Solución:
Serie problemas para entregar
1.- El ácido metanoico, HCOOH, es un ácido débil porque en disolución acuosa no está
totalmente disociado. Al disolver 4,6 g de ácido metanoico en 1 litro de agua, se
obtiene una disolución de pH = 2,3. Calcula:
La constante de disociación de dicho ácido.
Su grado de disociación.
2.- Completa la siguiente tabla, indicando las especies y constantes que faltan, y ordena,
según la fuerza relativa, los ácidos y las bases conjugadas que aparecen:….
3.- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referidas a una disolución
acuosa de ácido acético:
• el grado de disociación del ácido acético es independiente de la concentración inicial
del ácido.
• Si se añade una pequeña cantidad de ácido clorhídrico a la disolución, el grado de
disociación del ácido aumenta.
• Si se añade acetato de sodio a la disolución, su pH aumenta.
4.(AMP)- Se tiene una disolución que contiene 2,45 g de NaCN en 0,5 litros de disolución.
Halla:
El pH de la disolución
Los moles de sal hidrolizados
El tanto por ciento de sal hidrolizada
Pka del HCN = 9,31
5 − Se tienen dos disoluciones acuosas, una de ácido salicílico: HA (Ka = 1 x 10−3) y otra
de ácido benzoico: HC (Ka = 2 x 10−5). Si la concentración de los dos ácidos es la
misma, conteste razonadamente a las siguientes preguntas:
a)
¿Cuál de los dos ácidos es más débil?.
b)
¿Cuál de los dos ácidos tiene un grado de disociación mayor?.
c)
¿Cuál de las dos disoluciones da un valor menor de pH?.
d)
¿Cuál de las dos bases conjugadas es más débil?.
6 − Dada la tabla adjunta, complete:
a) los pares conjugados, tanto de ácidos como de bases;
b) las siguientes reacciones que tienen lugar en medio acuoso, justificando si están o
no desplazadas a la derecha:
A
B
HClO4 + F− →
Ka
Ácido
Base
conjugada
−
2−
HSO3 + CO3 →
HClO4
−
−
+
CH3−COO + H2O →
H3O
55,5
HSO4−
F−
CH3−COOH
HCO3−
HSO3−
NH3
CO32−
H2O
1,5 x 10−2
3,5 x 10−4
1,8 x 10−5
4,3 x 10−7
1,0 x 10−7
5,6 x 10−10
5,6 x 10−11
1,8 x 10−16
5 −Se tienen dos disoluciones acuosas, una de ácido salicílico: HA (Ka = 1 x 10−3) y otra de ácido benzoico: HC (Ka = 2 x
10−5). Si la concentración de los dos ácidos es la misma, conteste razonadamente a las siguientes preguntas:
a)
¿Cuál de los dos ácidos es más débil?.
[A-][H3O+]
b)
¿Cuál de los dos ácidos tiene un grado de disociación mayor?.
Ka =
[AH]
c)
¿Cuál de las dos disoluciones da un valor menor de pH?.
eq
d)
¿Cuál de las dos bases conjugadas es más débil?.
A- (aq) + H3O+ (aq)
AH (aq) + H2O (l)
a) La Ka es una medida de la fuerza de un ácido. Cuanto mayor es la constante de un ácido más
desplazado está el equilibrio hacia la derecha y cuanto menor es, más desplazado está el equilibrio
hacia la izquierda, dado que 10−3 es mayor que 10−5 el ácido benzoico es el más débil
b) Si la concentración es la misma en los dos ácidos, dado que el grado de disociación es el tanto por
uno de ácido disociado, el ácido más fuerte será el más disociado (a igual concentración).
c) También el ácido más fuerte será el de MENOR pH puesto que será mayor la concentración de
H3O+ y dado pH es el –log de la concentración de H3O+ a mayor concentración de H3O+ menor
será el pH.
d) La base más débil será la base conjugada del ácido más fuerte ya que
Ka(AH).Kb(A-) = KW= 10-14
Solución:
a)Ácido benzoico.
b) , c) Ácido salicílico.
d) la base conjugada del ácido salicílico
HA
+ H2 O


A-+
H3O+
Inicio
c0
0
0
Final
c0(1-α)
c0α
c0α
Ka
El grado de disociación es el tanto por uno de
ácido disociado (o ionizado). Cuanto más
desplazado esté el equilibrio hacia la derecha
mayor será el grado de disociación. (Principio de
Le Chatelier)
Inicio

El grado de disociación de los ácidos fuertes
se considera 1 (totalmente disociados)
Final

El grado de disociación de los ácidos débiles
depende de la concentración del ácido y de su
constante de acidez.


Ka 
HA

[ A ]  [H 3O ]
[H A ]



A-+
H3O+
c0
0
0
c0(1-α)
c0α
c0α
c  c
c (1 -  )

+ H2 O
c
2
1 
En el caso de ácidos o bases muy débiles (Ka/c o Kb/c < 10–4), alfa se desprecia
frente a 1 con lo que:
Ka = c a2 (o Kb = c a2 )
 
Ka
c
 
Kb
c
RELACIÓN ENTRE Ka Y Kb CONJUGADA.
• Equilibrio de disociación de un ácido:
HA + H2O  A– + H3O+
• Reacción de la base conjugada con el agua:
A– + H2O  AH + OH–

Ka 


[ A ]  [H 3O ]
[H A ]

Ka  Kb 
Kb 
;

[ H A ]  [O H ]

[A ]

[ A ]  [ H 3 O ]  [ H A ]  [O H ]

[H A ]  [ A ]


 [ H 3 O ]  [O H ]  K W
Dada la tabla adjunta, complete:
A
Ácido
a) los pares conjugados, tanto de ácidos
como de bases;
b) las siguientes reacciones que tienen lugar
en medio acuoso, justificando si están o no
desplazadas a la derecha:
HClO4 + F− →
HSO3− + CO32− →
CH3−COO− + H2O →
HClO4
H3O+
HSO4−
A
Ácido
HClO4
H3O+
HSO4−
HF
CH3−COOH
H2CO3
HSO3−
NH4+
HCO3−
H2O
B
Base conjugada
ClO4−
H2O
SO42−
F−
CH3−COO−
HCO3−
SO32−
NH3
CO32−
OH−
CH3−COOH
HSO3−
H2 O
B
Base
conjugada
F−
HCO3−
NH3
CO32−
Ka
−
55,5
1,5 x 10−2
3,5 x 10−4
1,8 x 10−5
4,3 x 10−7
1,0 x 10−7
5,6 x 10−10
5,6 x 10−11
1,8 x 10−16
Para contestar el apartado b) completa
1º las reacciones y compara la fortaleza
de los ácidos entre sí teniendo en
cuenta los valores de Ka. Haz lo mismo
con las bases
Dada la tabla adjunta, complete:
a) los pares conjugados, tanto de ácidos
como de bases;
b) las siguientes reacciones que tienen lugar
en medio acuoso, justificando si están o no
desplazadas a la derecha:
HClO4 + F− →
HSO3− + CO32− →
CH3−COO− + H2O →
HClO4 + F− → ClO4− + HF
A
Ácido
HClO4
H3O+
HSO4−
CH3−COOH
HSO3−
H2 O
B
Base
conjugada
F−
HCO3−
NH3
CO32−
Ka
−
55,5
1,5 x 10−2
3,5 x 10−4
1,8 x 10−5
4,3 x 10−7
1,0 x 10−7
5,6 x 10−10
5,6 x 10−11
1,8 x 10−16
desplazada hacia la derecha
−
HSO3 + CO3
2− 

SO3
2−
+ HCO3−
desplazada hacia la derecha
CH3−COO− + H2O


CH3−COOH + OH−
desplazada hacia la izquierda.
 Todos los equilibrios están desplazados hacia el lado de las especies más fuertes.
 El ácido más fuerte en cada equilibrio figura en rojo, será la especia con más tendencia a ceder el
protón, y el más débil en azul.
 Observa que en cada caso, la base más fuerte (la conjugada del ácido más debil) es la que acepta el
protón.
6- Una disolución comercial de ácido clorhídrico presenta un pH de 0,3.
a) Calcule la masa de hidróxido de sodio necesaria para neutralizar 200
mL de la disolución comercial de ácido.
b) Si 10 mL de la disolución comercial de ácido clorhídrico se diluyen con agua
hasta un volumen final de 500 mL, calcule el pH de la disolución diluida
resultante.
c) A 240 mL de la disolución diluida resultante del apartado anterior se le
añaden 160 mL de ácido nítrico 0,005 M. Calcule el pH de la nueva
disolución (suponiendo volúmenes aditivos).
d) Calcule los gramos de hidróxido de calcio necesarios para neutralizar la
disolución final del apartado c).
Datos: Masas atómicas (u): H = 1 , O = 16 , Na = 23 , Ca = 40 .
Solución.−
a)
m(NaOH) = 4,01 g;
b) pH = 2
c)
pH = 2,10;
d) m[CaOH)2] = 0,12 g.
Julio FE 2012
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