IES Al-Ándlus. Dpto. Físic y Químic. Químic 2º Bchillerto. Tem 3. Equilirio ácido-se. Pág - 1 - TEMA 3: EQUILIBRIO DE TRANSFERENCIA DE PROTONES (ÁCIDO-BASE) 3.1 CARACTERÍSTICAS DE ÁCIDOS Y BASES. EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LAS TEORÍAS ÁCIDO-BASE 3.1.1. Crcterístics de ácidos y ses ÁCIDOS BASES Tienen sor grio Tienen sor mrgo (cáustico) Corrosivos pr l piel Untuosos l tcto, corrosivos pr l piel Vuelven rojo el ppel tornsol Vuelven zul el ppel tornsol Disuelven muchs sustncis Precipitn sustncis disuelts en ácidos Atcn muchos metles, desprendiendo hidrógeno Disuelven ls grss Se neutrlizn l reccionr entre sí, perdiendo sus propieddes 3.1.2.Primers teorís sore ácidos y ses. En el intento de explicr ls propieddes oservds pr ls sustncis ácids o ásics, y comprender el comportmiento químico de los ácidos y de ls ses, l comunidd científic h emitido distints teorís lo lrgo de l histori. - Lvoisier, l oservr que los ácidos se producín cundo el gu reccion con los óxidos otenidos l quemr no metles, como el crono, el fósforo y el zufre, en tmósfer de oxígeno: No metl oxígeno Óxido no metálico Óxido no metálico gu ácido Lvoisier dedujo que ls propieddes crcterístics de los ácidos se deín l presenci de oxígeno en sus moléculs. - En 1811, Humphrey Dvy comproó que existín ácidos como el clorhídrico, HCl, o el cinhídrico, HCN, que no contenín oxígeno en sus moléculs, por lo que l teorí de Lvoisier no er válid. Dvy propuso demás que er el hidrógeno, y no el oxígeno, el elemento crcterístico que se hll presente en l composición de todos los ácidos. - En 1830, Justus von Lieig mostró que todos los ácidos conocidos contenín un átomo de hidrógeno que podí ser sustituido por un metl. Est últim limitción es necesri, porque sustncis con átomos de hidrógeno no sustituiles por metles, como el metno, CH 4, o el enceno, C 6 H 6, no son ácids. Ests primers teorís no dn ningun explicción de ls fuerzs diferentes que presentn los ácidos, ni relcionn el crácter ásico con lgún elemento o grupción químic específic. 3.1.3.Teorí de Arrhenius El primer modelo ácido-se utilizle cuntittivmente dt del periodo 1880-1890, cundo el científico sueco Svnte A. Arrhenius desrrolló su Teorí de l disocición electrolític. Según dich teorí, hy sustncis, llmds electrolitos, que mnifiestn sus propieddes químics y su conductividd eléctric en disolución cuos. Por ejemplo, ls sles l disolverse en gu son conductors de l corriente eléctric, deido l presenci de iones en l disolución: N Cl (c) N (c) Cl - (c) (Est fue un teorí innovdor en l époc, y que propone l existenci de átomos con crg, en un momento en que ún no se hín descuierto los electrones) Al mplir su estudio, Arrhenius comproó que, demás de ls sles, hí otrs sustncis que l disolverse en gu podín descomponerse en sus iones, y ser conductors de l corriente eléctric: HCl (c) H (c) Cl - (c) HNO 3 (c) NO 3 - (c) H (c) C(OH) 2 (c) C 2 (c) 2 OH - (c) Así, un ácido es quell sustnci que, l disolverse en gu, lier iones H : Un se es quell sustnci que, en disolución cuos, lier iones OH - : AH (c) A - (c) H (c) B(OH) (c) B (c) OH - (c) - Existen electrolitos fuertes, que se disocin completmente. L myorí de ls sles, lgunos ácidos inorgánicos (HCl, H 2 SO 4, HNO 3 ), lguns ses (NOH, KOH, C(OH) 2 ) - Por el contrrio, son electrolitos déiles quellos que tienen un grdo de disocición muy pequeño (α<<1, K<<1) Esto explic: - L conductividd eléctric de ls disoluciones ácids y ásics. -L neutrlizción entre disoluciones ácids y ásics, en l proporción decud, y que los iones A - y B formn un sl AB, y los iones H y OH - se unen pr formr gu H 2 O, con lo que desprecen ls crcterístics de ácido y se. -Permite hcer cálculos, plicndo el grdo de disocición, distinguiendo entre ácidos (ses) fuertes y déiles. Así, un sl como N Cl, o un ácido como el HCl, se disocin completmente, son electrolitos fuertes, mientrs que el ácido cético sólo se disoci en un 0,4%, es un electrolito déil. Sin emrgo, present inconvenientes: -Limit el crácter ásico los hidróxidos, y no explic el hecho de que sustncis como el monico NH 3, o el cronto de sodio NCO 3 se comporten como se. -Sólo explic el comportmiento ácido o ásico en disoluciones cuoss. No incluye disolventes como monico, enceno, o lcohol etílico. -El ión H, constituido únicmente por un protón, es muy inestle, y tiende reccionr rápidmente con ls moléculs de gu de l disolución. Esto no lo explic l teorí de Arrhenius.
IES Al-Ándlus. Dpto. Físic y Químic. Químic 2º Bchillerto. Tem 3. Equilirio ácido-se. Pág - 2-3.1.4.Teorí de Brönsted-Lowry En 1923, el dnés J. Brönsted y el ritánico T. Lowry proponen simultánemente y de form independiente un teorí que super los inconvenientes de Arrhenius: le teorí protónic. Según est, ls recciones ácido se consisten en trnsferencis de protones entre uns sustncis y otrs. -Un sustnci ácid es quell que tiene tendenci ceder protones. -Un sustnci ásic es quell que tiene tendenci ceptr protones. - Con esto, l disolverse un ácido en gu, cede un protón l molécul de gu, que se comport como se, ceptándolo: AH H 2 O A - H 3 O ejemplo: HCl H 2 O Cl - (c) H 3 O (c) H 2 SO 4 H 2 O HSO - 4 (c) H 3 O (c) El ión H 3 O se denomin ión hidronio (tmién oxonio), y es mucho más estle que un protón isldo. - Al disolver un se en gu, cept un protón de l molécul de H 2 O, que qued como OH -. B H 2 O BH OH - ejemplos: NH 3 H 2 O NH 4 (c) OH - (c) NOH H 2 O [N (H 2 O)] (c) OH - (c) Vemos que, según est teorí, pr que un sustnci se comporte como ácido, desprendiendo un protón, dee reccionr con otr que se comporte como se, ceptándolo. Est teorí explic recciones que trnscurren sin l presenci de gu, como: HCl (g) NH 3 (g) NH 4 Cl - ácido-1 se-2 ácido-2 se-1 3.1.5.Teorí de Lewis Hy muchos compuestos que sin tener hidrógeno en su composición, se comportn como ácidos frente los indicdores, y frente ls ses que neutrlizn. Así, lgunos gses como el CO 2 y el SO 3 enrojecen el ppel tornsol, y reccionn con los óxidos metálicos formndo sles: CO 2 (g) CO(s) CCO 3 (s) ; SO 3 (g) K 2 O(s) K 2 SO 4 (s) L teorí de Brönsted-Lowry no puede explicr el comportmiento ácido de ests sustncis porque deido l usenci de hidrógeno en sus moléculs, no puede her trnsferenci de protones entre el ácido y l se. Pr justificr el comportmiento ácido de sustncis que no contienen hidrógeno en su composición, G.N. Lewis desrrolló entre 1923 y 1938 un nuev teorí más mpli y generl que l de Brönsted-Lowry. Según Lewis: - Un ácido, es tod sustnci que puede ceptr un pr de electrones pr formr un enlce covlente coordindo. - Un se, es tod sustnci cpz de donr un pr de electrones pr formr un enlce covlente coordindo. De cuerdo con ls definiciones dds, un ácido de Lewis dee tener l menos un oritl lire, y un se, un pr de electrones no comprtido. Así, por ejemplo: BCl 3 N(CH 3 ) 3 BCl 3 -N(CH 3 ) 3 l trimetilmin, N(CH 3 ) 3, es un se, y que cede un pr de electrones l tricloruro de oro, BCl 3, que, de est form, se comport como ácido. El proceso de neutrlizción entre un ácido fuerte y un se fuerte ocurre cundo el ión H, que present oritles vcíos, y el ión OH-, que present pres de electrones no comprtidos, formn un enlce covlente coordindo. H OH - H 2 O 3.2.ESTUDIO DE ÁCIDOS Y BASES SEGÚN BRÖNSTED-LOWRY Como hemos visto en el prtdo nterior, según l teorí de Brönsted-Lowry, ls recciones ácido-se se explicn prtir de l trnsferenci de protones entre uns sustncis y otrs. - Ácido es quell sustnci que es cpz de desprenderse de un protón (H ). - Bse es quell sustnci que es cpz de ceptr un protón (H ). A prtir de est teorí, compromos que los conceptos de ácido y se son reltivos. Pr que un ácido pued ceder un protón (o más) es necesrio que otr sustnci (un se) cepte el protón. Existen sustncis que pueden comportrse como ácido o como se, dependiendo de con qué sustnci reccione. Ddo que ls recciones más importntes se dn en disolución cuos, prtir de hor los conceptos de ácido y se los referiremos respecto l gu. 3.2.1.Ácidos y ses conjugdos. - Supongmos un ácido AH, que reccion con el gu cediendo un protón AH H 2 O A - H 3 O El ión A- resultnte tiene tendenci volver ceptr un protón, por lo que será un se. Se denomin se conjugd del ácido AH (puede dr ls recciones A - H 3 O AH H 2 O ; A - H 2 O AH OH - ) - Del mismo modo, dd un se B que tiende ceptr protones B H 2 O BH OH - El ión BH tiene tendenci volver desprenderse del protón, por lo que será un ácido. Se denomin ácido conjugdo de l se B. (puede dr ls recciones BH OH - B H 2 O ; BH H 2 O B H 3 O ) Es decir, todo ácido le corresponde un se conjugd, y tod se le corresponde un ácido conjugdo.
IES Al-Ándlus. Dpto. Físic y Químic. Químic 2º Bchillerto. Tem 3. Equilirio ácido-se. Pág - 3 - El pr ácido/se conjugdos, se escrie por este orden: HCl / Cl - NH 4 / NH 3 [N (H 2 O)] / N(OH) 3.2.2.Sustncis nfóters Se denominn nfóters quells sustncis que pueden comportrse como ácido o se, dependiendo de ls sustnci con l que recciones. El ejemplo más crcterístico de sustnci nfóter es el gu. Puede comportrse como se, ceptndo un protón de un ácido AH H 2 O A - H 3 O De est form, el ión hidronio (H 3 O ) será el ácido conjugdo del gu. Tmién puede comportrse como ácido, cediendo un protón B H 2 O BH OH - De est form, el ión hidróxido (OH - ) será l se conjugd del gu. Otrs sustncis nfóters son: el monico (NH 3 ), lgunos iones procedentes de l disocición de ácidos polipróticos (HS -, HCO - 3 ) Constntes de cidez (K) de lgunos ácidos 3.2.3.Fuerz reltiv de ácidos y ses. Constnte de disocición. - Ác. perclórico HClO 4 / ClO 4 Muy grnde L tendenci ceder o ceptr protones de un determind sustnci es reltiv. L intensidd con l que ácidos y ses desprenden o ceptn protones depende, en principio, de l propi sustnci, y en segundo lugr, de con qué sustnci reccione. En delnte, siempre no referiremos fuerz reltiv l gu (es l que prece reflejd en ls tls). L fuerz de un ácido o un se se mide prtir de su constnte de disocición K, que es l constnte de equilirio de su rección con el gu. Hlremos de constnte de cidez K, o de sicidd K. Un ácido o un se será fuerte cundo tiene grn tendenci ceder o ceptr protones. El equilirio de su rección con el gu estrá muy desplzdo hci l derech. Su constnte de disocición será muy grnde, del orden de 10 20, y l considerremos infinit, es decir, su rección con el gu se consider irreversile, el ácido (o l se) se disoci en su totlidd. Algunos ácidos fuertes: HCl, H 2 SO 4, HNO 3, HClO 4 Alguns ses fuertes: Hidróxidos de los grupos 1 y 2 Un ácido o un se será déil cundo tiene poc tendenci ceder o ceptr protones. Su constnte no puede ser considerd infinit (de hecho, suele ser mucho menor que uno). El equilirio de su rección con el gu estrá normlmente desplzdo hci l izquierd. Constnte de cidez: AH H 2 O A - H 3 [ A ] [ ] H O O 3 K = [ AH ] Constnte de sicidd: B H 2 [ BH ] [ ] OH O BH OH - En mos csos, l concentrción del gu pens vrí (considerremos disoluciones diluids), por lo que [H 2 O] prece incluido en l constnte de disocición. Si un ácido o se es fuerte, su especie conjugd será muy déil. 3.2.4.Ácidos polipróticos Ác. nítrico - HNO 3 / NO 3 Muy grnde Ác. romhídrico HBrl / Br - Muy grnde Ác. clorhídrico HCl / Cl - Muy grnde Ác. sulfúrico - H 2 SO 4 / HSO 4 HSO - -2 4 / SO 4 Muy grnde 1,0 10-2 Ctión hidronio H 3 O / H 2 O 1 Ác. fosfórico - H 3 PO 4 / H 3 PO 4 7,5 10-3 Ác. fluorhídrico HF / F - 6,8 10-4 Ác. fórmico HCOOH / HCOO - 1,8 10-4 Ác. cético CH 3 COOH / CH 3 COO - 1,8 10-5 Ác. Crónico - H 2 CO 3 / HCO 3 4,4 10-7 HCO - -2 3 / CO 3 4,7 10-11 Ác. sulfhídrico H 2 S / HS - 9,5 10-8 HS - / S -2 1 10-19 Ác. cinhídrico HCN / CN - 6,2 10-10 Ctión monio NH 4 / NH 3 5,7 10-10 gu H 2 O / OH - 1,0 10-14 Algunos ácidos poseen vrios átomos de hidrógeno en l molécul, y pueden ceder más de un protón. Sin emrgo, no presentn l mism tendenci pr desprenderse del primero que de los siguientes. Esto se reflej en ls constntes de disocición. Pr el ácido sulfúrico: H 2 SO 4 H 2 O HSO - 4 H 3 O K 1 >> ácido fuerte HSO - 4 H 2 O SO -2 4 H 3 O K 2 = 1,0 10-2 ácido moderdmente déil Lo mismo ocurre pr los diversos ácidos polipróticos. L tendenci ceder el segundo protón es mucho menor que pr el primero, y sí sucesivmente. K Constntes de sicidd (K) de lguns ses Hidróx. sodio NOH / N Muy grnde Hidróx. potsio KOH / N Muy grnde Hidróx. Cesio CsOH / N Muy grnde Hidróx. clcio COH / N Muy grnde Hidróx. rio BOH / N Muy grnde Anión hidróxido OH - / H 2 O 1 Amonico NH 3 / NH 4 1,8 10-5 gu H 2 O / H 3 O 1,0 10-14 = [ B]
IES Al-Ándlus. Dpto. Físic y Químic. Químic 2º Bchillerto. Tem 3. Equilirio ácido-se. Pág - 4-3.3.EQUILIBRIO IÓNICO DEL AGUA. CONCEPTO DE ph 3.3.1.Equilirio iónico del gu En teorí, el gu pur no conduce l corriente eléctric. Sin emrgo, se comprue experimentlmente que sí present un ciert conductividd, unque muy pequeñ. Este hecho se explic por el crácter nfótero del gu. Puede comportrse como ácido o como se. Constntemente se están produciendo choques entre moléculs de gu, y un porcentje muy pequeño de estos choques produce l disocición de ls moléculs 2 H 2 O OH - H 3 O Los iones presentes en el gu destild explicn su (pequeñ) conductividd. 14 mol L constnte de equilirio de l disocición del gu K w, 25 ºC, es K [ ] [ ] ( ) 2 w = H 3O OH = 10 l Est relción se conoce como producto iónico del gu, y se cumple en tod disolución cuos. 7 mol En un disolución neutr, [ H 3O ] = [ OH ] = 10 l Al introducir un ácido en l disolución, umentmos [H 3 O ], con lo que Kw [ OH ] =, disminuye, mnteniéndose el producto iónico del gu. [ H 3O ] Algo similr sucede l introducir un se. Al umentr l concentrción de iones hidróxido, disminuye l de hidronio. Ddo un pr ácido/se conjugdos, de constntes K y K, se cumple que K K = K 3.3.2.Concepto de ph L medid de l cidez o sicidd de un disolución nos l d l concentrción iones hidronio [H 3 O ] presentes en l mism. Ddo que ls disoluciones más usules son muy diluids, tendremos que trjr con números muy pequeños, y potencis de 10 de exponente negtivo. Pr evitr esto, se define el concepto de ph, medinte l operción: ph = log[ H 3 O ] Análogmente, definimos: poh = log[ OH ] (El concepto de ph fue introducido por S.P. Sörensen en 1909) L mism operción mtemátic podemos plicrl l constnte de cidez o sicidd, definiendo pk log pk = log K = K pk w = log K w A prtir del producto iónico del gu, es fácil pror, plicndo logritmos, que, un tempertur de 25 ºC, ph poh = 14 L tl nterior es válid pr T = 25ºC. En generl, culquier tempertur, se cumple que 3.4.INDICADORES Vlores de Kw diferentes T. 0 ºC 0,11 10-14 10 ºC 0,29 10-14 20 ºC 0,67 10-14 30 ºC 1,0 10-14 40 ºC 1,47 10-14 50 ºC 5,30 10-14 w (25ºC) [H 3 O ] ph [OH - ] poh Ácid > 10-7 < 7 < 10-7 < 7 Neutr 10-7 7 10-7 7 Básic < 10-7 > 7 > 10-7 < 7 ph de lguns disoluciones Sustnci ph ácido ó se Fórmul jugo gástrico 1 ácido clorhídrico HCl jugo de limón 2,3 ácido cítrico H 3 C 5 H 5 O 7 vingre 2,9 ácido cético CH 3 -COOH gseos 4,1 ácido crónico CO 2 H 2 O ortig 4,5 ácido fórmico HCOOH lluvi ácid 5,6 sulfúrico, nítrico H 2 SO 4, HNO 3 orin 6 ácido úrico C 5 H 4 O 3 N 4 gu de lluvi 6,5 dióxido de crono CO 2 gu destild 7 gu H 2 O sngre 7,4 tmpón cronto HCO - 2-3 / CO 3 jón 7,9 ácidos grsos, sos R-COON pst de dientes 9,9 cronto cálcico CCO 3 leche de mgnesio 10,5 hidróxido de mgnesio Mg(OH) 2 cl pgd 11 hidróxido de clcio C(OH) 2 moníco doméstico 11,9 moníco NH 3 limpihornos 13 hidróxido de sodio NOH ph poh = pk w El control del ph de ls disoluciones es muy importnte en industris, tles como mnufcturs de limentos, purificción de gus, etc, y que el ph determin muchs crcterístics notles de l estructur y l ctividd de ls mcromoléculs iológics y, por tnto de ls céluls y de los orgnismos. Esto hce que l medid y regulción del ph se un operción muy importnte y utilizd. L medid del ph de un disolución se reliz: ) Medinte unos prtos llmdos ph-metros, sdos en métodos electroquímicos, que miden el ph directmente con grn rpidez y exctitud. ) Medinte indicdores, que sólo determinn el ph de form proximd. Algunos indicdores Color ácido/ásico Zon virje Violet de metilo Amrillo / rojo 0-2 Amrillo de metilo Rojo / Amrillo 2-3 Dinitrofenol Incoloro / Amrillo 2,4-4 Anrnjdo de metilo Rojo / Amrillo 3,1 4,4 Rojo congo Azul / Rojo 3-5 Rojo de metilo Rojo / Amrillo 4,4 6,2 Azul de romotimol Amrillo / Azul 6 7,6 Tornsol Rojo / Azul 4,5 8,3 Rojo de fenol Amrillo / Rojo 6,4 8,2 Fenolftleín Incoloro / Violet 8,3-10 Amrillo de lizrin Amrillo / Rojo 10,1 11,1 Trinitroenceno Incoloro / Nrnj 12-14
IES Al-Ándlus. Dpto. Físic y Químic. Químic 2º Bchillerto. Tem 3. Equilirio ácido-se. Pág - 5 - Muchos de estos indicdores son colorntes orgánicos complejos, que tienen l crcterístic de presentr distinto color según l zon del ph de l disolución en l que se encuentren. Un indicdor usul es l fenolftleín, incoloro pr un ph menor que 8,2, y que cmi progresivmente color rojo en el intervlo de ph entre 8,2 y 10,0. El indicdor se comport, generlmente, como un ácido déil o como un se déil. L vrición de color se dee l existenci de un equilirio ácido-se entre ls dos forms del indicdor, que presentn distintos colores. Si el indicdor es un ácido déil,, que se disoci según el equilirio: (q) H 2 O(l) In - (q) H 3 O (q) color1 color2 l form ácid del indicdor present el color 1, mientrs que l se conjugd present el color 2. El uso de un indicdor decudo permite distinguir un disolución ácid de un ásic, sí: - Cundo ñdimos un indicdor un disolución ácid, l concentrción de iones H 3 O presente en l disolución es elevd, por lo que, por el principio de Le Chtelier, l rección evolucionrá hci l izquierd, predominndo en l disolución l especie. Oservremos entonces el color 1. - Cundo un disolución ásic le ñdimos un indicdor, deido l j concentrción de iones H 3 O, l rección evolucionrá hci l derech, predominndo en l disolución l especie In -. Oservremos entonces el color 2. El ppel indicdor o ppel de ph es un mezcl de vrios indicdores, que cmi de color medid que cmi el ph. Luego el ph de un disolución se puede conocer, proximdmente, prtir del color que tom el ppel indicdor cundo se sumerge en l disolución prolem. 3.4.1.Zon de virje de un indicdor Un indicdor sólo puede medirnos el ph de form proximd, y que dee producirse un cmio de color precile por el ojo, es decir, dee psr de predominr l especie (en un 80-90%) hst que l especie myoritri se In -, y esto ocurre en un rngo de vrición de ph de hst 2 uniddes, según el indicdor. [ In ] eq [ H 3O ] L constnte de ionizción del indicdor, KIn, será: K = [ ] [ ] eq eq Despejndo [ H 3O ] = K tomndo logritmos ph [ In ] eq Suponiendo que oservemos clrmente el color 1 cundo [ ] 9 [ In ] eq ph = pk eq log 9 = = pk log [ ] eq [ In ] eq =, el ph correspondiente será: pk 0,95 Oservremos el color 2 cundo [ ] eq = 0,1 [ In ] eq, y el ph será ph = pk log 0,1 = pk 1 Es decir, l zon de virje del indicdor será proximdmente ph = pk ± 1 Evidentemente, cd indicdor tendrá su propi zon de virje, y que depende de K, y de si existe much diferenci de color entre ls forms ácid y ásic del indicdor. 3.5.HIDRÓLISIS DE SALES Por hidrólisis ( rotur del gu ) se entiende l rección que ocurre entre ls moléculs de gu y los iones procedentes de l disolución de cierts sles. Al disolver un sl en gu, se disoci en ctiones y niones, que se reprten entre ls moléculs de gu. Según ls crcterístics de estos iones, pueden tener dos comportmientos distintos: -Los iones procedentes de ácidos fuertes (sus ses conjugds, que son muy déiles) o de ses fuertes (sus ácidos conjugdos, muy déiles), no reccionn con el gu, no producen hidrólisis. Estos iones simplemente se hidrtn, se roden de moléculs de gu, deido su crg eléctric. N 2 H 2 O NOH H 3 O Cl - H 2 O HCl OH - Ests recciones están completmente desplzds hci l izquierd, es decir, no se produce l rección con el gu. -Los iones procedentes de ácidos o ses déiles (sus ses o ácidos conjugdos), reccionn con el gu, producen hidrólisis, originndo H 3 O u OH -, y modificndo el ph de l disolución. Ejemplo: nión cetto, proveniente del ácido cético, déil (K = 1,8 10-5 ). CH 3 COO - H 2 O CH 3 COOH OH - K = K w / K = 5,56 10-10 Aunque es un constnte pequeñ, l rección se produce en ciert medid, lierándose iones OH-. Ejemplo: ctión monio, proveniente del monico, se déil (K = 1,8 10-5 ). NH 4 H 2 O NH 3 H 3 O K = K w / K = 5,56 10-10 Aunque es un constnte pequeñ, l rección se produce en ciert medid, lierándose iones H 3 O. Por tnto, l disolver un sl en gu, deemos estudir de qué ácidos o ses provienen los iones que l componen, y si éstos son fuertes o déiles.
IES Al-Ándlus. Dpto. Físic y Químic. Químic 2º Bchillerto. Tem 3. Equilirio ácido-se. Pág - 6-3.5.1.Sles de ácido fuerte-se fuerte (por ejemplo: NCl) Al disolverse, el NCl se disoci en N (ácido conjugdo de NOH, se fuerte), y Cl - (se conjugd de HCl, ácido fuerte). Ninguno de estos iones reccion con el gu, no se produce hidrólisis. No se liern en l disolución iones hidronio ni hidróxido, por lo que el ph de l disolución será neutro, 7. 3.5.2.Sles de ácido fuerte-se déil (ejemplo: NH 4 Cl ) Al disolverse, el cloruro de monio se disoci en NH 4 (ácido conjugdo de NH 3, se déil), y Cl - (se conjugd de HCl, ácido fuerte). El nión Cl - no produce hidrólisis, pero el NH 4 sí reccion con el gu NH 4 H 2 O NH 3 H 3 O lierndo iones H 3 O. Por lo tnto, l disolución se volverá ligermente ácid (ph < 7) 3.5.3.Sles de ácido déil-se fuerte (ejemplo: NCH 3 COO) Al disolverse, el cetto de sodio se disoci en N (ácido conjugdo de NOH, se fuerte), y CH 3 COO - (se conjugd de CH 3 COOH, ácido déil). El ctión N no produce hidrólisis, pero el CH 3 COO - sí reccion con el gu CH 3 COO - H 2 O CH 3 COOH OH - lierndo iones OH -. Por lo tnto, l disolución se volverá ligermente ásic (ph > 7) 3.5.4.Sles de ácido déil-se déil (ejemplo: NH 4 CH 3 COO, NH 4 CN) Vemos que, l disolver un sl de este tipo en gu, los dos iones formdos producirán hidrólisis: NH 4 H 2 O NH 3 H 3 O NH 4 H 2 O NH 3 H 3 O CH 3 COO - H 2 O CH 3 COOH OH - CN - H 2 O HCN OH - Pr ser si el ph resultnte será ácido o ásico, deemos comprr ls constntes de ms recciones de hidrólisis. Aquell con myor vlor de K, decidirá l cidez o sicidd de l disolución. 3.6.DISOLUCIONES REGULADORAS (DISOLUCIONES TAMPÓN) En muchos procesos químicos relizdos en el lortorio, en los procesos industriles, y en muchs de ls recciones que tienen lugr en los sistems vivos, el ph dee permnecer constnte. Por ejemplo: el ph de l sngre rr vez ps de 7,45 o j de 7,35, pesr de que nuestro orgnismo recie y produce grndes cntiddes de ácido (como el crónico, resultnte de l rección del CO 2, desecho celulr, con el gu). qué mecnismos químicos utiliz nuestro cuerpo pr mntener el ph prácticmente constnte? Ls disoluciones que tienen l propiedd de mntener su ph prácticmente constnte, ún cundo ls diluimos o ñdimos sore ells cntiddes moderds de ácidos o de ses, ls conocemos como disoluciones reguldors, mortigudors o tmpón. Ls disoluciones tmpón están formds por: - Un ácido déil y un sl que contiene su se conjugd, por ejemplo el ácido cético, CH 3 COOH, y el cetto de sodio, NCH 3 COO. - Un se déil y un sl que contiene su ácido conjugdo correspondiente, por ejemplo el monico, NH 3, y el cloruro de monio, NH 4 Cl. 3.6.1. Cómo reguln el ph ests disoluciones? Vmos estudir qué es lo que ocurre cundo un disolución que contiene l mism concentrción en CH 3 COOH y en NCH 3 COO, le ñdimos un pequeñ cntidd de un ácido culquier (o de un se) El cetto de sodio es un electrolito fuerte que se disoci totlmente en disolución cuos: NCH 3 COO (s) H 2 O(l) CH 3 COO - (q) N (q) El ácido cético es un ácido déil que, cundo se encuentr en disolución cuos, se disoci sólo prcilmente: CH 3 COOH(q) H 2 O(l) CH 3 COO - (q) H 3 O (q) Si l disolución formd l mezclr un ácido déil y un sl que contiene su se conjugd, ñdimos un pequeñ cntidd de ácido como el HCl, l concentrción de H 3 O ument. Un umento de l concentrción de H 3 O hce que el sistem se desplce hci l izquierd; de est form, l vez que l concentrción de cético ument, l de cetto disminuye. Un vez restlecido el equilirio, compromos que l concentrción de H 3 O y, por tnto, el ph permnecen prácticmente constntes. De l mism form, si ñdimos l disolución un se fuerte como el hidróxido de sodio, desciende l concentrción de H 3 O y el sistem, por tnto, se desplz hci l derech. Igul que ntes, el ph csi no sufre modificción. El principl sistem mortigudor en l sngre está integrdo por ácido crónico, H 2 CO 3, y cronto ácido de sodio, NHCO 3. Otros sistems mortigudores nos yudn, tmién, mntener el ph, por ejemplo el pr conjugdo H 2 PO 4 - / HPO 4-2 es el tmpón intrcelulr más importnte. 3.7.REACCIONES DE NEUTRALIZACIÓN. VALORACIONES ÁCIDO-BASE Neutrlizción. L rección de neutrlizción es quell que se d entre un ácido y un se, pr dr un sl y gu Por ej: HCl NOH NCl H 2 O
IES Al-Ándlus. Dpto. Físic y Químic. Químic 2º Bchillerto. Tem 3. Equilirio ácido-se. Pág - 7 - Vlorción ácido-se: Tnto en los procesos industriles como en el lortorio, es muy frecuente hllr l cntidd de ácido o de se que hy en un muestr. L volumetrí, titulción o vlorción ácido-se, es un método de nálisis químico que permite determinr l concentrción desconocid de un disolución ácid (o ásic) formd prtir de l muestr, llmd disolución prolem, medinte un disolución ásic (o ácid) de concentrción conocid, llmd disolución ptrón. Buret Erlenmeyer El procedimiento experimentl consiste en colocr en el mtrz erlenmeyer un volumen conocido de l disolución que queremos vlorr, y desde l uret, dejmos cer got got l disolución ptrón, hst que llegmos un punto, denomindo punto de equivlenci, en donde no qued en l muestr ni ácido ni se lire. En ese punto se contrrrestn (igul nº de moles) los iones H 3 O portdos por el ácido y los OH - portdos por l se. Pr un ácido de concentrción M, y cuy vlenci es v, y un se de concentrción M, y cuy vlenci es v : nº de moles H 3 O = v M V nº de moles OH - = v M V El punto de equivlenci se lcnzrá cundo v M V = v M V Vlenci de un ácido o de un se: Número de protones que es cpz de ceder o ceptr dicho ácido o se. ph del punto de equivlenci: Puede precernos que, ddo que se iguln el nº de moles de H 3 O y de OH -, el ph de l disolución en el punto de equivlenci dee ser 7, neutro. Sin emrgo, deemos tener en cuent que tendremos iones en l disolución, y que estos pueden producir hidrólisis si provienen de ácidos o ses déiles, con lo que el ph resultnte en este punto podrá ser lgo myor o lgo menor que 7. Vlorción de ácido fuerte se fuerte (por ej.: HCl con NOH): En el punto de equivlenci, quedn en disolución los iones N y Cl -, que, l no producir hidrólisis, no influyen en el ph, que será neutro, 7. Vlorción de ácido fuerte se déil (por ej.: HCl con NH 3 ): En el punto de equivlenci, quedn en disolución los iones NH 4 y Cl -.El ión cloruro no produce hidrólisis, pero el ctión monio (ácido conjugdo del monico) sí, por lo que l reccionr con el gu desprende protones, hciendo que el ph del punto de equivlenci se ligermente ácido (ph < 7). Vlorción de ácido déil se fuerte (por ej.: CH 3 COOH con NOH): En el punto de equivlenci, quedn en disolución los iones CH 3 COO - y N.El ctión sodio no produce hidrólisis, pero el nión cetto (se conjugd del ácido cético) sí, por lo que l reccionr con el gu cept protones, lierndo iones OH -, hciendo que el ph del punto de equivlenci se ligermente ásico (ph > 7). Cálculo experimentl del punto de equivlenci: El punto de equivlenci es un concepto teórico, por tnto, cómo sremos cundo llegmos él? Pr determinr experimentlmente el momento en que se lcnz el punto de equivlenci, ñdimos l disolución inicil uns gots de indicdor. El momento en que precimos un cmio en el color del indicdor se llm punto finl de l vlorción. El punto de equivlenci y el punto finl de l vlorción nunc pueden coincidir, porque el primero es un punto teórico, mientrs que el segundo es un punto experimentl. Un uen vlorción será quell en l que, medinte l elección decud del indicdor, el punto finl se proxime mucho l punto de equivlenci. Cuánto más cerc esté el punto finl del punto de equivlenci, cometeremos un error menor en l determinción de l concentrción de l disolución prolem. Estudio detlldo de un vlorción de ácido fuerte-se fuerte (HCl de concentrción desconocid con NOH conocid) Inicilmente el ph de l disolución contenid en el erlenmeyer será ácido (ph < 7). Al ir ñdiendo lentmente l disolución de NOH contenid en l uret, y gitr, los OH - ñdidos vn neutrlizndo poco poco los H 3 O, hciendo que el ph umente ligermente. Este umento de ph es lento y que, inicilmente, l cntidd ñdid de NOH es pequeñ comprd con l cntidd de ácido presente en el erlenmeyer. Poco poco, el nº de moles de OH - ñdidos se v proximndo l de H 3 O que contení l disolución (nos cercmos l punto de equivlenci). En ls cercnís del punto de equivlenci, ls concentrciones de protones y de iones hidróxido son muy pequeñs, por ello, l dición de un got
IES Al-Ándlus. Dpto. Físic y Químic. Químic 2º Bchillerto. Tem 3. Equilirio ácido-se. Pág - 8 - de l se produce un slto rusco de ph, entre 4 y 10. El ph del punto de equivlenci en este cso será 7, por lo que deemos usr un indicdor cuy zon de virje esté en torno este vlor de ph. A prtir del punto de equivlenci, el ph ument de nuevo lentmente, y que l concentrción de OH- en l disolución es grnde, y l dición de un got l modific muy poco Si es un se fuerte de concentrción desconocid lo que vlormos ñdiendo poco poco un ácido fuerte, el estudio es similr, sólo que hor inicilmente el ph es muy ásico, y v disminuyendo conforme ñdimos el ácido. Se producirá un cmio rusco de ph de 10 4 en ls proximiddes del punto de equivlenci. Cuestión: Explic qué diferencis respecto lo nterior existirán l relizr un vlorción: ) Ácido déil con se fuerte ) Bse déil con ácido fuerte c) Ácido déil con se déil. EJERCICIOS DE SELECTIVIDAD CUESTIONES 1.- Rzone l vercidd o flsedd de ls siguientes firmciones: ) A igul molridd, cunto más déil es un ácido menor es el ph de sus disoluciones. ) A un ácido fuerte le corresponde un se conjugd déil. c) No existen disoluciones diluids de un ácido fuerte. 2.- Tenemos 250 ml de un disolución de KOH 0 2 M. ) Cuántos moles de KOH hy disueltos? (0,05 moles KOH) ) Cuántos grmos de KOH hy disueltos? (2,8 g KOH) c) Descri el procedimiento e indique el mteril necesrio pr preprr l disolución. 3.- ) Cuál es el ph de 50 ml de un disolución de HCl 0 5 M? ( ph = 0,3) ) Si ñdimos gu los 50 ml de l disolución nterior hst lcnzr un volumen de 500 ml, cuál será el nuevo ph? (ph =1,3) c) Descri el procedimiento seguir y el mteril necesrio pr preprr l disolución más diluid. 4.- Complete ls ecuciones siguientes e indique los pres ácido-se conjugdos, según l teorí de Brönsted-Lowry: ) CN H 3 O ) NH 4 OH c) NO 2 H 2 O 5.- ) Qué volumen de un disolución 0 1 M de ácido clorhídrico se necesitrá pr neutrlizr 50 ml de un disolución 0 05 M de hidróxido de sodio. ) Escri l rección de neutrlizción. ( 25 ml disolución HCl) c) Descri el procedimiento e indique el mteril necesrio pr llevr co l vlorción nterior. 6.- En 500 ml de un disolución cuos 0 1 M de NOH: ) Cuál es l concentrción de OH. ([OH -1 ] = 0,1M) ) Cuál es l concentrción de H 3 O. ([H 3 O ] = 10-13 M) c) Cuál es su ph. (ph =13) 7.- Rzone, medinte un ejemplo, si l disolver un sl en gu: ) Se puede otener un disolución de ph ásico. ) Se puede otener un disolución de ph ácido. c) Se puede otener un disolución de ph neutro. 8.- Dds ls siguientes especies químics: H 3 O, OH -, HCl, HCO 3, NH 3 y HNO 3, justifique, según l teorí de Brönsted-Lowry: ) Cuáles pueden ctur sólo como ácidos. ) Cuáles pueden ctur sólo como ses. c) Cuáles pueden ctur como ácidos y como ses. 9.- En dos disoluciones de l mism concentrción de dos ácidos déiles monopróticos HA y HB, se comprue que [A 1 ] es myor que l de [B 1 ]. Justifique l vercidd o flsedd de ls firmciones siguientes: ) El ácido HA es más fuerte que HB. ) El vlor de l constnte de disocición del ácido HA es menor que el vlor de l constnte de disocición de HB. c) El ph de l disolución del ácido HA es myor que el ph de l disolución del ácido HB. 10.- ) El ph de un disolución de un ácido monoprótico (HA) de concentrción 5.10-3 M es 2 3. Se trt de un ácido fuerte o déil? Rzone l respuest. ) Explique si el ph de un disolución cuos de NH 4 Cl es myor, menor o igul siete. 11.- Considere cutro disoluciones A, B, C y D crcterizds por: A: ph = 4 ; B: [OH - ] = 10-14 ; C: [H 3 O ] = 10-7 ; D: ph =9. ) Ordénels de menor myor cidez. ) Indique cuáles son ácids, ásics o neutrs. 12.- De los ácidos déiles HNO 2 y HCN, el primero es más fuerte que el segundo. ) Escri sus recciones de disocición en gu, especificndo cuáles son sus ses conjugds. ) Indique, rzondmente, cuál de ls dos ses conjugds es l más fuerte. 13.- ) Qué significdo tienen los términos fuerte y déil referidos un ácido o un se? ) Si se ñde gu un disolución de ph = 4 qué le ocurre l concentrción de H 3 O? 14.- Dds ls especies en disolución cuos: NH 4 1, CH 3 COOH, HCO 3-1 y OH -1 ) Justifique el comportmiento como ácido y/o se de cd un de ells, según l teorí de Brönsted-Lowry. ) Indique cuál es el pr conjugdo en cd cso. 15.- Justifique si ls siguientes firmciones son corrects: ) El ion HSO 4-1 puede ctur como ácido según l teorí de Arrhenius. ) El ion CO 3 2- es un se según l teorí de Brönsted y Lowry. 15.- De cuerdo con l teorí de Brönsted-Lowry, indique cuáles de ls siguientes especies: HSO 4 -, HNO 3, S 2-, NH 3, H 2 O y H 3 O. ) Actún sólo como ácido. ) Actún sólo como se. c) Actún como ácido y se.
IES Al-Ándlus. Dpto. Físic y Químic. Químic 2º Bchillerto. Tem 3. Equilirio ácido-se. Pág - 9-16.- Clcule los dtos necesrios pr completr l tl siguiente e indique, en cd cso, si l disolución es ácid o ásic. ph [H 3 O ] (M) [OH - ] (M) ) 1 ([H 3 O ] = 0,1 M; [OH - ] = 10-13 M) ) 2 10-4 (ph=3,7; [OH - ] = 5 10-11 M) c) 2 10-5 (ph=9,3; [H 3 O ] = 5 10-10 M) 17.- De ls siguientes especies químics: H 3 O ; HCO -1 3 ; CO = 3 ; H 2 O; NH 3 ; NH 4, explique según l teorí de Brönsted-Lowry: ) Cuáles pueden ctur sólo como ácido. ) Cuáles sólo como se. c) Cuáles como ácido y como se. 18.- Complete los siguientes equilirios ácido-se identificndo, de form rzond, los pres conjugdos: ) --------- H 2 O CO = 3 H 3 O ) NH 4 OH -1 H 2 O ----------- c) F H 2 O OH -1 ---------- 19.- ) El ph de un disolución de un ácido monoprótico (HA) de concentrción 5 10-3 M es 2 3. Se trt de un ácido fuerte o déil? Rzone su respuest. ) Rzone si el ph de un disolución cuos de CH 3 COON es myor, menor o igul 7. 20.- Justifique el crácter ácido, ásico o neutro de ls disoluciones cuoss de ls siguientes sles: ) KCl ) NH 4 Cl 21.- Un disolución cuos 0 1 M de un ácido HA, posee un concentrción de protones de 0 03 mol/l. Clcule: ) El vlor de l constnte K del ácido y el ph de es disolución. (K = 0,013; ph = 1,52) ) L concentrción del ácido en l disolución pr que el ph se 2 0. ([HA] 0 = 0,017 M) 22.- Rzone y, en su cso, pong un ejemplo si l disolver un sl en gu se puede otener: ) Un disolución de ph ásico. ) Un disolución de ph ácido. 23.-) Escri el equilirio de ionizción y l expresión de K pr un disolución cuos de NH 3. ) Justifique culittivmente el crácter ácido, ásico o neutro que tendrá un disolución cuos de KCN, siendo K (HCN) = 6 2 10-10 c) Indique tods ls especies químics presentes en un disolución cuos de HCl. 24.- Clcule el ph de ls siguientes disoluciones cuoss: ) 100 ml de HCl 0 2 M. (ph = 0,7) ) 100 ml de C(OH) 2 0 25 M. (ph = 13,7) 25.- Complete los siguientes equilirios ácido-se e identifique los pres conjugdos, según l teorí de Brönsted-Lowry: ) CO -2 3 H 3 O ) NH 4 H 2 O c) NO -1 2 H 2 O 26.- ) Explique por qué el CH 3 COON gener ph ásico en disolución cuos. ) Indique cuál es el ácido conjugdo de ls siguientes especies, cundo ctún como se en medio cuoso: NH 3, H 2 O, OH. 27.- ) Escri l rección de neutrlizción entre C(OH) 2 y HCl. (125 ml de disolución C(OH) 2 ) ) Qué volumen de un disolución 0 2 M de C(OH) 2 se necesitrá pr neutrlizr 50 ml de un disolución 0 1M de HCl? c) Descri el procedimiento e indique el mteril necesrio pr llevr co l vlorción nterior. 28.- ) Cuál es l concentrción de H 3 O en 200 ml de un disolución cuos 0 1 M de HCl? (Selectividd 2006) ) Cuál es el ph? c) Cuál será el ph de l disolución que result l diluir con gu l nterior hst un litro? 29.- ) Cuál es el ph de 100 ml de un disolución cuos de NOH 0 01 M? (Selectividd 2006) ) Si ñdimos gu l disolución nterior hst un volumen de un litro cuál será su ph? 30.- Utilizndo l teorí de Brönsted-Lowry, justifique el crácter ácido, ásico o neutro de ls disoluciones cuoss de ls siguientes especies: (Selectividd 2006) 2 ) CO 3 ) Cl c) NH 4 31.- Complete ls siguientes recciones e indique, según l teorí de Brönsted-Lowry, ls especies que ctún como ácido o como se, sí como sus correspondientes pres conjugdos: (Selectividd 2006) ) HCl H 2 O ) NH 3 H 2 O c) NH 4 H 2 O 32.- Justifique, medinte l formulción de ls ecuciones correspondientes, el crácter ácido, ásico o neutro que presentrín ls disoluciones cuoss de ls siguientes sustncis: (Selectividd 2006) ) Cloruro de sodio. ) Cloruro de monio. c) Acetto de sodio. 33.- (Selectividd 2006) ) Descri el procedimiento e indique el mteril necesrio pr preprr 500 ml de un disolución cuos de hidróxido de sodio 0 001 M prtir de otr 0 1 M. ) Cuál es el ph de l disolución preprd? 34.- Escri ls recciones de hidrólisis de ls siguientes sles e indique si el ph resultnte será ácido, ásico o neutro: (Selectividd 2007) ) NCN (HCN es un ácido déil). ) KCl. c) NH 4 Cl. 35.- Considere cutro disoluciones A, B, C y D crcterizds por: (Selectividd 2007) A: [OH - ] = 10-13 ; B: ph = 3; C: ph = 10; D: [H 3 O ] = 10-7 ) Ordénels de menor myor cidez. ) Indique, rzondmente, cuáles son ácids, ásics o neutrs. 36.- Complete los siguientes equilirios e identifique los pres ácido-se conjugdos: (Selectividd 2007) ) CO 2-3 H 2 O... ) NH 4 OH -1... c) CN -1 HCN OH -1 37.-(Selectividd 2007) ) Justifique, medinte l rección correspondiente, el ph ácido de un disolución cuos de NH 4 Cl. ) Indique cuál es el ácido conjugdo de ls siguientes especies cundo ctún como se en medio cuoso: HCO -1 3, H 2 O y CH 3 COO -1.
IES Al-Ándlus. Dpto. Físic y Químic. Químic 2º Bchillerto. Tem 3. Equilirio ácido-se. Pág - 10-38.-(Selectividd 2007) ) Justifique, medinte l teorí de Brönsted-Lowry, el crácter ácido, ásico o neutro que presentrán ls disoluciones cuoss de ls siguientes especies: NH 3, CO 3 2- y HNO 2. ) Descri el procedimiento y el mteril necesrio pr llevr co l vlorción de un disolución cuos de HCl con otr de NOH. 39.-Escri ls ecuciones químics correspondientes l disolución en gu de ls siguientes sles y clsifíquels en ácids, ásics o neutrs: (Selectividd 2008) ) KNO 3 ) NH 4 Cl c) N 2 CO 3 40.-(Selectividd 2008) ) Qué volumen de disolución de NOH 0 1 M se necesitrí pr neutrlizr 10 ml de disolución cuos de HCl 0 2 M? ) Cuál es el ph en el punto de equivlenci? c) Descri el procedimiento experimentl y nomre el mteril necesrio pr llevr co l vlorción. 41.- Justifique si ls siguientes firmciones son verdders o flss: (Selectividd 2008) ) Ls disoluciones cuoss de cetto de sodio dn un ph inferior 7. ) Un ácido déil es quél cuys disoluciones son diluids. c) L disocición de un ácido fuerte en un disolución diluid es prácticmente totl. 42.-Clcule el ph de 50 ml de: (Selectividd 2008) ) Un disolución cuos 0 01 M de cloruro de hidrógeno. ) Un disolución cuos 0 01 M de hidróxido de potsio. c) Un disolución formd por l mezcl de volúmenes igules de ls dos disoluciones nteriores. 4.- (Selectividd 2008) ) Explique por qué el NH 4 Cl gener un ph ácido en disolución cuos. ) Indique cuál es el ácido conjugdo de ls siguientes especies cundo ctún como se en medio cuoso: CO 3 2-, H 2 O y NH 3 PROBLEMAS K, K, ph y α. 1.- L constnte K del NH 3, es igul 1 8 10 5 25 ºC. Clcule: ) L concentrción de ls especies iónics en un disolución 0 2 M de monico. ([OH -1 ] eq = [NH 1 4 ] eq = 1,9 10-3 M) ) El ph de l disolución y el grdo de disocición del monico. (ph = 11,2; α = 0,95%) 2.- Clcule: ) El ph de un disolución 0 1 M de ácido cético, CH 3 COOH, cuyo grdo de disocición es 1 33%. (ph = 2,87) ) L constnte K del ácido cético. (K = 1,9 10-4 ) 3.- Se disuelven 23 g de ácido metnoico, HCOOH, en gu hst otener 10 litros de disolución. L concentrción de iones H 3 O es 0 003 M. Clcule: ) El ph de l disolución y el grdo de disocición. (ph = 2,52; α = 6%) ) L constnte K del ácido. (K = 1,9 10-4 ) 4.- En un disolución cuos de HNO 2 0 2 M, clcule: ) El grdo de disocición del ácido. (α = 4,63%) ) El ph de l disolución. (ph = 2) Dto: K = 4 5.10-4. 5.-Siendo que l constnte de ionizción del ácido cético (K) tiene un vlor de 1 8.10-5, clcule: ) El grdo de disocición. (α = 4,15%) ) El ph de un disolución 0 01 M. de ácido cético (CH 3 COOH). (ph = 3,38) 6.- Se preprn 100 ml de disolución cuos de HNO 2 que contienen 0 47 g de este ácido. Clcule: ) El grdo de disocición del ácido nitroso. (α = 6,75%) ) El ph de l disolución. (ph = 2,17) Dtos: K (HNO 2 ) = 5 0 10-4. 7.- En un disolución cuos 0 01 M de ácido clorocético (ClCH 2 COOH), éste se encuentr disocido en un 31 %. Clcule: ) L constnte de disocición del ácido. (K = 1,4 10-3 ) ) El ph de es disolución. (ph = 2,5) 8.- Un ácido monoprótico, HA, en disolución cuos de concentrción 0 03 M, se encuentr ionizdo en un 5 %. Clcule: ) El ph de l disolución. (ph = 2,82) ) L constnte de ionizción del ácido. (K = 7,9 10-5 ) 9.- El ph de un disolución de ácido cético (CH 3 COOH) es 2 9. Clcule: ) L molridd de l disolución. ([CH 3 COOH] 0 = 0,09M) ) El grdo de disocición del ácido cético en dich disolución. (α = 1,4%) Dtos: K (CH 3 COOH) = 1 8 10-5. 10.- Se ñden 7 g de monico l cntidd de gu necesri pr otener 500 ml de disolución. ) Clcule el ph de l disolución. (ph = 11,58) ) Clcule el grdo de disocición del monico. (α = 0,47%) Dtos: K(NH 3 ) = 1 8 10 5. 11.- Un disolución cuos de monico 0 1 M tiene un ph de 11 11. Clcule: ) L constnte de disocición del monico. (K = 1,68 10-5 ) ) El grdo de disocición del monico. (α = 1,3%) 12.- El ácido enzoico (C 6 H 5 COOH) es un uen conservnte de limentos y que inhie el desrrollo microino, siempre y cundo el medio pose un ph inferior 5. Clcule: ) Si un disolución cuos de ácido enzoico de concentrción 6 1 g/l es decud como conservnte. (Si; ph = 2,75) ) El grdo de disocición del ácido en disolución. (α = 3,54%) Dtos: K (C 6 H 5 COOH) = 6 5 10 5. 13.- Al disolver 0 23 g de HCOOH en 50 ml de gu se otiene un disolución de ph igul 2 3. Clcule: ) L constnte de disocición de dicho ácido. (K = 2,63 10-4 ) ) El grdo de disocición del mismo. (α = 5 %) 14.- A 25 ºC, un disolución de monico contiene 0 17 g de este compuesto por litro y está ionizdo en un 4 24 %. Clcule: (Selectividd 2006)
IES Al-Ándlus. Dpto. Físic y Químic. Químic 2º Bchillerto. Tem 3. Equilirio ácido-se. Pág - 11 - ) L constnte de ionizción del monico l tempertur menciond. ) El ph de l disolución. 15.- Se tiene un disolución cuos de CH 3 COOH 0 05 M. Clcule: (Selectividd 2006) ) El grdo de disocición del ácido cético. ) El ph de l disolución. 16.- En un disolución de un ácido monoprótico, HA, de concentrción 0 1 M, el ácido se encuentr disocido en un 1 3 %. Clcule: (Selectividd 2006) ) El ph de l disolución. ) El vlor de l constnte K del ácido. 17.- Justifique si ls siguientes firmciones son verdders o flss: (selectividd 2007) ) En ls disoluciones cuoss de ls ses déiles, ésts se encuentrn totlmente disocids. ) Un ácido déil es quél cuys disoluciones son diluids. 18.- Se disuelven 23 g de ácido metnoico, HCOOH, en gu hst otener 10 L de disolución. L concentrción de H 3 O es 0 003 M. Clcule: (Selectividd 2007) ) El grdo de disocición del ácido en disolución. ) El vlor de l constnte K. 19.- Un disolución cuos de ácido cinhídrico (HCN) 0 01 M tiene un ph de 5 6. Clcule: (Selectividd 2007) ) L concentrción de tods ls especies químics presentes. ) El grdo de disocición del HCN y el vlor de su constnte de cidez. 20.-Se preprn 10 L de disolución de un ácido monoprótico HA, de ms molr 74, disolviendo en gu 37 g de éste. L concentrción de H 3 O es 0 001 M. Clcule: (Selectividd 2008) ) El grdo de disocición del ácido en disolución. ) El vlor de l constnte K. 21.-El ácido clorocético es un ácido monoprótico. En un disolución cuos de concentrción 0 01 M se encuentr disocido en un 31 %. Clcule: (Selectividd 2008) ) L constnte de disocición del ácido. ) El ph de l disolución. 22.-Se disuelven 0 17 g de monico en gu, oteniéndose 100 ml de disolución de ph = 11 12. Clcule: (Selectividd 2008) ) El grdo de disocición del monico. ) El vlor de l constnte K de est sustnci. Neutrlizción y ph 1.- Un disolución cuos de ácido clorhídrico tiene un riquez en peso del 35% y un densidd de 1 18 g/cm 3. Clcule: ) El volumen de es disolución que deemos tomr pr preprr 500 ml de disolución 0 2 M de HCl. (8,83mL) ) El volumen de disolución de NOH 0 15 M necesrio pr neutrlizr 50 ml de l disolución diluid del ácido. (66,6 ml) 2.- Se disuelven 5 g de NOH en gu suficiente pr preprr 300 ml de disolución. Clcule: ) L molridd de l disolución y el vlor del ph. (0,42M (NOH); ph = 13,62) ) L molridd de un disolución de HBr, de l que 30 ml de l mism son neutrlizdos con 25 ml de l disolución de l se. (0,35 M (HBr) 3.-Clcule: ) El ph de un disolución 0 03 M de ácido perclórico, HClO 4, y el de un disolución 0 05 M de NOH. (ph = 1,52; ph = 12,7) ) El ph de l disolución que result l mezclr 50 ml de cd un de ls disoluciones nteriores (supong que los volúmenes son ditivos). (ph = 12) 4.-En l etiquet de un frsco comercil de ácido clorhídrico se especificn los siguientes dtos: 35% en peso; densidd 1 18 g/ml. Clcule: ) El volumen de disolución necesrio pr preprr 300 ml de HCl 0,3 M. (8 ml disolución comercil) ) El volumen de NOH 0,2 M necesrio pr neutrlizr 100 ml de l disolución 0,3 M de HCl. (150 ml NOH) 5.-Clcule: ) El ph de un disolución 0 02 M de ácido nítrico y el de un disolución 0 05 M de NOH. (ph = 1,7; ph = 12,7) ) El ph de l disolución que result l mezclr 75 ml de l disolución del ácido con 25 ml de l disolución de l se. Supong los volúmenes ditivos. (ph = 2,6) 6.-(Selectividd 2006) ) Clcule el volumen de gu que hy que ñdir 100 ml de un disolución 0 5 M de NOH pr que se 0 3 M. ) Si 50 ml de un disolución 0 3 M de NOH ñdimos 50 ml de otr de HCl 0 1 M, qué ph tendrá l disolución resultnte? Supong que los volúmenes son ditivos. 7.- (Selectividd 2007) ) Clcule el ph de un disolución de HClO4 0 03 M y de un disolución 0 05 M de NOH. ) Clcule el ph de l disolución otenid l mezclr 50 ml de cd un de ls disoluciones nteriores. Supong que los volúmenes son ditivos. 8.- (Selectividd 2007) ) Clcule l ms de NOH sólido del 80% de riquez en peso, necesri pr preprr 250 ml de disolución 0 025 M y determine su ph. ) Qué volumen de l disolución nterior se necesit pr neutrlizr 20 ml de un disolución de ácido sulfúrico 0 005 M? 9.-Un disolución cuos de ácido clorhídrico de densidd 1 19 g/ml contiene un 37 % en peso de HCl. Clcule:(Selectividd 2008) ) L frcción molr de HCl. ) El volumen de dich disolución necesrio pr neutrlizr 600 ml de un disolución 0 12 M de hidróxido de sodio. 10.-Se prepr un disolución tomndo 10 ml de un disolución de ácido sulfúrico del 24% de riquez en peso y densidd 1 17 g/ml, y ñdiendo gu destild hst un volumen de 100 ml. Clcule: (Selectividd 2008) ) El ph de l disolución diluid. ) El volumen de l disolución preprd que se necesit pr neutrlizr 10 ml de disolución de KOH de densidd 1 05 g/ml y 15 % de riquez en peso. 11.-(Selectividd 2008) ) Qué volumen de un disolución 0 03 M de HClO4 se necesit pr neutrlizr 50 ml de un disolución 0 05 M de NOH? ) Clcule el ph de l disolución otenid l mezclr 50 ml de cd un de ls disoluciones nteriores. Not: Supong que los volúmenes son ditivos.
IES Al-Ándlus. Dpto. Físic y Químic. Químic 2º Bchillerto. Tem 3. Equilirio ácido-se. Pág - 12 - ph y concentrción 1.-En 50 ml de un disolución cuos de HCl 0 05 M se disuelven 1 5 g de NCl. Suponiendo que no se lter el volumen de l disolución, clcule: ) L concentrción de cd uno de los iones. ([H ] = 0,05 M; [N ] = 0,5 M; [Cl -1 ] = 0, 65 M) ) El ph de l disolución. (ph = 1,3) 2.-Se dispone de 80 ml de un disolución cuos de NOH 0 8 M. Clcule: ) El volumen de gu que hy que ñdir pr que l concentrción de l nuev disolución se 0 5 M. Supong que los volúmenes son ditivos. (V(gu) = 48 ml) ) El ph de l disolución 0 5 M. (ph = 13,7) 3.-Se disuelven 0 86 g de B(OH) 2 en l cntidd de gu necesri pr otener 0 1 L de disolución. Clcule: ) Ls concentrciones de ls especies OH -1 y B 2 en l disolución. ([B 2 ] = 0,05 M; [OH -1 ] = 0,1 M) ) El ph de l disolución. (ph = 13) 4.- ) Clcule los grmos de NOH necesrios pr preprr 250 ml de un disolución cuyo ph se 12. (0,1g NOH) ) Qué volumen de un disolución de ácido clorhídrico 0 2 M será necesrio pr neutrlizr 50 ml de l disolución de NOH nterior? (2,5 ml disolución) 5.- Se mezcln 250 ml de un disolución 0 25 M de NOH con 150 ml de otr disolución 0 5 molr de l mism se. Clcule: ) L concentrción, en grmos por litro, de l disolución resultnte. (1,375 gnoh ) Ldisolución ) El ph de l disolución finl. (ph = 13,53) 6.- El ph de un litro de un disolución cuos de hidróxido de sodio es 13. Clcule: (Selectividd 2006) ) Los grmos de hidróxido sódico utilizdos pr preprrl. ) El volumen de gu que hy que ñdir un litro de l disolución nterior pr que su ph se 12.