ACIDOS Y BASES

DEFINICIONES DE BRONSTED- LOWRY, CONSTANTE DE IONIZACION DEL AGUA, CÁLCULO DE pH y pOH, ACIDOS Y BASES FUERTES Y DEBILES, SOLUCIONES BUFFER Y EFECTO DEL ION COMUN

1. Identifique los pares conjugados acido-base de cada una de las siguientes reacciones: CH3COO- + HCN Û CH3COOH + CN-

H2PO4- + NH3 Û HPO4

-2 + NH4+

CO3-2 + H2O Û HCO3

- + OH-

HCHO2 + PO4 3- Û CHO2- + HPO4

2-

2. Calcule los valores de [H+] y [OH-] en una disolución neutra de agua a 25°C. Kw=1x10-4 a 25°C3. El óxido de deuterio (D2O, donde D es deuterio, el isótopo de hidrógeno 2) tiene una constante de

producto iónico, Kw, de 8.9x 10-16 a 20°C. Calcule [D+] y [OD-] del D2O puro (neutro) a esta temperatura.4. Indique si las disoluciones que tienen las concentraciones de iones siguientes son neutras, ácidas o

básicas: (a) [H+] = 4X 10-9 M; (b) [OH-] =1 X 10-7 M; (c) [OH-] =7X10-13 M.5. Calcule [OH-] de cada una de las disoluciones siguientes e indique si la disolución es ácida, básica o

neutra: (a) [H+]=0.0041 M; (b) [H+] = 3.5X 10-9 M6. El GATORADE, una bebida popular para calmar la sed, tiene una concentración de ion hidrogeno de 8.0

x 10-4 mol/l Calcular el pH y pOH del gatorade.7. Complete la tabla:

[H+] [OH-] pH pOH Sol. acida Sol. básica Sol. neutra6,4x10-6

11,97,0x10-7

X8. ¿Cuál será el pH de una disolución que contiene 1 g de H2SO4 (Peso MOLECULAR acido = 98 g/mol) en

un litro de agua? 2H2O + H2SO4 ↔ 2H3O+ + SO49. Una disolución acuosa de HNO3 tiene un pH de 2.34. ¿Cuál es la concentración del ácido?10. ¿Cuál es el pH de (a) una disolución 0.028 M de NaOH; (b) una disolución 0.0011 M de Ca(OH)2?11. Calcule el pH de a) una disolución de HCl 1.0 x 10-3 M y b) una disolución de Ba (OH)2 0,020 M. 12. Calcule el pH de una disolución de acido nitroso (HNO2) 0,036 M: HNO2 (ac) Û H+ (ac) + NO2

- (ac) Dato: Ka= 4,5 x10-4

13. Calcule la concentración de OH- en una disolución 0.16 M de NH3. Datos: Kb = 1.8 x 10-5.NH3 (ac) + H2O (l) ↔ NH4

+ (ac) + OH- (ac)

14. Una estudiante preparó una disolución 0.10 M de ácido fórmico (HCHO2) y midió su pH con un pH metro y a 25°C resultó ser de 2.38. (a) Calcule la Ka del ácido fórmico a esta temperatura. (b) ¿Qué porcentaje del ácido está disociado en esta disolución 0.10 M?

15. El ion hidrogenoftalato (HC8H5O4-) es un ácido monoprótico débil. Cuando se disuelven 525 mg de hidrogenoftalato de potasio en agua suficiente para preparar 250 mL de disolución, el pH de ésta es de 4.24. (a) Calcule la Ka de este ácido. (b) Calcule el porcentaje de disociación del ácido.

16. Calcular el pH de una disolución 0.20 M de HCN (ácido débil; Ka = 4.9 x 10-10).17. (EFECTO DEL IÓN COMÚN) Calcular la concentración de OH-, el pOH y pH de una disolución de 0,20M

de NH3 acuoso y 0,10M de NH4Cl (dato: Kb = 1,8 x 10-5):18. En el Laboratorio de QGI se parte de un 1 mL de NH3 con concentración 8 M que se disuelven en 30 mL

de agua (Vaso A). El contenido del vaso A se lo divide en dos partes iguales que se vierten en los vasos B y C. Sírvase contestar las preguntas que se plantean en las tablas no. 1 y no. 2.Datos: NH3 + H2O <=> NH4

+ + OH- ; N = 14.0 g/mol; Cl = 35.45 g/mol; Kb = 1.8 x 10 -5; V1 x M1 = V2

x M2; El amoniaco es una base débil con Kb= 1.8 x 10-5.

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Tabla no. 1. Cálculos de la concentración molar del NH3, pOH y el pH en los vasos A y B.

Calcular la concentración molar del NH3 en el vaso A

V1 x M1= V2 x M2 ; 1mL x 8M = 31mL x X [NH3] vaso A = 0.258 M

¿Concentración molar del NH3 en el vaso B? [NH3] vaso B = 0.258 M

Calcular el pOH y el pH en los vasos A y B, siguiendo los siguientes pasos:1. Escribir la ecuación de disociación de la base (NH3) en agua: NH3 + H2O <=> NH4

+ + OH-

2.Escribir la constante de disociación básica del NH3

Kb=([NH4+] x [OH-]) / ([NH3] x [H2O] )

3. Determinación de la concentración de [OH-]

[OH-]= Kb x [NH3] / [NH4+]

[OH-] 2= Kb x [NH3]

[OH-]= (Kb x [NH3])1/2

[OH-]= (1.8 x 10-5 x 0.258)1/2

[OH-]= 0.00215

4. Determinación del pOH

Vaso A

pOH = - log [OH]

pOH = - log [0.0215]

pOH = 2.66

5. Determinación del pH

Vaso A

14= pH + pOH

pH= 14- pOH

pH = 14 – 2.66

pH = 11.34pOH en el vaso B = 2.66 pH en el vaso B= 11.34

. Calcular la concentración de OH-, el pOH y pH de una disolución de 0,20M de NH3 acuoso y 0,10M de NH4Cl. Para el efecto de lo solicitado llenar cada fila de la tabla (dato: Kb = 1,8 x 10-5):

Ecuación apropiada para la disociación del NH4Cl: NH4Cl à NH4+ + Cl-

Ecuación apropiada para la disolución del NH3en agua:

NH3 + H2O à NH4+ + OH-

CONCENTRACIONES iniciales Representaciones algebraicas para las concentreacionesPara la disociación del NH4Cl NH4Cl à NH4

+ + Cl- 0.10 M Þ 0.10 M 0.10 M

Para la disolución del NH3 en agua NH3 + H2O NH4+ + OH-

(0.20 – x) M x M x MConcentración total del ion

amonioTotal de [NH4

+] à (0.10 + x) M

Representación algebraica de Kb para el sistema:

Kb = [NH4+][] / [NH3] = 1.8 x 10-5

=(0.10 + x)(x) / (0.20 – x) = 1.8 x 10-5

(0.10 + x) ≈ 0.10 y (0.20 + x) ≈ 0.20

Despeje el valor de X:

0.10x / 0.20 = 1.8 x 10-5 M

x = 3.6 x 10-5 M

[OH-] =3.6 x 10-5 MCálculo del pOH = - log [OH-]

pOH = 4.44

Cálculo del pH = 14 – 4.44

= 9.56

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