REACCIONES ÁCIDO-BASE - PAU Selectividad - SOLUCIONES  profeblog.es/

1. 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) Na2CO3

a) KNO3

Reacción de disociación de la sal en agua

KNO3 → K+ + NO3 -

El ion potasio K+ es un ácido muy débil porque es el ácido conjugado de la base KOH que es una base muy fuerte. Por tanto el ion potasio K+ no reacciona con el agua y no se hidroliza.

El ion nitrato NO3 - es una base muy débil porque es la base conjugada del ácido HNO3 que es un ácido muy fuerte. Por tanto el ion nitrato NO3 - no reacciona con el agua y no se hidroliza.

La disolulción tiene carácter neutro al no haber ninguna otra reacción química más que la anterior de disociación de la sal.

b) NH4Cl

Reacción de disociación de la sal en agua

NH4Cl →  NH4+ + Cl-

El ion amonio NH4+ es un ácido fuerte porque es el ácido conjugado de la base NH3 que es una base débil. Por tanto el ion amonio NH4+ reacciona con el agua y se hidroliza según la siguiente ecuación química NH4+ + H2O  NH3 + H3O+ (disolución ácida)

El ion cloruro Cl- es una base muy débil porque es la base conjugada del ácido HCl que es un ácido muy fuerte. Por tanto el ion cloruro Cl- no reacciona con el agua y no se hidroliza.

La disolución final tiene carácter ácido ya que la hidrólisis del ión amonio NH4+ ha producido un aumento de la concentración de iones hidronio H3O+

c) Na2CO3

Reacción de disolución de la sal en agua

Na2CO3 → 2 Na+ + CO32-

El ion sodio Na+ es un ácido muy débil porque es el ácido conjugado de la base NaOH que es una base muy fuerte. Por tanto el ion sodio Na+no reacciona con el agua y no se hidroliza.

El ion carbonato CO32- es una base fuerte porque es la base conjugada del ácido H2CO3 que es un ácido débil. Por tanto el ion carbonato CO32-  reacciona con el agua y se hidroliza según la siguiente reacción química CO32- + H2O  HCO3- + OH- (disolución básica)

La disolución final tiene carácter básico ya que la hidrólisis del ión amonio CO32- ha producido un aumento de la concentración de iones hidroxilo OH-

2. Complete los siguientes equilibrios e identifique los pares ácido-base conjugados:

a)  ........+ H2O CO32-⇄  +H3O+

b) NH4+ + OH-  H2O + ........⇄

c) F - + H2O ⇄  OH - + ........

a)  HCO3- + H2O CO32-⇄  +H3O+

el ion hidrogenocarbonato HCO3- es el ácido conjugado de la base ion carbonato CO32-

el agua H2O es la base conjugada del ácido ion hidronio H3O+

b) NH4+ + OH-  H2O + NH3⇄

el ion amonio NH4+ es el ácido conjugado de la base amoníaco NH3

el ion hidróxido OH- es la base conjugada del ácido agua H2O

c) F - + H2O ⇄  OH - + HF

el ion fluoruro F- es la base conjugada del ácido fluorhídrico HF

el agua H2O es el ácido conjugado de la base ion hidróxido OH-

3. Se prepara una disolución tomando 10 mL de una disolución de ácido sulfúrico del 24% de riqueza en peso y densidad 1,17 g/mL, y añadiendo agua destilada hasta un volumen de 100 mL. Calcule:

a) El pH de la disolución diluida.

b) El volumen de la disolución preparada que se necesita para neutralizar 10 mL de disolución de KOH de densidad 1,05 g/mL y 15 % de riqueza en peso.

Masas atómicas: K = 39; S = 32; O = 16; H = 1.

a) El pH de la disolución diluida.

En primer lugar se calcula la masa de ácido sulfúrico (soluto) que se ha tomado

2,8 g es la masa de ácido sulfúrico (soluto) que hemos tomado en los 10 mL disolución 24% y d=1,17 g/mL

Pasamos esta masa a cantidad de sustancia (mol): 2,8 g H2SO4 = 0,029 mol H2SO4

Esta cantidad de sustancia se ha disuelto en agua hasta completar un volumen de 100 mL, por tanto la concentración es Molaridad=0,29 mol/L

El ácido sulfúrico es un ácido muy fuerte, en un primer paso se produce la disociación total en HSO4- y H3O+; el ion hidrogenosulfato es un ácido fuerte pero su disociación no es total aunque para la realización de este ejercicio supondremos que su disociación en SO42- y H3O+ es total. Por tanto, por cada mol de ácido sulfúrico que tengamos en la disolución, se producirán 2 mol de ion hidronio H3O+

Puesto que la concentración inicial de H2SO4 es de 0,29 mol/L, tendremos que la concentración en el equilibrio de iones hidronio será [H3O+] = 2 · 0,29 mol/L = 0,58 mol/L

Por tanto, pH= - log [H3O+] = - log 0,58 = 0,24 que es un pH muy ácido como corresponde a un ácido muy fuerte.

b) El volumen de la disolución preparada que se necesita para neutralizar 10 mL de disolución de KOH de densidad 1,05 g/mL y 15 % de riqueza en peso.

En primer lugar se calcula la masa de KOH (soluto) que se quiere neutralizar

1,6 g es la masa de KOH (soluto) que hemos tomado en los 10 mL disolución15% y d=1,05 g/mL

Pasamos esta masa a cantidad de sustancia (mol): 1,6 g KOH = 0,029 mol KOH

La reacción de neutralización es H2SO4 + 2 KOH → K2SO4 + 2 H2O

Para neutralizar 0,029 mol de KOH se necesitarán 0,029/2 mol H2SO4 = 0,0145 mol H2SO4 y para esta cantidad se necesitará un volumen de disolución

es el volumen de disolución H2SO4 0,29 M que se necesita para neutralizar 10 mL de KOH 15% y d=1,05 g/mL (0,029 mol KOH)

4. Se preparan 10 L de disolución de un ácido monoprótico HA, de masa molar 74, disolviendo en agua 37 g de éste. La concentración de H3O+ es 0’001 M. Calcule:

a) El grado de disociación del ácido en disolución.

b) El valor de la constante Ka.

a) El grado de disociación del ácido en disolución.

En primer lugar hay que determinar la concentración inicial del ácido

; x= 0,5 mol, es la cantidad de sustancia HA que disolvemos para preparar los 10 L de disolución, por tanto la concentración será

; x= 0,05 mol, es la cantidad de sustancia HA por cada 1 L de disolución, es decir, la concentración es 0,05 M = 0,05 mol/L

La concentración de iones hidronio H3O+ coincide con la concentración de ácido que se ha disociado ya que se trata de un ácido monoprótico

[HA]o = 0,05 M

[A-] = [H3O+] = 0,001 M

El grado de disociación es el cociente entre la cantidad (o concentración) de ácido que se ha disociado y la cantidad (o concentración) de ácido inicial, por tanto

lo que significa que por cada 1 mol de ácido que inicialmente tenemos se disocian 0,02 mol de ácido (un 2%)

b) El valor de la constante Ka.

En el equilibrio, la concentración de ácido será la que había inicialmente (0,05 M) menos la que se ha disociado (0,001 M), por tanto

[HA] = 0,05 M - 0,001 M

5. a) ¿Qué volumen de disolución de NaOH 0,1 M se necesitaría para neutralizar 10 mL de disolución acuosa de HCl 0,2 M?

b) ¿Cuál es el pH en el punto de equivalencia?

c) Describa el procedimiento experimental y nombre el material necesario para llevar a cabo la valoración.

a) ¿Qué volumen de disolución de NaOH 0,1 M se necesitaría para neutralizar 10 mL de disolución acuosa de HCl 0,2 M?

 la reacción de neutralización es HCl + NaOH → NaCl + H2O

en primer lugar se calcula la cantidad de sustancia HCl que se quiere neutralizar, se trata de 0,010 L de disolución 0,2 mol/L; es decir, hay que neutralizar 0,002 mol HCl

Puesto que la estequiometría de la reacción es 1:1, es decir, por cada 1 mol HCl se necesita 1 mol NaOH; por tanto, se necesitará 0,002 mol NaOH; y puesto que la disolución de NaOH es 0,1 M, tendremos

lo que significa que se necesita 0,02 L (20 mL) de disolución 0,1 M de NaOH para neutralizar 10 mL de disolución 0,2 M de HCl

b) ¿Cuál es el pH en el punto de equivalencia?

en el punto de equivalencia hemos hecho reaccionar la misma cantidad de sustancia de ácido clorhídrico que de hidróxido de sodio; la disolución resultante contiene una sal (cloruro de sodio) que da a la disolución un carácter neutro por tratarse de una sal de ácido fuerte y base fuerte. Por tanto, el pH en el punto de equivalencia es 7

c) Describa el procedimiento experimental y nombre el material necesario para llevar a cabo la valoración.

se necesita: pipeta, bureta, vaso de precipitado, base y soporte con pinzas, frasco con agua destilada, indicador ácido-base, matraz erlenmeyer.

Procedimiento: se toma con la pipeta 20 mL de la disolución acuosa de HCl y se echan en un matraz erlenmeyer limpio y seco; se puede añadir un poco de agua destilada para ver mejor el cambio de color, y se añaden unas gotas de indicador ácido-base, por ejemplo, fenolftaleína, la disolución quedará incolora (por tener carácter ácido).

La bureta se llena, y enrasa a cero, con la disolución de hidróxido de sodio. Se coloca el matraz erlenmeyer bajo la bureta y con la llave de paso de ésta se deja caer lentamente la disolución de base agitando sin cesar el matraz erlenmeyer; cuando se observa que se está próximo al punto de equivalencia (el color rojo tarda en desaparecer al agitar) se empieza a echar la base gota a gota hasta que se observa el cambio de color o viraje del indicador (en este caso queda rojo intenso). En este momento se ha alcanzado el punto de equivalencia y se anota la medida que marca la bureta que será el volumen de hidróxido de sodio utilizado en la neutralización.

6. a) ¿Qué volumen de una disolución 0,03 M de HClO4 se necesita para neutralizar 50 mL de una disolución 0,05 M de NaOH?

b) Calcule el pH de la disolución obtenida al mezclar 50 mL de cada una de las disoluciones anteriores. Suponga que los volúmenes son aditivos.

7. 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.

8. 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.

a) La constante de disociación del ácido.

el equilibrio de disociación del ácido es CH2Cl-COOH + H2O CH2Cl-COO-⇄  + H3O+

y la constante de equilibrio

El ácido está disociado un 31% lo que significa que por cada 100 mol CH2Cl-COOH iniciales, tendremos 31 mol CH2Cl-COO- y 31 mol H3O+

Por tanto, como la concentración inicial de ácido es 0,01 M, tendremos en el equilibrio (después de disociarse)

Por tanto [H3O+] = [ CH2Cl-COO- ]=3,1·10-3 M

[CH2Cl-COOH] = (0,01 - 3,1·10-3) M = 0,0069 M (lo que había inicialmente menos lo que se ha disociado)

b) El pH de la disolución.

el cálculo del pH es inmediato una vez que se conoce la concentración de iones hidronio H3O+

pH= - log [H3O+] = - log (3,1·10-3) = 2,5 lo que corresponde a un pH ácido

9. 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.

a) Una disolución acuosa 0,01 M de cloruro de hidrógeno.

El cloruro de hidrógeno disuelto en agua (ácido clorhídrico) es un ácido muy fuerte que se encuentra totalmente disociado según la ecuación

HCl + H2O → Cl- + H3O+; por tanto la concentración de iones hidronio H3O+ será igual a la concentración inicial de cloruro de hidrógeno [H3O+]=0,01 M

pH= - log [H3O+] = - log (0,01) = 2 lo que corresponde a un pH ácido

b) Una disolución acuosa 0,01 M de hidróxido de potasio.

El hidróxido de potasio disuelto en agua es una base muy fuerte que se encuentra totalmente disociada según la ecuación

KOH + H2O → K+ + OH-; por tanto la concentración de iones hidróxido OH- será igual a la concentración inicial de hidróxido de potasio [OH-]=0,01 M

La concentración de iones hidronio H3O+ es 

pH= - log [H3O+] = - log (10-12) = 12 lo que corresponde a un pH básico

c) Una disolución formada por la mezcla de volúmenes iguales de las dos disoluciones anteriores.

Cuando se mezclan dos disoluciones, una de ácido clorhídrico (ácido) y otra de hidróxido potásico (base), se produce la reacción de neutralización siguiente

HCl + KOH → KCl + H2O obteniéndose una disolución de la sal cloruro de potasio KCl que tiene un carácter  neutro porque ninguno de los iones que la forman (ion cloruro Cl- e ion potasio K+ reaccionan con agua, es decir, no se hidrolizan). Además, las cantidades de sustancia que se han mezclado de ácido y de base son iguales porque tienen la misma concentración y se han mezclado volúmenes iguales; es decir, se han mezclado cantidades equimolares y por tanto la neutralización es total no quedando en exceso ni ácido ni base. Por todo esto el pH de la mezcla es neutro, es decir, pH=7

10. a) Calcule el pH de una disolución de HClO4 0’03 M y de una disolución 0’05 M de NaOH.

b) Calcule el pH de la disolución obtenida al mezclar 50 mL de cada una de las disoluciones anteriores. Suponga que los volúmenes son aditivos.

a) el ácido perclórico HClO4 es un ácido muy fuerte que está totalmente disociado, por tanto podemos escribir la siguiente reacción química que estará totalmente desplazada hacia la derecha: HClO4 + H2O  ClO4-⇄  + H3O+; por tanto, la concentración de ión hidronio será igual a 0,03 M

[H3O+]= 0,03 M; pH= - log[H3O+]; pH= - log(0,03); pH= 1,5 lo que corresponde a una disolución muy ácida

El hidróxido de sodio es una base muy fuerte que está totalmente disociada, por tanto podemos escribir la siguiente reacción química que estará totalmente desplazada hacia la derecha: NaOH → Na+  + OH-; por tanto, la concentración de ión hidroxilo será igual a 0,05 M

[OH-]= 0,05 M; la concentración de ión hidronio la calculamos a partir de la expresión del producto iónico del agua Kw=[H3O+]·[ OH-]

[H3O+]= Kw / [ OH-] ; [H3O+]= 10-14 / 0,05 = 2·10-13 M

pH= - log[H3O+]; pH= - log(2·10-13); pH= 12,7 lo que corresponde a una disolución muy básica

b) Calcule el pH de la disolución obtenida al mezclar 50 mL de cada una de las disoluciones anteriores. Suponga que los volúmenes son aditivos.

Calculamos las cantidades de sustancias que estamos mezclando:

Ácido perclórico: 0,05 L · 0,03 mol / L = 0,0015 mol HClO4 es la cantidad de sustancia HClO4 que estamos echando

Hidróxido de sodio: 0,05 L · 0,05 mol / L = 0,0025 mol NaOH es la cantidad de sustancia NaOH que estamos echando

Cuando mezclamos estas sustancias (un ácido y una base) se produce la siguiente reacción de neutralización

 HClO4 + NaOH  → ClO4- + Na+ + H2O en la que el ácido perclórico es el reactivo limitante y el hidróxido de sodio el que está en exceso;

la neutralización dará lugar a la formación de 0,0015 mol de  ClO4- y 0,0015 mol de Na+ quedando (0,0025-0,0015)=0,001 mol de NaOH sin reaccionar y dando a la disolución final un carácter básico cuyo pH se puede calcular si determinamos su concentración y seguimos los mismos pasos que en el apartado anterior. (Solución pH=11)

Ojo: Al mezclar las dos disoluciones anteriores tendremos 100 mL de disolución ¡solo suponiendo que los volúmenes son aditivos!, ya que realmente el volumen que se obtiene al mezclar 50 mL de disolución con 50 mL de otra disolución no tiene por qué ser de 100 mL resultantes.

11. Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) En las disoluciones acuosas de las bases débiles, éstas se encuentran totalmente disociadas.

Esta afirmación es falsa ya que una base débil es aquella que no está totalmente disociada; en su proceso de disociación se alcanza una situación de equilibrio químico (con una constante de equilibrio Kb muy pequeña) en el que las concentraciones de los iones que se producen en la disociación son muy pequeñas mientras que la concentración del ácido permanece prácticamente igual a la concentración inicial; precisamente porque se ha disociado muy poco.

b) Un ácido débil es aquél cuyas disoluciones son diluidas.

Esta afirmación es falsa ya que no tiene nada que ver la fortaleza de un ácido con la concentración de la disolución. Por ejemplo, el ácido acético es un ácido débil pero puede encontrarse en disoluciones diluidas (por ejemplo 0,01 M) o en disoluciones concentradas (por ejemplo 10 M).

Un ácido débil es el que está poco disociado.

12. Escriba las reacciones de hidrólisis de las siguientes sales e indique si el pH resultante será ácido, básico o neutro:

a) NaCN (HCN es un ácido débil).

El cianuro de sodio es una sal que se disocia totalmente según la siguiente reacción: NaCN → Na+  +  CN-

El ión sodio Na+ es un ácido muy débil porque es el ácido conjugado de la base hidróxido de sodio NaOH que es muy fuerte; por tanto el ion sodio Na+ no se hidroliza (no reacciona con el agua)

El ión cianuro CN- es una base fuerte porque es la base conjugada del ácido cianhídrico HCN que es un ácido débil; por tanto el ión cianuro CN- si se hidroliza (si reacciona con el agua) según la reacción:

CN-  +  H2O   HCN⇄   + OH-  por tanto la disolución de la sal cianuro de sodio NaCNen agua tiene carácter básico; pH > 7

b) KCl.

El cloruro de potasio es una sal que se disocia totalmente según la siguiente reacción: KCl → K+  +  Cl-

El ión potasio K+ es un ácido muy débil porque es el ácido conjugado de la base hidróxido de

potasio KOH que es muy fuerte; por tanto el ion potasio K+ no se hidroliza (no reacciona con el agua)

El ión cloruro Cl-es una base muy débil porque es la base conjugada del ácido clorhídrico HCl que es muy fuerte; por tanto el ion cloruro Cl- no se hidroliza (no reacciona con el agua)

Por tanto, la disolución de la sal cloruro de potasio KCl en agua tiene carácter neutro (ni básico ni ácido); pH = 7

c) NH4Cl.

El cloruro de amonio es una sal que se disocia totalmente según la siguiente reacción: NH4Cl →NH4+  +  Cl-

El ión amonio NH4+  es un ácido fuerte porque es el ácido conjugado de la base amoniaco NH3 que es débil; por tanto el ion amonio NH4+ se hidroliza (reacciona con el agua) según la siguiente reacción

NH4+ + H2O NH3⇄  + H3O+

El ión cloruro Cl-es una base muy débil porque es la base conjugada del ácido clorhídrico HCl que es muy fuerte; por tanto el ion cloruro Cl- no se hidroliza (no reacciona con el agua)

Por tanto, la disolución de la sal cloruro de amonio NH4Cl en agua tiene carácter ácido; pH < 7

13. Considere cuatro disoluciones A, B, C y D caracterizadas por: A: [OH−] = 10−13; B: pH = 3; C: pH = 10; D: [H3O+] = 10−7

a) Ordénelas de menor a mayor acidez.

b) Indique, razonadamente, cuáles son ácidas, básicas o neutras.

Los datos del ejercicio se reflejan en la tabla siguiente:

Disolución[H3O+][OH−] pH Carácter

C 10−10 10−4 10 básico

D 10−7 10−7 7 neutro

B 10−3 10−11 3 ácido

A 10−1 10−13 1 muy ácido

Una disolución es más ácida cuanto mayor es la concentración de iones hidronio y, por tanto, menor es su pH

De menor a mayor acidez C < D < B < A

14. Se disuelven 23 g de ácido metanoico, HCOOH, en agua hasta obtener 10 L de disolución. La concentración de H3O+ es 0’003 M. Calcule:

a) El grado de disociación del ácido en disolución. b) El valor de la constante Ka.

Masas atómicas: C = 12; H = 1; O = 16.

En primer lugar se calcula la concentración inicial de ácido metanoico

M(HCOOH)= 46 g/mol             23 g HCOOH = 0,5 mol HCOOH                  Molaridad= 0,5 mol / 10 L = 0,05 M

es decir, en la disolución tenemos inicialmente 0,05 mol de ácido metanoico por cada Litro de disolución

La reacción de disociación del ácido es la siguiente:

HCOOH  + H2O HCOO-⇄  + H3O+

La concentración de ion hidronio es de 0,003 M, por tanto, puesto que la estequiometría es 1:1, la concentración de ion acetato también será de 0,003 M y la concentración de ácido que se ha disociado también será de 0,003 M

El grado de disociación es la relación entre la cantidad de ácido disociado y la cantidad de ácido inicial, por tanto:

Grado de disociación α= disociado / inicial = 0,003 M / 0,05 M = 0,06 = 6 %; lo que significa que de cada 1 mol de ácido metanoico que tenemos inicialmente, se habrán disociado 0,06 mol de ácido metanoico.

Para determinar el valor de la constante Ka escribimos su expresión y sustituimos los valores que son conocidos:

  

15. Complete los siguientes equilibrios e identifique los pares ácido-base conjugados:

a) CO3 2−+H2O ⇄  ........+........

b) NH4+ + OH−  ........+........⇄

c) CN−+........ ⇄  HCN + OH−

a) CO3 2−+ H2O HCO3 −+ OH-⇄

el ion hidrogenocarbonato HCO3 − es el ácido conjugado de la base ion carbonato CO3 2−

el agua H2O es el ácido conjugado de la base OH-

b) NH4+ + OH−  NH3⇄  + H2O

el amoníaco NH3  es la base conjugada del ácido ion amonio NH4+

el ion hidroxilo OH−  es la base conjugada del ácido agua H2O

 c) CN−+ H2O ⇄  HCN + OH−

el ácido cianhídrico HCN  es el ácido conjugado de la base ion cianuro CN−

el ion hidroxilo  OH− es la base conjugada del ácido agua H2O

16. Una disolución acuosa de ácido cianhídrico (HCN) 0’01 M tiene un pH de 5’6. Calcule:

a) La concentración de todas las especies químicas presentes.

b) El grado de disociación del HCN y el valor de su constante de acidez.

Como el pH=5,6 entonces [H3O+]= 2,5·10-6 M

La reacción de disociación del ácido es la siguiente:

HCN  + H2O CN-⇄  + H3O+

las especies químicas presentes son: el agua H2O (que actúa como disolvente y, por tanto, no tiene sentido hablar de su concentración);

el ion hidronio H3O+, el ion hidroxilo OH−, el ácido cianhídrico HCN y el ion cianuro CN-

La concentración de ion cianuro CN- será la misma que la concentración de ion hidronio H3O+

[CN-] = [H3O+]= 2,5·10-6 M

La concentración de ion hidoxilo se calcula a partir de la expresión del producto iónico del agua Kw=[H3O+]·[OH−] que, a 25ºC, tiene un valor de 10-14

Por último, la concentración de ácido cianhídrico que queda sin disociar será igual a la concentración inicial menos la concentración de ácido que se ha disociado 2,5·10-6 M (igual a la concentración de iones cianuro e hidronio porque la estequiometría es 1:1)

[HCN]= 0,01 M - 2,5·10-6 M = 0,0099975 = 0,01 M; lo cual es lógico ya que el ácido cianhídrico es un ácido débil y prácticamente no está disociado.

b) el grado de disociación es la relación entre la cantidad de ácido disociado (2,5·10-6 M) y la que había inicialmente (0,01 M), por tanto

 lo que significa que de cada 1 mol de HCN que tengamos inicialmente, solo se habrán disociado 0,00025 mol HCN; lo que supone un 0,025 %

la constante de acidez se puede calcular puesto que se conocen todas las concentraciones en el equilibrio:

17. a) Justifique, mediante la reacción correspondiente, el pH ácido de una disolución acuosa de NH4Cl.

b) Indique cuál es el ácido conjugado de las siguientes especies cuando actúan como base en medio acuoso: HCO3 −, H2O y CH3COO−.

a) El cloruro de amonio es una sal que se disocia totalmente según la siguiente reacción: NH4Cl → NH4+  +  Cl-

El ión amonio NH4+  es un ácido fuerte porque es el ácido conjugado de la base amoniaco NH3 que es débil; por tanto el ion amonio NH4+ se hidroliza (reacciona con el agua) según la siguiente reacción

NH4+ + H2O NH3⇄  + H3O+

El ión cloruro Cl-es una base muy débil porque es la base conjugada del ácido clorhídrico HCl que es muy fuerte; por tanto el ion cloruro Cl- no se hidroliza (no reacciona con el agua)

Por tanto, la disolución de la sal cloruro de amonio NH4Cl en agua tiene carácter ácido; pH < 7

b) Escribimos las reacciones con agua, en cada caso, para determinar el ácido conjugado:

H2O  +  HCO3 −  ⇄  OH-  +  H2CO3

por tanto el ácido carbónico  H2CO3 es el ácido conjugado de la base ion hidrogenocarbonato HCO3 −

H2O  +  H2O ⇄  OH-  +  H3O+

por tanto, el ion hidronio es el ácido conjugado de la base agua H2O 

H2O  +  CH3COO −  OH-⇄   +  CH3COOH

por tanto, el ácido acético es el ácido conjugado de la base ion acetato  CH3COO −

18. a) Calcule la masa de NaOH sólido del 80% de riqueza en peso, necesaria para preparar 250 mL de disolución 0’025 M y determine su pH.

b) ¿Qué volumen de la disolución anterior se necesita para neutralizar 20 mL de una disolución de ácido sulfúrico 0’005 M?

Masas atómicas: Na = 23; O = 16; H = 1.

a)

1º - Se determina la cantidad de sustancia NaOH que se necesita para preparar 250 mL de disolución 0,025 M

es decir, se necesita tomar una cantidad de sustancia de 6,25·10-3 mol NaOH, para preparar 250 mL de disolución 0,025 M

2º - Se calcula la masa correspondiente a esa cantidad de sustancia

es decir, se necesita tomar una masa de 0,25 g NaOH puro para preparar 250 mL de disolución 0,025 M

3º - Se determina la masa de NaOH del 80% de pureza

lo que significa que se necesita 0,31 g de NaOH, del 80% de pureza, para preparar 250 mL de disolución 0,025 M

b) ¿Qué volumen de la disolución anterior se necesita para neutralizar 20 mL de una disolución de ácido sulfúrico 0’005 M?

la reacción de neutralización es la siguiente H2SO4  +  2 NaOH  → Na2SO4  + 2 H2O

queremos neutralizar 20 mL de disolución de ácido sulfúrico 0,005 M; es decir, queremos neutralizar 0,0001 mol H2SO4

ahora planteamos un cálculo químico, teniendo en cuenta la ecuación química ajustada:

como la disolución anterior tiene una molaridad de 0,025 M entonces se puede plantear la siguiente proporción:

es decir, se necesitan 8 mL de disolución 0,025 M de hidróxido de sodio para neutralizar 20mL de disolución de ácido sulfúrico 0,005 M

19. a) Justifique, mediante la teoría de Brönsted-Lowry, el carácter ácido, básico o neutro que presentarán las disoluciones acuosas de las siguientes especies: NH3 , CO3 2− y HNO2 .

b) Describa el procedimiento y el material necesario para llevar a cabo la valoración de una disolución acuosa de HCl con otra de NaOH.