución 0,25 M de amoniaco. b) Escriba la reacción del ácido conjugado del amoniaco con el agua, la expresión de la constante de acidez y calcule su valor numérico. c) Se dispone en el laboratorio de las siguientes sustancias: HCl, HNO3, NH3, H2SO4, NaCl, KNO3, NH4Cl y K2SO4. Indique el par de sustancias que permite formar una solución reguladora del ph La constante de disociación del ácido cianhídrico es Ka = 4, Calcule cuánto valdría la relación entre las concentraciones de cianuro y ácido cianhídrico en una disolución acuosa de ph = La constante de ionización del ácido HA es Ka = 1, a) Qué concentración tendrá una disolución acuosa del ácido de ph = 3,00? Cuál será la concentración del anión A en el equilibrio? b) De qué concentración deberá ser una disolución de ácido clorhídrico para que ésta tenga un ph = 3,00? Cuál será la concentración de ion cloruro en dicha disolución? c) Indique cuál será el ph (ácido, neutro o básico) de las disoluciones acuosas de las sales NaA y NaCl La constante Kb del NH3, es igual a 1, a 25. Calcule: a) la concentración de las especies iónicas en una disolución 0,20 M de amoniaco; b) el ph de la disolución y el grado de disociación del amoniaco La disolución acuosa preparada disolviendo 1,50 g de ácido acético, CH3COOH, en 250 ml de disolución, tiene un ph = 2,90. A partir de esta información, calcule el valor de la constante de acidez, Ka, para el ácido acético. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; C = 12,0 ; O = 16,0

33 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág La fenolftaleína es un indicador ácido base que cambia de incoloro a rosa en el intervalo de ph 8 (incoloro) a ph 9,5 (rosa). Razonando la respuesta, a) qué color presentará este indicador en una disolución acuosa de cloruro de amonio, NH4Cl?; b) qué color presentará este indicador en una disolución de NaOH 10 3 M? 267. La neutralización exacta de 20 ml de una disolución acuosa de ácido acético, (CH3 COOH), de concentración desconocida, necesitó 10 ml de disolución acuosa de NaOH 0,50 M. Calcule el volumen, en ml, de la disolución inicial de ácido acético que se necesita para preparar, por dilución con agua, 500 ml de una disolución acuosa de este ácido de ph = 3,70. Datos: Ka (CH3 COOH) = 1, La neutralización exacta de 25 ml de una disolución acuosa de ácido cianhídrico, HCN, consumió 15 ml de disolución acuosa de hidróxido de sodio, NaOH, 0,010 M. Calcule el ph de la disolución acuosa de ácido cianhídrico. Datos: Ka (HCN) = 4, La neutralización exacta de 25,0 ml de una disolución acuosa de hidróxido de sodio, NaOH, necesita 34,0 ml de disolución acuosa de ácido clorhídrico, HCl, de ph = 1,30. Calcule el ph de la disolución inicial de NaOH La valoración de 10,0 ml de una disolución acuosa de fluoruro de hidrógeno consume 12,4 ml de otra disolución de hidróxido de potasio 0,010 M. Calcule la concentración de ácido presente en la disolución valorada y el ph de dicha disolución antes de iniciar la valoración. Datos: Ka (HF) = 6, ; Producto iónico del agua a 25, Kw = 1, Las concentraciones de iones hidróxido de dos disoluciones A y B son 10 6 M y M, respectivamente. Indique razonadamente cuál de ellas corresponde a un ácido fuerte y cuál de ellas a una sal de ácido débil y base fuerte Las constantes de acidez del ácido acético (etanoico) y del ácido hipocloroso son 1, y 3, respectivamente. a) Escriba la reacción química que, de acuerdo con la Teoría de Brønsted Lowry, justifique el carácter básico de la lejía de hipoclorito de sodio. Podría explicar este carácter básico empleando la teoría de Arrhenius? b) Indique y nombre las bases conjugadas del ácido clorhídrico y cloruro de amonio y los ácidos conjugados del hidróxido de sodio, cianuro de potasio y carbonato de sodio. c) Escriba la reacción química del agua con el ácido acético y la expresión de su constante de acidez. Escriba la reacción química del agua con la base conjugada del ácido acético y la expresión de su constante de basicidad. d) Demuestre cómo se puede calcular la constante de basicidad del ion acetato a partir de la constante de acidez del ácido acético Las constantes de acidez del ácido acético y del ácido cianhídrico son 1, y 4, respectivamente. a) Escriba la reacción química del agua con ambos ácidos y las expresiones de sus constantes de acidez. Justifique cuál de ellos es un ácido más débil. b) Escriba la reacción química que de acuerdo con la Teoría de Brønsted Lowry justifique el carácter básico del cianuro de sodio. Podría explicarse este carácter básico empleando la teoría de Arrhenius? c) Demuestre cómo se puede calcular la constante de basicidad del ion cianuro a partir de la constante de acidez del ácido cianhídrico. d) Indique y nombre la base conjugada del nitrato de amonio, y los ácidos conjugados del amoniaco y del carbonato de sodio.

34 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Las constantes de disociación ácida del ácido acético, CH3COOH, y del ácido hipocloroso, HClO, son 1, y 3,0 10 8, respectivamente. Conteste, razonadamente, a las siguientes cuestiones: a) Cuál de los dos ácidos es más fuerte? b) Cuál es la base más fuerte: el ion acetato o el hipoclorito? c) Se mezclan volúmenes iguales de una disolución de ácido acético y otra de hipoclorito, ambas de la misma concentración. Deduzca si la disolución resultante será ácida, neutra o básica. Datos: Kw = Las siguientes sustancias son todas solubles en agua: carbonato de potasio, acetato de sodio, ácido acético, etanol y sulfuro de sodio. Indique cuáles de ellas son electrólitos fuertes, razonando la respuesta. Datos: Ka ácido acético = 1, Mediante la teoría de Brønsted Lowry, justifique el carácter ácido, base o anfótero de las disoluciones acuosas de: a) CO3 2 b) H2PO4 c) HS d) NH Nos entregan una disolución concentrada de amoníaco y para averiguar su concentración aproximada hacemos el siguiente ensayo: Tomamos 10 ml de la disolución concentrada y los diluimos con agua hasta un volumen total de 500 ml. La determinación del ph de la disolución diluida arroja un valor de 9,10. Calcule la concentración de amoniaco en la disolución original que nos habían entregado. Datos: Kb (NH3) = 1, ; Producto iónico del agua a 25, Kw = 1, Ordene las siguientes disoluciones acuosas 1 M en orden creciente de ph (de menor a mayor): NaOH, HNO3, NaNO3, NH4NO3. Explique su respuesta con las reacciones necesarias Ordene razonadamente de menor a mayor el ph de las disoluciones 0,10 M de los siguientes compuestos: a) NH4Cl; b) HCl; c) NaNO Para cada uno de los siguientes pares, justifique qué disolución acuosa 0,1 M tiene un ph más alto. a) Cloruro de amonio, amoniaco (Trihidruro de nitrógeno). b) Acetato de sodio (Etanoato de sodio), cloruro de sodio. c) Carbonato de potasio (Trioxidocarbonato de dipotasio), carbonato de sodio [Trioxidocarbonato(2 ) de disodio]. d) Nitrato de sodio (Trioxidonitrato de sodio), ácido clorhídrico (Cloruro de hidrógeno) Para calcular la alcalinidad de un agua residual de una industria de sosa cáustica (NaOH), se tomaron 50 ml de la misma y se gastaron 20 ml de HCl 0,1 M. a) Dibuje el montaje experimental para llevar a cabo esta volumetría, indicando en dicho dibujo los materiales y sustancias utilizadas. b) En el laboratorio se dispone de fenolftaleína (intervalo de viraje 8,3 10) y anaranjado de metilo (intervalo de viraje 3,1 4,4). Señale justificadamente si los dos indicadores serían válidos para señalar el punto final de la volumetría y escriba la reacción química que tiene lugar. c) Calcule la concentración molar de sosa cáustica en el agua y cuál sería su ph.

35 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Para el tratamiento de lesiones fúngicas en la piel es posible usar lociones que contienen ácido benzoico. Para ello se disuelven 0,61 g de ácido benzoico, C6H5 COOH, en agua hasta un volumen de 100 ml, estableciéndose el siguiente equilibrio: C6H5 COOH + H2O C6H5 COO + H3O +. Si su grado de disociación en estas condiciones es 8,1 10 2, calcule: a) la constante de acidez, Ka, del ácido benzoico; b) el ph de la disolución; c) la concentración de ácido benzoico que queda sin disociar presente en el equilibrio; d) el efecto que tendrá sobre las concentraciones presentes en el equilibrio la adición de pequeñas cantidades de ácido clorhídrico, HCl. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(C) = 12,0 ; Mat(O) = 16, Para intentar neutralizar 250 ml de HNO3 0,50 M se han añadido 150 ml de una disolución de NaOH 1,0 M. a) Se ha conseguido neutralizar la disolución? Justifique la respuesta. b) Calcule el ph de la disolución final resultante Para la neutralización exacta de 5,0 ml de una disolución acuosa de amoniaco, NH3(ac), de uso doméstico (d = 0,97 g ml 1 ) se necesitan 8,0 ml de una disolución acuosa de ácido clorhídrico, HCl(ac), 1,5 M. Calcule el tanto por ciento en masa de amoniaco en la disolución acuosa de uso doméstico y el ph de la citada disolución. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1 ; N = 14 ; Kb (NH3) = 1, Para la reacción: I2 + HNO3 HIO3 + NO + H2O, a) determine la especie que se oxida y la que se reduce; b) determine los productos de la oxidación y la reducción; c) ajuste la ecuación por el método de ion electrón Para las especies CN, HF y CO3 2, en disolución acuosa: a) escriba, según corresponda, la fórmula del ácido o de la base conjugados; b) justifique, mediante la reacción correspondiente, el carácter ácido o básico que es de esperar de cada una de las disoluciones Para las siguientes reacciones de neutralización, formule la reacción y calcule el ph de la disolución que resulta tras: a) mezclar 50 ml de ácido sulfúrico 2,0 M con 50 ml de hidróxido de sodio 5,0 M; b) añadir 0,10 g de hidróxido de sodio y 0,10 g de cloruro de hidrógeno a un litro de agua destilada. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; O = 16,0 ; Na = 23,0 ; Cl = 35, Para las siguientes sales: NaCl, NH4NO3 y K2CO3, a) escriba las ecuaciones químicas correspondientes a su disolución en agua; b) clasifique las disoluciones en ácidas, básicas o neutras Para preparar 0,50 litros de ácido acético 0,40 M se dispone de una disolución de acético comercial del 99 % en masa y densidad 1,05 g ml 1. Calcule: a) el volumen de disolución de ácido acético comercial para preparar la disolución deseada; b) el ph de la disolución preparada. Datos: Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; C = 12,0 ; O = 16,0 ; Ka (ácido acético) = 1, Para preparar 0,50 litros de disolución de ácido acético 1,2 M se dispone de un ácido acético comercial del 96,0 % de riqueza en masa y densidad 1,06 g ml 1. Calcule: a) el volumen de disolución de ácido acético comercial necesario para preparar la disolución deseada; b) el ph de la disolución obtenida; c) el grado de disociación del ácido acético en la disolución preparada. Datos: Ka(ácido acético) = 1, ; Masas atómicas: C = 12,0 ; H = 1,0 ; O = 16

36 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Para saponificar 15,50 g de una grasa añadimos 120 ml de una disolución 0,40 M de hidróxido de potasio, utilizando a continuación 2,8 ml de ácido clorhídrico 0,50 N para neutralizar el exceso de base añadido. Cuántos miligramos de hidróxido de potasio se necesitan para saponificar 1,0 gramo de grasa (índice de saponificación)? 292. Para una disolución acuosa de ácido acético [ácido etanoico] 0,10 M, calcule: a) la concentración de ion acetato [ion etanoato]; b) el ph y el grado de disociación. Datos: Ka = 1, Para una disolución acuosa de cloruro de amonio, NH4Cl, de concentración 0,015 mol L 1, calcule: a) la constante de hidrólisis; b) el grado de hidrólisis; c) el ph. Datos: Kb(NH3) = 1, Para una disolución acuosa de un acido HA de Ka = , justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a) "La constante de acidez de HA es menor que la constante de basicidad de su base conjugada". b) "Si se diluye la disolución del acido, su grado de disociación permanece constante" Para una disolución acuosa de un ácido HA de Ka = 10 5, justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a) Cuando se neutraliza con una base, el ph es diferente a 7. b) Cuando se duplica la concentración de protones de la disolución, su ph se reduce a la mitad. c) La constante de acidez de HA es menor que la constante de basicidad de su base conjugada. d) Si se diluye la disolución del ácido, su grado de disociación permanece constante Para una disolución acuosa del ácido HA: a) Escriba la ecuación de ionización según la teoría de Brønsted Lowry e indique las especies ácidas y básicas. b) Sabiendo que el ph es 3,00 para una disolución 0,10 M, calcule la constante de ionización Ka del ácido. c) Cuántos ml de NaOH(ac) 0,10 M se precisan para neutralizar 40 ml de HA(ac)? Cuál será el ph (ácido, básico o neutro) en el punto de neutralización? 297. Para una disolución de un ácido HA de Ka = 1,0 10 5, justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones, sin necesidad de hacer cálculos y escribiendo el equilibrio correspondiente. a) Su grado de disociación no puede ser igual a la unidad. b) Cuando se neutraliza con una base fuerte, como NaOH, el ph en el punto de equivalencia es menor que 7. c) El ph de una disolución 1, M de este ácido es 2, Para una solución acuosa de ácido láctico de 0,200 M (ácido 2 hidroxipropanoico), a) calcule el grado de ionización del ácido en la disolución y el ph del mismo; b) qué concentración debe tener una solución de ácido benzoico, C6H5 COOH, para dar un ph igual a la solución de ácido láctico 0,200 M? Datos: Ka[CH3 CH(OH) COOH] = 3, ; Ka(C6H5 COOH) = 6, Razone a nivel cualitativo cuál de los indicadores, azul de bromofenol, azul de bromotimol o fenolftaleína, sería el más adecuado para cada una de las valoraciones siguientes: a) KOH(ac) + HNO2(ac) KNO2(ac) + H2O b) NH3(ac) + HNO3(ac) NH4NO3(ac) c) KOH(ac) + HCl(ac) KCl(ac) + H2O d) NH3(ac) + CH3COOH(ac) CH3COONH4(ac) Datos: Ka (HNO2) = 7, ; Kb (NH3) = 1, ; Ka (CH3COOH) = 1, ; Kw = 1, ; Intervalo de viraje: azul de bromofenol: ph 3,0 4,6 ; azul de bromotimol ph 6,0 7,6 ; fenolftaleína ph 8,3 10,0.

37 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Razone la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones justificando la respuesta: a) Para dos disoluciones con igual concentración de ácido, la disolución del ácido más débil tiene menor ph. b) A un ácido fuerte le corresponde una base conjugada débil. c) El grado de disociación de un ácido débil aumenta al añadir OH (ac) a la disolución. d) Al mezclar 50 ml de NH3(ac) 0,10 M con 50 ml de HCl(ac) 0,10 M, el ph de la disolución resultante es básico. Datos: Kb (NH3) = 1, Razone la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: a) A igual molaridad, cuanto menor es la Ka de un ácido menor es el ph de sus disoluciones. b) Al añadir agua a una disolución de un ácido fuerte su ph disminuye. c) En las disoluciones básicas el poh es menor que el ph Razone la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: a) A igual molaridad, cuanto más débil es un ácido menor es el ph de su disolución. b) A un ácido fuerte le corresponde una base conjugada débil. c) Cuando se añade agua a una disolución de base fuerte disminuye el ph. d) No existen disoluciones diluidas de un ácido fuerte Razone la verdad o falsedad de los siguientes enunciados: a) En la electrólisis la oxidación se produce en el cátodo. b) En la electrólisis la reacción redox se produce de forma espontánea Razone qué ocurrirá con el ph cuando se añade agua a una disolución de: a) un ácido fuerte; b) una base fuerte Razone qué tipo de ph (ácido, neutro o básico) presentarán las disoluciones acuosas de: a) acetato de sodio [etanoato de sodio]; b) nitrato de amonio [trioxidonitrato(1 ) de amonio] Razone si las siguientes afirmaciones, referidas a una disolución 0,1 M de un acido débil HA, son correctas. a) "Las concentraciones en el equilibrio de las especies A y H3O + son iguales". b) "El ph de la disolución es 1" Razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a) El ph de la disolución resultante de neutralizar ácido nítrico con amoniaco es igual a 7. b) Para las bases A (Kb = 1, ) y B (Kb =1, ), el ácido conjugado de B será más fuerte que el de A. c) El ph de una disolución de un ácido fuerte varía con la adición de agua. d) Si se añade 1,0 L de agua a 1,0 L de una disolución de HCl 0,20 M, el ph de la disolución resultante es 1, Razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a) Cuanto mayor sea la concentración inicial de un ácido débil, mayor será la constante de disociación. b) El grado de disociación de un ácido débil es independiente de la concentración inicial del ácido. c) Una disolución acuosa de cloruro de amonio tiene un ph básico Razone sobre la veracidad de cada una de las siguientes afirmaciones: a) Según la Teoría de Brønsted, un ácido y su base conjugada difieren en un protón. b) Un ácido y su base conjugada reaccionan entre sí dando una disolución neutra. c) La base conjugada de un ácido fuerte es una base fuerte. d) Una base de Arrhenius es aquélla que en disolución acuosa da iones OH.

38 Problemas de Química 2º Bachillerato PAU Ácido base 05/03/2018 Pág Razone sobre la veracidad de cada una de las siguientes afirmaciones: a) Cuando se mezclan volúmenes iguales de disoluciones de ácido acético y de hidróxido de sodio, de la misma concentración, el ph de la disolución resultante está entre 1 y 7. b) Según la Teoría de Brønsted el agua es la base conjugada de sí misma. c) Una disolución acuosa de cloruro de sodio tiene un ph de Razone, ponga un ejemplo en su caso, si al disolver una sal en agua, a) se puede obtener una disolución de ph básico; b) se puede obtener una disolución de ph ácido; c) se puede obtener una disolución de ph neutro; d) se puede obtener una disolución reguladora Rellene en su cuadernillo de examen las casillas vacías de la siguiente tabla: Disolución Temperatura, C Concentración [H + ] [OH ] ph a b 60 8 c ,02 d , Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones, escribiendo las correspondientes reacciones químicas (no es necesario hacer ningún cálculo). a) Cómo varía el ph de una disolución de amoniaco si se le añade cloruro de amonio? b) Compare el ph de la disolución A, obtenida al mezclar volúmenes iguales de hidróxido de sodio 0,2 M y de ácido acético 0,2 M con el ph de la disolución B, obtenida al mezclar volúmenes iguales de hidróxido de sodio 0,2 M y de ácido clorhídrico 0,2 M. Datos: Kb del amoniaco = 1, ; Ka del ácido acético = 1, Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones: a) Calcule el ph de una disolución de HCl del 2 % en masa y de densidad 1,01 g ml 1. b) Calcule el ph de la disolución resultante de mezclar 10 ml de una disolución de HCl 0,10 M con 30 ml de una disolución de NaOH 0,10 M, teniendo en cuenta que los volúmenes son aditivos. c) En el recipiente de la disolución de HCl aparece el siguiente pictograma. Indique su significado Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones: a) El grado de disociación de una disolución 0,030 M de hidróxido de amonio, NH4OH, es 0,024. Calcule la constante de disociación, Kb, del hidróxido de amonio y el ph de la disolución. b) Calcule el volumen de agua que hay que añadir a 100 ml de una disolución de NaOH 0,030 M para que el ph sea 11, Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones: a) Calcule los gramos de ácido cloroso, HClO2 (Ka = 0,011), que se necesitan para preparar 100 ml de disolución de ph = 2,00. b) Calcule el grado de disociación del ácido cloroso en dicha disolución. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(O) = 16,0 ; Mat(Cl) = 35,5