ESPOL – ICQA ACIDOS Y BASES

DEFINICIONES DE BRONSTED- LOWRY, CONSTANTE DE IONIZACION DEL AGUA1. Identifique los pares conjugados acido-base de cada una de las siguientes reacciones:

CH3COO- + HCN ↔ CH3COOH + CN- ------ H2PO4- + NH3 ↔ HPO4

-2 + NH4+

CO3-2 + H2O ↔ HCO3

- + OH- ---------- HCHO2 + PO4 3- ↔ CHO2- + HPO4

2-

NH4++ CN-(ac) ↔ HCN + NH3 --------- CHO2

- + H2O ↔ HCHO2 + OH-

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 Kw de

8.9x 10-16 a 20°C. Calcule [D+] y [OD-] del D2O puro (neutro) a esta temperatura.4. El pH promedio de la sangre arterial normal es de 7.40. A la temperatura corporal normal (37°C),

Kw=2.4 x10-14. Calcule [H+] y [OH-] en la sangre a esta temperatura.5. Calcular las concentraciones faltantes e indique si las disoluciones son neutras, ácidas o básicas: (a)

[H+] = 4X 10-9 M; (b) [OH-] =1 X 10-7 M; (c) [OH-] =7X10-13 M; d) [H+]=0.0041 M; (e) [H+] = 3.5X 10-9 M

CÁLCULO DE pH y pOH6. 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

ACIDOS Y BASES FUERTES Y DEBILES, SOLUCIONES BUFFER Y EFECTO DEL ION COMUN8. Calcule el pH de a) una disolución de HCl 1.0 x 10-3 M y b) una disolución de 0.028 M de NaOH 9. A) Una disolución acuosa de HNO3 tiene un pH de 2.34. ¿Cuál es la concentración del ácido? B) ¿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+ + SO4. C) ¿Cuál es el pH de una disolución de Ba (OH)2 0,020 M y una disolución 0.0011 M de Ca(OH)2?

10. Calcular el pH de una disolución 0.20 M de HCN (ácido débil; Ka = 4.9 x 10-10).11. A) 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 B) 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)

12. 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?

13. 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.

14. La Ka del ácido benzoico (HC7H5O2) es de 6.3x 10-5. Calcule las concentraciones al equilibrio de H3O+, C7H5O2- y HC7H5O2 en la disolución si la concentración inicial de HC7H5O2 es 0.050 M

15. (EFECTO DEL IÓN COMÚN) Indique si el pH aumenta, disminuye o permanece sin cambio al agregar lo siguiente: (a) NaNO2 a una disolución de HNO2; (b) (CH3NH3)Cl a una disolución de CH3NH2; (c) formiato de sodio a una disolución de ácido fórmico; (d) bromuro de potasio a una disolución de ácido bromhídrico; (e) HCl a una disolución de NaC2H3O2.

16. ¿Cuál es el pH de un amortiguador compuesto por ácido láctico (HC3H5O3) 0.12 M y lactato de sodio 0.10 M? La Ka del ácido láctico es de 1.4 × 10-4.

17. Calcule el pH de un amortiguador de NaHCO3 0.100 M y Na2CO3 0.125 M. Ka2= 5.6 x 10-11

18. Calcular la concentración de OH-, el pOH y pH de una disolución de 0,20M de NH3 (ac) y 0,10M de NH4Cl. (dato: Kb = 1,8 x 10-5): Seguir los pasos: A) Escriba las ecuaciones para la disociación de ambas sustancias. B) Represente las concentraciones de cada componente, identifique el ion en común y calcule la expresión algebraica de cada uno en el equilibrio. C) Escriba el Kb del sistema amortiguador, realice los cálculos respectivos y determine el valor de X. D) Calcular el pOH y el pH total.

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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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