Cap.+3+Acido+Base+I

7/23/2019 Cap.+3+Acido+Base+I

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C A P T U L O 3 : C I D O S Y B A S E S I |43

Q U M I C A A N A L T I C A C U A L I T A T I V A L F C C

CAPTULO 3: CIDOS Y BASES IEnestecaptuloseconocern las teorascidobasedescritasparaexplicar lanaturalezade las

reaccionesqumicas,as como la ecuacin generaldeBrnsted y Lowry,quepermite calcular el

valordepHdesustanciascidasobsicas.

Objetivos

del

Captulo

1. SedefinenlasteorascidobasedeArrhenius,LewisyBrnstedyLowry.

2. SedefineelconceptodeAutoprotlisisdelaguayotrosdisolventes.

3. Sedefinenyaplicanlosconceptosdebalancesdemasa,cargayprotn.

4. SeaprendeacalcularlaconcentracindeprotonesypHdecidosybases.

5.

SeaplicalafrmulageneraldeBrnstedyLowryparaclculodepH.

6. Sedefineelgradodedisociacindecidosybasesdbiles.

3.

cidos

y

Bases

Aunquedesde los iniciosde laqumica (alquimia), se conocen loscidosybases, sudefiniciny

conceptohaidoevolucionandoconeltiempoyconelmejorconocimientodelasespeciesqumicas,

en un intento por abarcar con la definicin un mayor nmero de especies que presenten

comportamiento

cido

o

bsico.

3.1.

Teoras

cido

Base

Delasmuchasteorasquesehanpropuestoatravsdelosaosparaexplicarlaspropiedadesdelos

cidosybases, la teoradeBrnstedy Lowryy la teorade Lewis son lademayoraplicacinen

qumicaanaltica.Sinembargoparacompletarelespectrodeldesarrollodeestasdefiniciones se

incluyelateoradeArrhenius.

3.1.1.

Teora

de

Arrhenius

En 1887, Svante August Arrhenius (18591927) un qumico suizo, mientras todava era un

estudiante, investig las propiedades conductoras de las disoluciones electrolticas. En su tesis

doctoralformullateoradeladisociacinelectroltica,stapostulabaquelassustanciasllamadas


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electrlitos(cidos,basesysales)endisolucin(v.g8.enagua)ofundidos,sedisocianeniones,es

decir en partculas cargadas elctricamente. El principio de conservacin de la carga elctrica

determinaque la carga totalde losaniones sea iguala lade los cationes,de talmaneraque la

disolucinseaneutra.As,Arrheniusproponeque:

cido es toda sustancia que en disolucin acuosa se disocia produciendo iones hidrgeno

protones,H+,yquedisueltasenaguaproducanunaconcentracindestos,mayorquelaexistente

enaguapura.Engeneral:

9CuyaconstantedeequilibriocidaKaes:

Aunqueconvenienteparaserusadoen lasecuaciones,elsmboloH+,norepresenta laestructura

real de ste in presente en disolucin acuosa (para una mayor explicacin, vase el apartado

3.1.3.2Autoprotlisis).

Base es toda sustancia que en disolucin acuosa se disociaproduciendo iones oxhidrilo, OH. En

general:

Cuyaconstante

de

equilibrio

bsica

Kbes:

En la teora de Arrhenius, la reaccin entre un cido y una base se interpreta como una

neutralizacindelosionescaractersticosH+yOH,quesecombinangenerandoagua.

As, elesquemaclsicodelaneutralizacinser:

8Dellatnverbigratiaquesignificaporejemplo.

9ELsmbolo(ac)implicaqueelinseencuentrahidratado,esdecirrodeadodemolculasdeagua,el

disolventeempleadoesagua.


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La teoradeArrheniusapesardepresentarun valiosoaporteal conocimientode las reacciones

qumicas,encontrimportantesobjecionesexperimentalesquecuestionabansuvalidez.Laprimera

esqueelconceptodecidosselimitaaespeciesqumicasquecontienenhidrgenoyeldebasea

las especiesque contienen ioneshidroxilo, sin embargo, compuestos como elNH3,o elNa2CO3,

presentabanunindiscutiblecomportamientodebases,peronoencajabanenlateoradeArrhenius

porquenocontienengruposOHensus frmulasqumicas.Lasegundaobjecin,esque la teora

sloserefiereadisolucionesacuosas,cuandoenrealidadseconocenmuchasreaccionescidobase

quetienenlugarenausenciadeagua(solventesnoacuosos).

3.1.2.

Teora

de

Brnsted

y

Lowry

En 1923, dos qumicos J.N. Brnsted, en Dinamarca y J.M. Lowry en Inglaterra, propusieron

independientemente una teora del comportamiento cido base, que es particularmente til en

qumica analtica. De acuerdo con la teora de Brnsted y Lowry, un cido es un donador de

protones(H+)yunabaseesunaceptordeprotones.

Asaldisolveruncidoounabaseenagua,seproduceunareaccincidobaseconeldisolvente.

Enelcasodeldisolventeagua,steactacomocidoocomobase(cediendootomandoprotones),

dependiendodelcarcterbsicoocidodelsoluto.

Asladisolucindelcidoacticoenagua,esenrealidadunareaccincidobase:

28

LaconstantedeequilibriocidobaseKabsedefinecomo10:

ElaguaactacomobaseaceptandolosprotonesliberadosporelCH3COOH,seformaelinhidronio

H3O+, que en realidad es un protn hidratado (H+H2O). La estructura experimentalmente

demostradaparaelhidronioensolucinacuosaesH9O4+yserepresentaenlaFigura4.Peseaesta

argumentacin,parasimplificarlarepresentacindelprotnensolucinacuosa,sloemplearemos

lossmbolosdeH+yH3O+,comosmbolosequivalentes.

10La[H2O]permanececonstante,porlocualnoseincluyeenlaecuacindeequilibrio.Vaseelapartado

3.1.3.2Autoprotlisis.


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Figura5.EstructuramsprobabledelinhidronioensolucinacuosaH9O4+.

EnladisolucinacuosadeunabasecomoelNH3,setendrlareaccin:

29

Aquelaguaactacomocido,liberalosprotonesquetomaelNH3.Bajoesteconceptodecido

base de Brnsted y Lowry, tanto los cidos como las bases pueden ser especies moleculares,

cationesyaniones.EnlaTabla7,sedanejemplosdealgunasespeciesconsideradascomocidoso

comobasesdeBrnstedyLowry.

Tabla10.cidosyBasesdeBrnstedyLowry.

Especies cidos Bases

Moleculares

Ejemplos

HClO4,CH

3COOH,H

2SO

4

NH

3,NH

2NH

2(aminas)

Cationes

Ejemplos

Fe3+

,Ni2+

,NH4+,Sn

2+

2 PbOH

+,FeOH

2+

2Aniones

Ejemplos

HSO4,HCO3

,H2PO4

AsO4

3,S

2,HCO3

3.1.2.1.

cidos

y

Bases

Conjugados

Una caracterstica importante del concepto de Brnsted y Lowry es la idea de que el producto

formadocuandouncidocedeunprotnesunaceptorpotencialdeprotonesdenominadobase


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conjugadadelcidooriginal.Porejemplo, cuando laespeciecido1donaunprotn se forma la

especiebase1,comosemuestraenlasiguientereaccin:

E 30Aqu, el cido1 y la base1 son un par cido base conjugado. As por ejemplo, al cido HCl le

correspondelabaseconjugadaCl:

cido1 Base1

Delamismamanera,cadabaseproduceuncidoconjugadocomoresultadodeaceptarunprotn,

esdecir:

E 31AlabaseNH3lecorrespondeelcidoconjugadoNH4

+yviceversa

Base2 cido2Sinembargo,dadoqueel inH+,nopuedeexistir libreendisolucin,paraqueuncidosepueda

transformarensubaseconjugadaliberandoprotonestienequehabersimultneamenteunabase,

de otro sistema cidobase, que acepte protones; cuando se combinan estos dos procesos, el

resultadoesunareaccincidobaseoneutralizacin:

3.1.3.

Teora

de

Lewis

Elqumicoestadounidense,GilbertNewtonLewis(18751946),completlahistoriadelasteorasde

loscidosybasesen1923,conlaintroduccindeunconceptodecidoybases,msgeneral.

cido:Unasustanciacapazdecompartiroaceptarparesdeelectrones.

Base:Unasustanciaconcapacidadparacompartirocederparesdeelectrones.

EnlaTabla8,sepresentaunresumendelasdiferenciasentrelastresteorascidobase.

Enqumicaanaltica, las teorasdeArrhenius yBrnsted y Lowry son lasmsadecuadaspara la

explicacinde las reaccionesqumicasen solucionesacuosas,mientrasque la teorade Lewises

msaplicablealcampodelaqumicaorgnica.


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Tabla11.Diferenciasentrelasteorascidobase.

Teora Arrhenius BrnstedLowry Lewis

Definicindecido CedeH+enagua CedeH

+ Captadordee

Definicindebase CedeOH

enagua AceptaH+ Donadordee

Neutralizacin Formacindeagua TransferenciadeH+

Formacin de enlace

covalentecoordinado

Ecuacin H++OH

H2O HA+B

A

+BH A

++B

AB

Limitacin Solosolucionesacuosas SolotransferenciadeH+ Teorageneral

3.1.3.1.

Especies

Anfteras11

Cuandounaespecie tienecomportamiento tantocomocidocomobase,sedenominaanftera,

steeselcasodelcomportamientodelaguaen lasreaccionesconCH3COOH(E36), dondeacta

comobasealaceptarunprotnyenlareaccinconNH3(E37),dondeactacomouncidoalceder

unprotn.

Otroejemplodeespecieanfteraeselinbicarbonato,HCO3,quesecomportacomounabaseen

presenciadeundonadordeprotones,comoelH3O+.

Base1 cido2 cido1 Base2

Enpresenciadeunaceptordeprotones,comoelinhidrxido,elHCO3secomportacomouncido

ydonaunprotnparaformarlabaseconjugadaCO32.

cido1 Base2 Base1 cido2

3.1.3.2.

Autoprotlisis

Los disolventes anfteros experimentanAutoionizacinoAutoprotlisis, para formar un parde

especies inicas. La Autoprotlisis es otro ejemplo de comportamiento cidobase, como se

muestraenlassiguientesecuaciones:

11TambindenominadascomoAnfolitos.


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base1 + cido2 cido1 + base2 solvente

+ + Agua

+ + Metanol + + cidoFrmico

+ + AmoniacoAunqueen laautoprotlisisdelaguaseformulaalprotnsolvatadoH3O

+,esnormalsimplificar la

expresin,formulandoelprotnsinsolvatar:

Laconstantedeequilibrioser:

Sinembargo,comolaconcentracinmolardelaguaenunlitrodesolucinesde55,51M,la[H2O]

puedeserobviadaenlaconstantedeequilibrio,yaqueensolucionesdiluidas(disolventecasipuro),

suactividadseconsidera launidad,estoes,suconcentracinpermanececonstante,por locual la

constantedeequilibriofinaldeautoprotlisisdelagua,denominadaKw,es: 32La concentracin de este equilibrio, tambin denominada producto inico del agua, adquiere el

valorde1014a25C.Asenaguapura,lasconcentracionesdeH+yOHsoniguales,lasolucinnoes

cidanibsica,esneutra:

/ 10 10Loqueindicaqueelaguaseencuentramuypocodisociada.

3.2.

Concepto

de

pH

La concentracin de protones suele expresarse de forma logartmica aplicando la definicin de

funcinp,setendrelconceptodepH:

1 ; , 10


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AnlogamentesepuedeexpresarlaconcentracindeionesOH

1 ; , 10Sustituyendoenlaexpresindelaconstantedeautoprotlisisdelagua(E32)ytomandologaritmos

ycambiandodesignosetiene:

log 10 14

Figura6:

Relacin

de

acidez,

basicidad

yneutralidad

en

funcin

del

pH.

Asen relacina losvaloresdepH,pOHy las concentracionesde [H+]y [OH]en laTabla12 se

resumencadaunadeestascaractersticasparacadaunodeestosmedios.

Tabla12.Caractersticasdesolucionescidas,bsicasyneutras.

TipodeSolucin Caractersticas

cida pH107

[OH][OH]

Neutra pH=pOH=7 [H+]=[OH]=107

Bsica pH>pOH pH>7

pOH


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Figura7.AlimentosdiariosyvaloresdepHasociados.

3.3.1.

Balance

de

Carga

Elbalancedecargaselctricasesunaecuacinalgebraicaqueexpresalaelectroneutralidaddelas

solucionesdeelectrolitos.Estosignificaqueenunasolucindeelectrolitos,lasumade lascargas

positivasesigualalasumadelascargasnegativas,osealacargatotaldelasolucindebeserigual

acero.

33

Engeneral,unionconcarganyconcentracin[A],contribuyecon n[A]alacargadelasolucin.

Ej1) Supngase la disolucin acuosa de la sal KH2PO4. En la solucin se tendran las siguientes

especies inicas:H+,OH,K+,H2PO4,HPO4

2yPO4

3.Paraestablecerelbalancedecargaselctricas


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paraestasolucinsedebenevaluar las reaccionesdedisolucinde lasaly losequilibriosquese

puedengenerarsegn:

Ladisolucindelasalesunareaccinunilateral: Apartirdelsepuedenestablecerlossiguientesequilibrios:

Luegotodaslasespeciesdecargapositivadebenigualarseatodaslasespeciesdecarganegativa:

2 3estaecuacinexpresaque la carga totalqueaportan los ionesH+yK+es igualenmagnituda la

carga que aportan todos los aniones situados en el lado derecho de la ecuacin. El coeficiente

asignadoacadaespecieessiemprenumricamente iguala lacargadel ion;estosedebeaque

porejemplo,unmoldePO43,contribuyecontresmolesdecarganegativa.Si[PO4

3]=0.01,lacarga

negativadeliones3[PO43]=3(0.01)=0.03

Ej2)EnunasolucinacuosadeNa2SO40.01Mexisteniones,Na+ySO4

2,aconcentraciones0.02M

y0.01Mrespectivamente,ademsdelosionesdelagua.Laecuacindelbalancedecargaelctrica,

omitiendovoluntariamentelosionesdelagua,es:

[Na

+

]

=

2[SO42

]

0.02=2(0.01)

0.02=0.02

Estosignificaqueelbalancedecargaselctricasigualalamagnituddelacargatotalpositivaconla

delacargatotalnegativa.

3.3.2.

Balance

de

Masa12

Elbalancedemasaesunaexpresindelaconservacindelamateria,denominadotambinbalancedemateria.Estaexpresinestablecequelasumadelascantidadesoconcentracionesdetodaslas

especies(Ci)quecontienenuntomoparticular(ogrupodetomos)debeserigualalacantidadde

esetomo(ogrupodetomos)introducidosenelsistema(Ct).Assecumpleque:

12Eltrminocorrectoserabalancedeconcentracionesynodemasas,sinembargo,comotodaslas

especiesseencuentranenunmismovolumendedisolvente,esvlidoigualarmasasyconcentraciones.


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34Donde:

[A]t:eslaconcentracintotaldelaespecieA.

[A]i:sonlasconcentracionesdelasespeciesgeneradasoquesubsistendeA.

Ej1)Elcidoacticosedisociaparcialmenteenacetato,segn:

Sisepreparaunasolucin0.050Mdecidoacticoenagua,elbalancedemasasersimplemente

elenunciadodequelasumadelascantidadesdelcidodisociadoysindisociardebeserigualala

cantidaddecidoacticointroducidoinicialmenteenlasolucin.Elbalancedemasaparaelcido

acticoes:

0.05 Ej2)Culserelbalancedemasaparaunasolucin0.015MdeH3PO4?

ElH3PO4sedisociasecuencialmentesegn:

Porloqueensolucinsetendrntodaslasespeciesdescritas.Elbalancedemasaparalasolucin

decidofosfricoes:

0.015 Ej3)Culserelbalancedemasaenunasolucin,cundosemezclanenunlitrodesolucin0.043

moldeKH2PO4y0.030moldeKOH?

Losbalancesdemasaquepuedenestablecerseson:

ElKH2PO4sedisociasegn:

yelKOHsedisociasegn:


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Tantoladisociacindel KH2PO4,comodelKOH,generanionesK+,porloqueelbalancedemasa

paraelpotasioes:

[K+]=0.043+0.030=0.073M

Laconcentracintotaldelasdiferentesformasdefosfatoobalancedemasaparaelfosfatoser:

Porlotanto,elBMdelfinalser: 0.043

Ej4)

SisepreparaahoraunasolucindisolviendoLa(IO3)3enagua,seestableceelsiguiente

equilibrio:

3NosesabecuntoLa3+oIO3

sedisolvi,slosesabequedebehabertresionesyodatoporcadain

delantano:

[La3+]=X y [IO3]=3X

Elbalancedemasaes:

33.3.3.

Balance

de

Protn

Esta variante del principio de electroneutralidad, hace referencia a que en una solucin de

electrlito, la sumatoria de las concentraciones de las partculas formadas en solucin al captar

protoneses iguala lasumatoriade lasconcentracionesde laspartculas formadasensolucinal

liberarprotones.Assetieneque:

Ej1)EnunasolucindeHCl,nuestropuntodepartidadeberanserHClyH2O.Enladisociacindel

HCl, por cada in Cl formado, se debe liberar un in H+. Por cada OH formado a partir de la

molculadeH2O,unH+esliberado.PorcadaH+formadoapartirdelagua,unH+esconsumido.Por

lotanto:


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Ej2)CulseraelbalancedeprotnenunasolucindeH3PO4?

ElH3PO4,enmedioacuoso,liberasecuencialmentesus3protonessegnlassiguientesreacciones:

AdicionalmentelaAutoprotlisisdelaguagenera:

SeestablecequeporcadainH2PO4

,HPO42yPO4

3formado,seliberanuno,dosytresprotones,

porlotantoelbalancedeprotnser:

2 3Ej3)CulseraelbalancedeprotnenunadisolucindeNa2Na2HPO4?

Estasalsedisuelvedisocindosesegn:

2 Silasalslosedisociarasegnlaanteriorreaccin,elbalancedeprotnsera:

En la disolucin del Na2HPO4, se genera la especie anfolito HPO4

, que puede captar o ceder

protones,assetiene:

EspeciesquecaptanH+:

EspeciesquecedenH+:

As,elbalancedeprotnser:


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2 DebenotarsequeelinNa+noestrelacionadoconningunatransferenciadeprotones,porlocual

noapareceenelbalancedeprotn.

3.4.

Constante

cido

Base

Consideremoslareaccindedisociacindelcidoacticoenmedioacuososetieneque:

cuyaconstantedeequilibriocidaes:

35Asimismo,setienelareaccindelacetatoenmedioacuoso:

Consuconstantedeequilibriobsica:

36ReemplazandoenE36larelacin[OH]=KW/[H3O

+]yreordenandosetiene:

queinvertidaes: Entoncessecumpleque:

37AslaconstantepKaparalparCH3COOH/CH3COO

=4.8 Ka=1.58x10

5,estosignificaque:

KCHCOOHOCHCOOH 1.5810 1158000Estoindicaqueporcada158000molesdeCH3COOH,slo1molsehalladisociadoenCH3COO

y

H3O+.

Porotro lado,enbasea laecuacinE37,esposibleestablecerelvalordeKaKb,conociendoel

valordeKbKarespectivamente,as,si:

,cuyaKa=1.58x105,entonceselvalordeKbser:KKK 1 1 0

1.5810 6.33 10

EstevalordelaconstanteKb,serparalareaccininversa:


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,conKb=6.33x10103.5.

Fuerza

de

cidos

y

Bases

Esposible evaluar ydeterminar la fuerzade los cidos y bases, relacionando su capacidad para

ceder o captar protones. As para poder establecer la fuerza de un cido o base, es necesario

considerarunasustanciareferencia.Ensolucionesacuosas,estaespeciereferenciaeselagua,por

locuallafuerzadeunaseriedecidospuedesermedida,deacuerdoasucapacidaddedisociacin

enagua:

Desimilarmanera,paraevaluarlafuerzadelasbases,sedebeevaluarsudisociacinenagua:

(Disolucindeanilina) (Disolucindepiridina)

Sinembargo, la formaobjetivadedeterminar la fuerzadeunadeterminadaespecieen solucin

acuosaesapelandoalaconstantededisociacincidaKabsicaKb.

1.2610 3.9810 6.3110

AscuantomayorseaelvalornumricodeKa,mayorserlafuerzadelcido,estoes,mayorserla

tendenciaacederunprotn.Deestamanera,esposibleordenarlafuerzadelosanteriorescidos

enformadecrecientecomo:

Constante HSO4 > H2CO3 > HCN

Ka 1.26x102 3.98x10

7 6.31x10

10

pKa 1.9 6.4 9.2


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EsimportantenotarqueelvalordepKa(recurdesequepKa= logKa)seincrementaaldisminuirla

fuerzadelcido.Esto indicaqueelvalordepKase incrementaconel incrementodefuerzade las

basesconjugadas.Porestarazn,losvaloresdepKasonfrecuentementeusadoscomomedidadela

fuerzabsicaobasicidad.

Similarmente,lasconstantesdedisociacinbsicaKbseescribencomo:

1.5810 3.9810 1.58 10

Cuantomsgrandes son losvaloresdeKb,mayor la fuerzade labase,por loqueordenandodeacuerdoasufuerzadebasicidadsetiene:

Constante NH > CHN > CHNHKb 1.58x10

5 1.58x10

9 3.98x10

10

pKb 4.8 8.8 9.4

3.6.

cidos

Fuertes

Loscidos fuertes,presentanunadisociacinprcticamente total, loquese reflejarenunvalor

elevadodeKa(VaseTabla13).

En lneas generales loshidrcidos son cidosms fuertesque losoxcidos,debido aque en los

hidrcidos, lapolaridaddelenlaceesmuy grande ydichoenlaceesmsatacable,por loqueel

protnseliberaconmayorfacilidad:

HF > HCl > HBr > HI

Encuantoalosoxcidos,amedidaquetienenmsnmerodeoxgenos,launinXOesmsfuerte

ylauninOHesmsdbil,porloqueaumentalafuerzadelcido,yaqueelhidrgenosepuede

desprenderconmayorfacilidad.Unprocedimientoquepermite,deformaaproximada,determinar

la fuerzadeunoxcidoconsisteen restaralnmerodetomosdeoxgenoelde loshidrgenos

(vaseTabla12).Desdeluego,esunaformaaproximadadecompararlasfuerzasrelativasylamejor

maneraesacudiralvalordelasconstantesdeacidez,odebasicidad.


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Tabla13.FuerzaaproximadadecidosoxcidosenfuncindetomosdeOeH.

OH Fuerzadelcido Ejemplos

3 cidomuyfuerte HClO42 cidofuerte HNO3,H2SO4

1 cidodbil H2CO3,H3PO4,CH3COOH

0 cidomuydbil H3PO3,H2CO2

3.6.1.

Clculo

de

pH

El clculo de pH de un cido fuerte monoprtico es sencillo y vlido si est en un rango de

concentracionesentre 101a106M,puestoqueladisociacinescompletaporlocualsetienede

formageneralqueelcidofuerteHAsedisociasegn:

Porloquesiinicialmentela[HA]=0.1M,[H3O

+]=[A]=0aldisociarsecompletamentesetendren

solucinque:[HA]=0,[H3O+]=[A]=0.1M,porlotantoelpH= log[H3O

+]=1.

Ej1)CulserelpHdelassiguientessolucionesdecidosfuertes?

a) HNO3,0.01M(102M) pH= log(102) pH=2

b) HCl,0.005M(5x103M) pH= log(5x103) pH=2.3

c) HClO4,2x106M pH= log(2x106) pH=5.7

d) HBr,3x108M pH= log(3x108) pH=7.52??

Elltimoresultadonoesvlido,puestoqueelpH

de

un

cido

no

puede

ser

alcalino!Loquees

imposibleyaquesecorrespondeconunadisolucinbsica.Loqueocurreesquecuandoelcido

est tandiluido,empiezaa cobrar importancia laacidez suministradaporelagua, llegandoaser

msimportantequelaproporcionadaporelcidofuerte.

ParaelclculodepHdelejemplod)sedebeconsiderarqueelHBrsedisociasegn:

i. 3x108 0 0

ii. 0 3x108 3x108

Mientrasqueelagualohacesegn:

i. 107 107

Sepuedeapreciarqueelaportede ionesH3O+generadosporelaguason10vecesmayoresa los

generadosporelHBr(107>3x108).


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Como:K HOOH OH (*)Elbalancedeprotnparalasolucinser:

HO

Reemplazando(*)enstaecuacin,tendremos:HO HO HO 0Finalmente:

HO HO =1.16x107 pH=6.94

Estodemuestra

que

el

pH

de

un

cido

nunca

ser

mayor

a7.

AcontinuacinsemuestranenlasTablas13y14lasconstantesdeacidezybasicidaddeloscidosy

lasbasesmscomunes.Asimismo,enestastablassepresentanrangosdevaloresdelasconstantes

deequilibriocidabsicapara:a)cidosybasesfuertes,b)cidossemifuertes,c)cidosybases

dbilesyd)cidosybasesmuydbiles.

Tabla14.Constantesdeacidez.

Fuerza cido Baseconjugada Ka pKa

cidosFuertesKa>55.55

, , , , 55.55 1.74cidos

Semifuertes55.55>Ka>10

1.910 0.72 1.710 1.77 1.210 1.92 1 .010 2.00

7.510

2.12

1.810 3.74cidosDbiles10>Ka>10

1.810 4.74 4 .310 6.37 9.110 7.04 6.210 7.21 5.610 9.25 4 .910 9.31


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Fuerza cido Baseconjugada Ka pKa

cidosMuyDbiles

Ka


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Sisetienequela[BOH]=0.1M,aldisociarsestacompletamentesetendrensolucinque:[BOH]

=0,[B+]=[OH]=0.1M,porlotanto,podemoscalcularelpHpordosvas.

i. ConsiderandoqueK HOH . 10pH=13ii. ComopOH= log[0.1]pOH=1ycomopH pOH 14pH=13

Ej1)CulserelpHdelassiguientessolucionesdebasesfuertes?

a) LiOH,0.01M(102M) pOH= log(102) pOH=2 pH=12

b) KOH,0.005M(5x103M) pOH= log(5x103) pOH=2.3 pH=11.7

c) Ca(OH)2,2x106M pOH= log(2x106) pOH=5.7 pH=8.3

d) NaOH,3x108M pOH= log(3x108) pOH=7.52 pH=6.48??

EsteultimovalornoesvlidoyaqueunabasenopuedetenerpHcido!,elclculoadecuadode

pH,debeconsiderarelaportedeionesOH porpartedelagua.

i. 3x108 0 0

ii. 0 3x108 3x108

Mientrasqueelagualohacesegn:

i. 107 107

Sepuedeapreciarqueelaportede ionesOHgeneradosporelaguason10vecesmayoresa los

generadosporelNaOH(107>3x108).

Como:K HOOH OH (*)Elbalancedecargaparalasolucinser:

Na HO Reemplazando(*)enstaecuacin,tendremos:

Na

H

O

HO HO 0Finalmente:

HO HO =8.61x108 pH=7.06 EstodemuestraqueelpHdeunabasenuncasermenora7.


21/39



3.8.

Frmula

General

de

Brnsted

y

Lowry

Consideremosladisolucindedosespeciesqumicasdelmismoelemento,sucidodbilHAysusal

AB,lascualesensolucingeneranlassiguientesreacciones:

Elcidodbilconconcentracin[HA]=Caydisociacin: conconstantedeequilibrio: K (1)Lasalconconcentracin[AB]=[B+]=Cb(2)ydisociacin:

Elbalancedemasaser:Ct=Ca+Cb=[HA]+[A](3)

Elbalancedecargaser:[H3O+]+[B+]=[A]+[OH](4)

Reemplazando(4)en(2):

[H3O+]+Cb=[A]+[OH],despejando[A]yreordenando,tenemos:[A]=Cb+[H3O

+] [OH](5)

Reemplazando(5)en(3):

Ca+Cb=[HA]+Cb+[H3O+] [OH],despejando[HA]setiene:[HA]=Ca [H3O

+]+[OH](6)

Combinando(5)y(6)en(1)tendremos:

K yreordenandofinalmentesetiene: 38

QueeslaFrmulageneraldeBrnstedyLowryparadeterminarlospHde:

cidosdbilesodefuerzamediapurosensolucin,

basesdbilesodefuerzamediapurosensolucin,

pares

cido/base,

cidospoliprticos,

basespoliprticas(polibases)purasensolucin,

mezclasdecidosfuertesconcidosdefuerzamediay/odbilesy

mezclasdebasesfuertesconbasesdbilesy/odedefuerzamedia.


22/39



3.9.

pH

de

Sales

hidrolizables

Cualitativamente,esposible predecirelpHque segeneraraldisolverunasalenagua.Se

tienencuatroposiblescasos:

Caso Sal Solucinacuosa Ejemplos

I cidofuerteybasefuerte Neutra NaCl,KI,NaNO3

II cidofuerteybasedbil cida NH4Cl,NH4NO3

III cidodbilybasefuerte Bsica CH3COONa,KCN,Na2CO3

IV cidodbilybasedbil cidaBsica(*) CH3COONH4,NH4CN,(NH4)2CO3

(*)Dependerdelgradodehidrlisisdecadaunodelosiones,medidoporsucorrespondiente

constantedehidrlisis.

3.10.

cidos

y

Bases

Dbiles

Uncidoounabasedbil,esuncidoobasequeesta ionizadoparcialmenteensolucinacuosa.

Comoresultadodeello,laconcentracindeprotones(H+)olaconcentracindeoxhidrilos(OH)es

respectivamente,siempremenorquelaconcentracinoriginaldelcidodbil(Ca)odelabasedbil

(Cb).

3.10.1.1.

Grado

de

Disociacin

Ladiferenciaentreuncidofuerteyuncidodbilodefuerzamedia,esqueelprimerosedisocia

completamente,mientrasqueelsegundo,sololohacedeformaparcial.

Asenunasolucindeuncidodbilcomoeselcidoactico,setendrensolucin,ionesCH3COO

,H3O+,OHeionesnodisociadosdeCH3COOH.Porestarazn,esposibledeterminarelgradoenel

queuncidodbilodefuerzamediasehalladisociadoensusionesconstituyentes.

Elgradodedisociacin,,deuncidoounabasedbil,sedefinecomolafraccinentrelacantidad

decidoobasedbildisociada,respectodelacantidaddecidoobasedbil inicialototal.Estas

cantidadesdesustanciasemidenenunidadesdeconcentracinmol/Lyseexpresageneralmente

entrminosdeporcentaje.


23/39



%

100

Un aspecto importante de un cido o base dbil en solucin, es que mientras menor sea su

concentracin, mayor es lafuerza quepresenta, es decir que su aporte deprotones u oxhidrilos

respectivamente,

es

mayor

cuanto

menor

es

su

concentracin.

Un

cido

o

base

dbil

ser

ms

fuerte

(tendrmayorgradodedisociacin),cuantomsdiluidoseencuentre.

As,disolucionesdiluidasdecidosobasesdbiles,presentanmayoresporcentajesdedisociacin,

talycomoseobservaenlaFigura8paraladisociacindeuncidodbilcomoelcidobenzoico.

Figura

8.

Variacin

de

grado

de

disociacin

con

la

concentracin

de

cido

benzoico.

Ej1)Culeselgradodedisociacindelcidoactico0.01M?ConsiderarqueKab=1.91x105.

Considerandoladisociacindestecidodbil,tenemos:

(i) 0.01 0 0

(ii) 0.01

Porlotantolaconstantedeequilibriocidobase,puedeserescritacomo:

HO

CH3COO

CHCOOH

0.01 1.91 10 1.91 10 1.91 10 0

Cuyasolucincuadrticaes=4.27x104,porlotantol%ser:

% 4.27 10

0.01 100 4.27%


24/39



Considerandoqueelgradodedisociacindeuncidoobasedbilse incrementaaldisminuirsu

concentracinyquesetienecomoherramientaprincipaldeclculolaecuacingeneraldeBrnsted

yLowry,veamos laaplicacindeestaecuaciny lasconsideracionesdesimplificacindealgunos

trminosenfuncindelascaractersticaspropiasdecadasolucincidaobsicaylaconcentracin

delcidoobase.Estasaproximaciones,permitenobtenerecuacionesmenoscomplejasderesolver

y posibilitan encontrar valores de concentracin de todas las especies en solucin, los valores

encontradosdebenserevaluadosnuevamenteenlaecuacindeBrnstedyLowryparaverificarsu

validez.

Engeneral,podemosestablecerunarelacinparacualquiercidodbil(HA)quepermitacalcularsu

gradodedisociacin(),considerandosuconcentracinanaltica(Co),setiene:

0 0 1 Cuyaconstante: QuesimplificandogeneralaEcuacindeOstwald:

39Leyquerelacionaelgradodedisociacinylaconcentracindelaespecieinvolucrada.

Asesposiblecalcular resolviendolaecuacincuadrticageneradaalresolverlaecuacinE39:

0Parafinesprcticos,noesnecesarioresolverlaecuacincuadrtica,siempreycuandosecumplala

siguientecondicin:

10Eltrmino 1 delaleydeOstwald,tiendealaunidad,conloquelaecuacinE39quedacomo 2Luegosetiene:


25/39



Veamoslossiguientesejemplosqueconsideransolucionesdeuncidodbilcomoelcidoactico.

Ej2)Culesel[H3O+],[OH],[CH3COO],[CH3COOH]pHenequilibrioparalassiguientessoluciones

deCH3COOH?,considerarunaKab=1.91x105.

a) Ca=101M

b) Ca=103M

c) Ca=105M

d) Ca=107M

Ladisolucinenequilibriodelcidoacticoentodosloscasosser:

Ej2a)Ca=0.1M,implicaquepodamosrealizarlassiguientesaproximaciones:

Cb=0,eslasolucindeuncido,porloquenosetieneunaconcentracindebase.

Comosetratadeuncidodbil,Ca[H3O+]. Comosetratadeunasolucindecido,[H3O

+][OH].PorlotantoenlaecuacingeneraldeBrnstedLowry(E46)setendr:

Assetendrque:

Reemplazandoenstaecuacinlosvalorescorrespondientes:

1.9110

0.1

1.38 10

pH=2.86

Laverificacindelasaproximacionesser:

Ca[H3O+]estaaproximacinesvlidasiempreycuandola[H3O+]norepresentemsdel5%deCa.Porlotanto,comoCa=0.1My 1.38 10,setieneque:% .. 100 . % 5% aproximacinvlida


26/39



[H3O+][OH],paraverificarestaaproximacin,determinamos[OH]:

OH . 7.24 10Nuevamente,estaaproximacinservlidasiempreycuando [OH]norepresentemsdel5%de

[H3O+

],porlotanto:

% .. 100 . % 5% aproximacinvlidaComolasaproximacionesrealizadassoncorrectas,elvalordepHencontradoescorrecto.

Finalmente,la[CH3COOH]y[CH3COO]sern:

[CH3COOH]=Ca[H3O+]=0.11.38100.1M

Mientrasquela[CH3COO]=[H3O

+]porlarelacinestequiomtricadeambasenlareaccin.

Porloqueelporcentajedelgradodedisociacinser:

% .. 100 . %Ej2b)Ca=10

3M,implicaquepodamosrealizarlassiguientesaproximaciones:

Cb=0,eslasolucindeuncido,porloquenosetieneunaconcentracindebase.

Comosetratadeuncidodbil,Ca[H3O+]. Comosetratadeunasolucincida,[H3O

+]

[OH].

PorlotantoenlaecuacingeneraldeBrnstedLowry(E46)setendr:

1.9110 10 1.38 10M pH=3.86

Tambin: OH . 7.24 10Laverificacindelasaproximacionesser:

Ca[H3O+]comoCa=10My 1.38 10,setieneque:% . 100 . % 5% aproximacinNOvlida

[H3O+][OH],paraverificarestaaproximacin,determinamos[OH]:

OH . 7.24 10M


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% .. 100 . % 5% aproximacinvlidaComounadelasaproximacionesnoesvlida,losresultadosgeneradossonincorrectos,porlocual

en la ecuacin general de BrnstedLowry, se deben realizar nuevamente las aproximaciones

correspondientes,considerandolosvaloresyacalculados.

AsseestablecequesibienCb=0porserunasolucincida,noesciertoqueCa[H3O+],yaqueCa=10My 1.38 10M,seestablecequeestosvaloressoncomparablesyCa;finalmente,[H3O

+][OH],con 1.38 10yOH 7.24 10PorlotantoenlaecuacingeneraldeBrnstedLowry:

0Reemplazandolosvaloressetiene:

HO HO .. . HO1.2910M pH=3.89

Calculamoslasconcentracionessolicitadas,la[OH],[CH3COOH]y[CH3COO]sern:

OH . 7.75 10M[CH3COOH]=Ca[H3O

+]=101.29108.71 10MMientrasquela[CH3COO

]=[H3O+]=1.2910M

Elgradodedisociacinser:

% . 100 . %Ej2c)Ca=10


LasolucinesdeuncidoporloqueCb=0.

Porsubajaconcentracin,Ca [H3O+].

Comosetratadeunasolucincida,[H3O+][OH].

As en la ecuacin general de BrnstedLowry, considerando las aproximaciones de Cb = 0,

Cay[H3O+][OH]setendr:


28/39



0

Reemplazandolosvaloressetiene:

HO HO .. .

HO7.2410M pH=5.14Ahoradeterminamos[OH]:

OH

. 1.38 10

M

Verificamoslasaproximaciones:

Ca [H3O+]comoCa=10My 7.24 10,setieneque:

% . 100 .%(ambosvaloressondelmismoordendemagnitud,estosecumplesiemprequel%tiendaa100)aproximacinvlida

[H3O+][OH],como 7.24 10y[OH]=1.3810M

% .. 100 . % 5% aproximacinvlidaLuego,alserambasaproximacionesvlidas,losresultadosobtenidossoncorrectos.

Calculamoslasconcentracionessolicitadas,la[CH3COOH]y[CH3COO]sern:

[CH3COOH]=Ca[H3O+]=107.24102.76 10M

Mientrasquela[CH3COO]=[H3O

+]=7.2410MElporcentajedelgradodedisociacinser:

% . 100 . %Ej2d)Ca=10





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Comosetratadeunasolucincida,[H3O+][OH].

As en la ecuacin general de BrnstedLowry, considerando las aproximaciones de Cb = 0,

Cay[H3O+][OH]setendr:

0Reemplazandolosvaloressetiene:

HO HO .. . HO9.9510M pH=7.002

y[OH

]:

OH . 1.005 10MEsteresultadoesincorrecto,puestoquela[OH]nopuedesermayora107enunasolucindeun

cidopormsdbilquestesea.Porlotanto,sedebenrevisaryrealizarnuevasaproximaciones.



Esunasolucincidamuydiluidaporloque[H3O+] [OH].

Ahoraen laecuacindeBrnstedLowry,considerandolasaproximacionesdeCb=0,Cay[H3O

+] [OH]setendr:

0

Lasolucincbicavlidaparaestaecuacines:

HO1.6210M pH=6.79 OH . 6.17 10M

Verificandolasaproximaciones,tendremos:

Ca :Ca=1.0 10y 1.62 10M


30/39



% . . 100 %(el aporte dea la solucin es mayor que laconcentracindelcidoactico,estodemuestraqueademsdelcido,existeunaporte

secundarioporpartedelagua)aproximacinvlida

[H3O+

] [OH

]: 1.62 10My[OH

]= 6.1710M% .. 100 . %(losvaloresdeconcentracinsonsimilares)aproximacinvlida

Paradeterminarlaconcentracindelasespeciesrestantesconsideramosporejemploenelcasodel

cidoacticoelbalancedemasa(BM):

Ca=[CH3COOH]+[CH3COO] yporlaecuacindeconstantedeequilibriosetieneque:

CH3COO reemplazandoestaltimaenBM:Ca=[CH3COOH]+

Ca=[CH3COOH]1 .. 8.44 10MAsla[CH3COO

] =Ca[CH3COOH]=1 1 0 8.44 10 9.92 10M=HOqueeslaconcentracindehidroniosaportadosporelcidoactico,por loqueelaportedehidroniosdel

aguaser:HO HO HOHO HO HOHO 1.62 109.9210=6.2810MElaportedehidroniosgeneradoporelcidoyelaguaporcentualmenteser:

% 9.92101.62 10 100 61.23%

% 6.2810

1.62 10 100 38.87%Elporcentajedelgradodedisociacinser:

% . 100 . %


31/39



Estodemuestraqueelcidoacticoa tanbaja concentracin (10),sedisocia completamente,comportndosecomosifuerauncidofuerte.

Ej3)Culesel[H3O+],[OH],[CH3COO

],[CH3COOH],pHyelgradodehidrlisis13,enequilibriopara

lassiguientessolucionesdeCH3COONa?,considerarunaKab=1.91x105.

a) Cb=101M

b) Cb=103M

c) Cb=105M

d) Cb=107M

Lasalsedisociacompletamenteensolucinsegn:

Enelequilibrioseestableceque:

Bajoestascaractersticassepuedeevaluarelcomportamientodelasespeciesensolucin.

Ej3a)Cb=0.1M,implicaquepodamosrealizarlassiguientesaproximaciones:

Ca=0,eslasolucindeunabase,porloquenosetieneunaconcentracindecido.

Comosetratadeunabasedbil,Cb[OH].

Comosetratadeunasolucindebase,[OH

][H3O+

].


SabiendoqueOH setendrque:

Donde:

13Enelcasodeunasalbsica,seconsideraelgradodehidrlisisdestapartculaenaguacomoel

equivalentealgradodedisociacin.


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1.91105 1.01014. 1.38 109M pH=8.86 OH . 7.24 10M

Laverificacindelasaproximacionesser:

CbOH:comoCb=0.1MyOH 7.24 10,setieneque:% .. 100 7.2410% 5% aproximacinvlida

[OH] [H3O+]:OH 7.24 10y 1.38 109 % 3 .. 100 1.90 10% 5% aproximacinvlida

Como lasaproximaciones realizadassonvlidas,elvalordepHencontradoescorrecto;ahorase

calculanlasconcentracionesdelasrestantespartculasensolucin.

Laconcentracinde labaseenequilibrioseobtienepor ladiferenciaentre laconcentracintotal

menos la concentracin de oxidrilos, que corresponde mol a mol a la concentracin de base

transformada,como:[CH3COO]=Cb[OH] =0.17.2410=0.1M

Laconcentracinde[CH3COOH]segnelequilibrioesigualalaconcentracinde[OH]porloque:

[CH3COOH]=7.2410M.Elgradodehidrlisisenporcentajeser:

% .. 100 . %Ej3b)Cb=10



Comosetratadeunabasedbil,Cb[OH]. Comosetratadeunasolucindebase,[OH][H3O+].


1.91105 1.01014 1.38 108M pH=7.86


33/39



OH 110141.38108 7.24 10MLaverificacindelasaproximacionesser:

Cb

OH

:comoCb=

10

My

OH

7.24 10,setieneque:

% 7.24107103 100 7.2410% 5% aproximacinvlida [OH] [H3O+]:OH 7.24 10y 1.38 108 % 3 1.381087.24107100 1.91% 5% aproximacinvlida

Ambasaproximacionessonvlidasporloquelosresultadosencontradossoncorrectos.

Luegolasconcentracionesrestantessern:

Elbalancedemasa(BM)paralabaseesCb=[CH3COO]+[CH3COOH],asimismoporelequilibrio:

CHCOOH ,combinandostaenelBM:Cb=[CH3COO

]+ CHCOO reemplazandovalores

CHCOO 1.9110 101.9110 1.38 10 1 10MParadeterminarlaconcentracinde[CH3COOH]partimosdelbalancedemasadelcido:

reemplazandovalores

.. . 7.22 10MPorlarelacinestequiomtricatambinseverificaquelaconcentracindecidoacticoesiguala

laconcentracindeoxidrilos,OH 7.2210M.Elporcentajedehidrlisisser:

% .103 100 . %Ej3c)Cb=10



Comosetratadeunabasedbil,Cb[OH].


34/39



Comosetratadeunasolucinbsica,[OH][H3O+].Por lo tanto realizando lassimplificacionescorrespondientesen laecuacingeneraldeBrnsted

Lowrysetendr:

. . 1.38 107M pH=6.86 OH 110141.38107 7.24 10M

Como se observa, tanto el valor de pH como laOHson errneos, ya que al tratarse de unasolucindeunabase,elpH>7yOH 7.24 10.Evaluandolasaproximacionestenemosque:

CbOH:comoCb=10MyOH 7.24 10,setieneque:% .105 100 7.2410% 5% aproximacinvlida [OH] [H3O+]:OH 7.24 10y 1.38 10 % 3 ..100 191% 5% aproximacinNOvlida

Entoncesenlaecuacingeneral:

3 0 1.91105 1.01014 1.91105 8.1010M OH1.23 107MLaconcentracindelasrestantespartculasensolucinser,paraelacetatoempleandoelBM:

CHCOO H3O CHCOO 1.91105

105

1.91105 8.10108 1 105Paraelcidoactico,empleandoelBMdelcido:

105

8.101081.91105 4.27 10M


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Como la concentracin CHCOOH 4.27 10 en equilibrio, es ligeramente menor a laconcentracinOH 1.23 10,existeunaportede[OH]porelagua,queesiguala:OHOH OHOHOH OH

OH 1.23 10 4.27 10 8.03 10MElporcentajedehidrlisisser:

% .105 100 . %Esposibleestablecerel%deaportedeOHtantogeneradosporlabasecomoporelagua:

% OHOH 100 8.0310

1.2310 100 65.3%% OHOH 100 4.27101.2310 100 34.7%

3.11.

cidos

y

Bases

de

Fuerza

Media

y

Dbiles

SeestudiarelcasomsgeneraldeclculodepHyconcentracindepartculasenequilibrioen

solucionesquecontienenunparcido/basedefuerzamediaodbil,quecorrespondealasituacin

enquelaconcentracindelcidoylabasesoniguales.

Ej1)Cules la concentracindeH3O+,OH,delcido,de labaseyelpHdisolucionesdecido

acticoyacetatodesodio?,considerarquela Ca=Cb=101MyelvalordeKab=1.91x105.

Lamezcladeambaspartculas,produce1)lareaccindedisociacindelasalbsicasegn:

y2)lahidrlisisposteriordelabaseydisociacindelcido,generandoelequilibrio:

Ej1a)Ca=10

1MyCb=10

1M,implicaquepodamosrealizarlassiguientesconsideraciones:

Lasolucincontienetantouncidocomounabase.

Lafuerzadelabase:Cb[OH]. Lafuerzadelcido:Ca[H3O+]. ComoCa=Cb[H3O+]y[OH].

AsenlaecuacindeBrnsted:


36/39



reeemplazandovalores: 1.91 10 1.9110M pH 4.72Evaluando

las

aproximaciones

tenemos

que:

Ca[H3O+]:Ca=101My1.9110M .. 100 1.91 10%


37/39



3.12.

Problemas

1) ClasificarlossiguientesionesomolculascomocidosdeBrnsted,basesdeBrnstedo

anfolitos:

a) H3O+ b) NH4

+ c) NH3 d) CN

e)

HSO4

f)

HCO3

g)

S2

h)

OH

i) C6H5OH j) (CH3)3NH+ k) H2CO3 l) CH3COO

2) Culessonlosparesconjugadoscidobasequeseformancuandolassiguientessustanciasse

disuelvenenagua?

a) HCN b) NH4+ c) C6H5COOH

d) CH3COOH e) C5H5NH3+ f) CH3OH

3) CalcularelpHdelassiguientessolucionesacuosas.

a)

2.810MHClO

4 b)

3.9510MHNO

3

c) 9.8610MHCl d 5 M HClO4

4) Elproductoinicodelaguaa0Ces1.110;a25Ces1.010ya60Ces9.610.CalcularelpHdeunasolucinneutradeaguapuraa0C,25Cy60C.5) CalcularelpHdelassiguientessolucionesacuosas:

a) 2.0010MHCl b Agua pura a 60 C Kw 9.6 10a 60 C agua purac 2.0010M NaOH d 5.0010M NaOH e 5.0510M HNO3f 2.0010M HCl g 3.8610M HBr h 4.610M HI

6) Escribirlosbalancesdecargaydeprotngeneradosenequilibrioparalassiguientessoluciones

acuosas:

a) H2S b) H2SO4 c) Na3PO4d) CH3COOH e) NaHCO3 f) K2HPO4

7) Escribirlosbalancesdecargaquesetendranenequilibrioparalassiguientessoluciones

acuosas:

a) 0.1MNa2SO4

b) Unamezclade0.45MenNaClO4y0.3MenHClO4

c)

1.0010

MH3PO4

d)

Unamezclade0.5MenNH3y0.15MenNH4Cl

8) a) El pKa del cido isocinico es 3.68. Calcular el grado de disociacin de una solucin

1.0010M. b) Calcular la concentracin de hidronios en una solucin 0.001M de cidoisocinico.c)Culeselefectodeunincrementoen10veceslaconcentracinsobreelgrado

dedisociacindeestecido?(asumirqueelvalordepKaesigualqueenincisoa).


38/39



9) CalcularlaconcentracindehidroniosypHdelassiguientesdisolucionesacuosas:

a) cidoactico0.10M(pKa=4.74)

b) cidoactico3.8510M(pKa=4.74)

c) cidobrico2.0 10(pKa=9.24)

d) cidofrmico1 10M(pKa=3.80)

e) cidocianhdrico1.010M(pKa=9.40)

f) Fenol0.001M(pKa=9.89)

10)ElpHdeunasolucindeuncidodeconcentracin1.010Mes3.50.Calcularlaconstantededisociacin(equilibrio)destecido.

11)CalcularelpHdelassiguientessoluciones:

a) NH4Cl0.1M(pKa=9.24,pKw=13.76) b) CH3COONa0.2M(pKa=4.45,pKw=13.69)

c) C6H5COONa1.010M(pKa=4.17,pKw=13.97)

d) NH30.02M (pKa=9.24,pKw=13.97)

e) KOH3.410M (pKw=13.95) f) KOH3.410M (pKw=14.05)12)

Calcularlaconcentracindelinoxidriloen:

a)CH3NH20.05M(pKa=10.64,pKw=13.94) b) C2H5NH20.05M(pKa=10.67,pKw=13.94)

c)NH31.010M(pKa=9.24,pKw=13.99) d) HN32.510M(pKa=4.70,pKw=13.98)13)Un cido HA, esta disociado en un 6% en una solucin 0.03M Cul es el porcentaje de

disociacinenunasolucin0.30M?(asumirqueelpKapermanececonstante).

14)Calcularlasconcentracionesdetodaslasespeciesinicasymolecularespresentesenlas

siguientessoluciones

a)KCN0.01M (pKa=9.28,pKw=13.88) b)NH30.03M (pKa=9.24,pKw=13.97)

c)NH4Cl1.010M(pKa=9.24,pKw=13.97) d)KCl0.2M (pKw=13.69)15)CalcularelpHdelassiguientessoluciones:

a) Clorurodeanilinio0.01M (pKa=4.59,pKw=13.91)

b) Piridina0.02M (pKa=5.30,pKw=14.00)

c) cidocloroactico1.010M (pKa=2.83,pKw=13.97)d) Hidrxidodesodio2.010M (pKw=14.00)e) cidoclorhdrico1.010M (pKw=14.00)

16)

CuntoNH3sedisolveren100mLdeaguaparaalcanzarelpHde:

a) 7.50 (pKa=9.24,pKw=14.00)

b) 8.00

c) ComentarlaaplicabilidaddelasmedicionesdepHsobreelproblemadedeterminar

pequeascantidadesdeamonio.

17)CalcularelpHdeunadisolucin0,01Mdecidocianhdrico(Ka=4.93x1010).


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18)CalcularelpHdeunadisolucin0,04Mdecidoacticoysugradodeionizacin.

19)CalcularelpHdeunadisolucinacuosadeuncidodbilHA,cuyogradodedisociacines

=102 (Ka=105).

20)

Sabiendoque laconstantede ionizacindelcidoactico (Ka) tieneunvalorde1.8x105

,calcularelgradodedisociacindelcidoacticoyelpHdeunadisolucin0,01Mdedicho

cido.

21) ElpHdeunadisolucin0,5Mdecidohipoclorosoa25Ces3.8.Calcular:A)Elporcentaje

dedisociacindelcidohipoclorosoenestas condiciones. B) La constantede ionizacin

cidadelcidohipoclorosoa25C.

22)Laconcentracinde iones [H+]deunadisolucin0.100Mdecidoacticoesde0,00133

mol/l.DeterminarelpHypOHdedichadisolucinascomolaconstantededisociacindel

estecidoenesascondiciones.

23)ElpHdeunadisolucin0.500Mdecidofrmico(HCOOH)es2.05. Calcleselaconstante

deequilibrioparaladisociacindedichocido.

24)QuconcentracindeberatenerunadisolucinacuosadeuncidomonoprticoHA,cuya

constantedeionizacinesK,=1,5x105,paratenerelmismopHqueunadisolucinacuosa

decidoclorhdrico102M?

25)

A25Cunadisolucindeamoniacocontiene0.17g/ldeesecompuestoyest ionizadoal

4.3%.CalcularlaConstantededisociacinKbaesatemperaturayelpHdeladisolucin.

26)Se dispone de una disolucin acuosa de un cido HA y su concentracin es de 8 g/L.

Sabiendoquesumasamoleculares62yqueestdisociadoenun30%.Calcularlaconstante

dedisociacindeesecido.

27)Calcular laconcentracinyelpHdeunadisolucindemetilaminaobtenidaaldisolveren

agua80mLdedichaaminagaseosa,medidosa25Cy690mmHg,.hasta completarun

volumende500mldedisolucin.LaKbdelametilaminaa25Cvale5.0x104.

28)CalculelaconcentracinquehadetenerunadisolucindecidonitrosoparaquesupHsea

3.0(Ka=5.1x104).

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Cap.+3+Acido+Base+I