A Aplicando la teoría de Brönsted-Lowry, explique razonadamente, utilizando las ecuaciones químicas necesarias, si las siguientes especies químicas se comportan como ácidos o como bases: nh3, ch3-cooh, cn–, hco3–. b




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fecha de publicación15.01.2016
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reacciones de transferencia de protones

Conceptos básicos.

  1. a) Aplicando la teoría de Brönsted-Lowry, explique razonadamente, utilizando las ecuaciones químicas necesarias, si las siguientes especies químicas se comportan como ácidos o como bases: NH3, CH3-COOH, CN, HCO3. b) Señale en cada caso la base o el ácido conjugado.

  2. Justifica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:  a) “La velocidad de una reacción química conserva el mismo valor numérico durante todo el tiempo que dure la reacción”. b) “El HCl en disolución acuosa diluida es un ácido débil”.

  3. Indica cuales son las bases conjugadas de los ácidos así como los equilibrios entre la forma ácida y la básica: H3O+, HNO2, HCN.

  4. Demuestra la relación matemática existente entre la constante de un ácido y la de la base conjugada de dicho ácido.

  5. Completar los siguientes equilibrios entre pares de ácidos y bases conjugados, de tal forma que el primer compuestos de cada ecuación actúe como ácido:

    a) H2CO3 + H2O Á _______ + ________ b) ______ + HCO3 Á ______ + H2O;

    c) NH4+ + ______ Á H2O  + ______; d) H2O  + CN Á _______ + ________

  6. Completar los siguientes equilibrios ácido-base de Brönsted-Lowry; caracterizando los correspondientes pares ácido-base conjugado: a) ..... + H2O Á CO32– + H3O+; b) NH4+ + OH Á H2O + ..... ; c) ..... + H2O Á H3O+ + SO42-.

  7. Cuando a una disolución de amoniaco se le añade cloruro de amonio: Decide si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones justificando las respuestas. a) Aumenta el grado de disociación del amoniaco; b) El grado de disociación del amoniaco no varía; c) el pH disminuye; d) aumenta el pH.

Cálculo del pH y constantes de acidez y basicidad.

  1. En un laboratorio se dispone de cinco matraces que contiene ca­da uno de ellos disoluciones de las que se tiene la siguiente in­formación:   1º)  pH = 7; 2º) [H3O+] = 10–3; 3º) pOH = 2; 4º) [OH] = 10–6; 5º) pH = 1. Ordena dichos matraces de ma­yor a menor acidez.

  2. Calcula el pH de las siguientes disoluciones. a) 250 ml de HCl 0,1 M; b) 250 ml de HClO  0,1 M si su Ka = 3,2 · 10–8 M.

  3. Calcular el pH de una disolución 0,1 M de NH3, sabiendo que Kb = 1,8 · 10–5.

  4. Calcula el pH y la concentración de todas las especies presentes en una disolución 10–2 M de hidróxido de calcio.

  5. A 25ºC una disolución 0,1 M de amoniaco tiene un pH de 11,12. Determina la constante de basicidad del amoniaco y la de acidez del ion amonio.

  6. a) A un estudiante de química le piden la concentración de ácido láctico, HC3H5O3, en un vaso de leche. Para ello deter­mina la concentración de iones H3O+ obteniendo como resultado 3,09 · 10–3 M. ¿Qué valor debería dar? b) Le dicen que el pH de una taza de café (a 25 ºC) es 5,12. ¿Cuál será la concentración de iones H3O+ en el café? c) Si se mezclan 125 ml del café anterior con un volumen igual de leche, ¿cuál será el pH del café con leche obtenido? Datos (25 ºC): Considera que la leche es una disolución acuosa y que toda su acidez se debe al ácido láctico y que éste es un ácido monoprótico. Ka (ácido láctico) = 1,40 · 10–4. Supón volúmenes aditivos.

Cálculo de grado de disociación y de concentraciones.

  1. En 500 ml de agua se disuelven 3 g de ácido acético. Calcula: a) el pH de la disolución resultante; b) el porcentaje de ácido acético disociado. Mat: C=12; O=16; H=1. Ka = 1,8 · 10–5.

  2. La constante del ácido cianhídrico (HCN) es 4,9·10 10 a 25 °C; a) ¿cuál es la concentración de H3O+ de una disolución acuosa 1,2·10-2 del ácido a dicha temperatura; b) su grado de ionización.

  3. Se sabe que 100 ml de una disolución de ácido hipocloroso que contiene 1,05 gramos, tie­ne un pH de 4,1. Calcula: a) La constante de disociación del ácido. b) El grado de disociación. Masas atómicas: Cl: 35,5; O: 16; H: 1.

  4. El pH de una disolución acuosa de ácido acético es 2,9. Calcular la molaridad y el grado de disociación del ácido acético en dicha disolución. pKa = 4,74.

  5. Una disolución 10–2 M de ácido benzoico presenta un grado de disociación del 8,15 %. Determina: la constante de ionización del ácido y el pH de la disolución.

  6. Calcula el pH y la molaridad de cada especie química presente en el equilibrio de ionización del amoniaco 0,15 M: NH3(ac) + H2O(l) ® NH4+(ac) + OH. Kb(:NH3) = 1,8 x 10–5.

Hidrólisis de sales.

  1. Discute razonadamente las siguientes afirmaciones: a) Si se añade agua destilada a una disolución de pH = 4, aumenta la concentración de protones. b) Si se añade cloruro amónico a una disolución de pH = 7, disminuye el pH.

  2. a) Cómo será el pH de una disolución de 150 ml de NaClO 0,1 M. b).¿Cuánto valdrá? Ka(HClO)= 3,2·10–8

  3. Indica cómo será el pH de una disolución 1 M de: a) NaCl; b) CH3–COONa; c) NH4Cl; d) CH3–COONH4. [Kb(NH3) = Ka(CH3–COOH) = 1,8 ·10–5 M].

  4. a) Calcula el pH de una disolución 0,7 M de KCN sabiendo que Ka de HCN es de 7,2·10–10 M. b) ¿Cual será el nuevo pH si a ½ litro de la disolución anterior le añadimos ¼ de litro de una disolución 3 Molar de HCN?

  5. En cada una de las disoluciones acuosas de los siguientes compuestos: a) carbonato de sodio, b) hidróxido de calcio, c) cloruro de amonio, d) dióxido de carbono, indique justificadamente si el pH será 7, mayor que 7 o menor que 7.

  6. Calcular el pH de la siguiente mezcla: 100 ml de ácido fluorhídrico 1,5 M y 200 ml de agua destilada. Datos: Considerar que los volúmenes son aditivos. La constante de disociación ácida del ácido fluorhídrico a 25 ºC es 8,8·10–4.

Neutralización

  1. Justificar si son correctas o no las siguientes afirmaciones: a) Una disolución de NH4Cl siempre da lugar a una disolución bási­ca; b) La mezcla estequiométrica de HCl y NaOH da lugar a una disolu­ción ácida; c) La mezcla estequiométrica de HCl y NH4OH da lugar a una diso­lución básica; d) Una disolución de CH3COONa siempre tiene carácter básico.

  2. Calcula el pH de la disolución que se forma cuando se mezclan 1,0 litro de amoniaco 0,25 M con 0,400 litros de ácido clorhídrico 0,30 M. Kb (amoniaco) = 1,8·10–5.

  3. 250 ml de ácido nítrico concentrado del 32 % y densidad 1,19 g/ml, se colocan en un matraz aforado de 1 litro y se añade agua destilada has­ta enrasar. ¿Cuántos ml de la disolución diluida de ácido nítrico serán necesarios para neutralizar 50 ml de una disolución de NaOH cuyo pH es 13,93? Masas atómicas: H: 1; O: 16; N: 14.

  4. Calcula el pH de la disolución formada cuando 500 ml de ácido clorhídrico 2,20 M reaccionan con 400 ml de disolución de hidróxido de sodio, de 1,200 g/ml de densidad y del 20 % en peso. Masas atómicas: Na: 23; O: 16; H: 1.

  5. Se desea preparar 100 ml de una disolución de ácido nítrico de pH = 2,4. Para ello se dispone de otra disolución de ácido nítrico de pH = 0,3. a) ¿Qué volumen habrá que tomar de esta disolución para preparar la disolución deseada? b) ¿Cuántos miligramos de hidróxido sódico habrá que añadir a esos 100 ml de disolución para neutralizarla? Masas atómicas: Na: 23; O: 16. .

  6. Se desea preparar 200 ml de ácido clorhídrico 0,4 M a partir de un ácido comercial de 1,18 g/ml de densidad y una riqueza del 36,2 % en peso. a) ¿Cuántos ml de ácido comercial se necesitan? bCalcular el pH obtenido al añadir 15 ml de hidróxido sódico 0,15 M, a 5 ml de ácido clorhídrico 0,4 M. c) ¿Cuántos ml de hidróxido sódico 0,15 M neutralizan exactamen­te a 5 ml de ácido clorhídrico 0,4 M?

  7. Calcula la riqueza de una sosa comercial (hidróxido de sodio), si 25 g de la misma precisan para neutralizarse 40 ml de ácido sulfúrico 3 M.

  8. A 80 ml de una disolución acuosa 0, 10 M de NaOH, se le añaden 20,0 ml de una disolución acuosa 0,50 M de HCl. Calcular el pH de la disolución resultante.

  9. Determina el volumen expresado en ml, que se precisan de una disolución 0,21 M de NaOH para que reaccionen completamente 10 ml de ácido (orto)fosfórico 0,1 M.

  10. Se mezclan 25 ml de HCI 0,3 M y 35 ml de NaOH 0,4 M. a) ¿Cuál es el pH de la mezcla resultante? b) ¿Qué volumen de HCl tendríamos que haber cogido desde el principio, para que el pH de la mezcla resultante fuese igual a 7?.

  11. Se disuelven 6,8 g de amoniaco en la cantidad de agua necesaria para obtener 500 ml de disolución. Calcule: a) El pH de la disolución. b) Qué volumen de ácido sulfúrico 0,10 M se necesitará para neutralizar 20 ml de la disolución anterior. Kb (amoniaco) = 1,8 10–5. Masas atómicas: N: 14; H: 1.



soluciones




  1. NH3 (g) + H2O (l) Á NH4+ + OH; Base pues captura H+.
    CH3-COOH + H2O (l) Á CH3-COO + OH; Ácido pues cede H+.
    CN + H2O (l) Á HCN + OH; Base pues captura H+.
    HCO3+ H2O (l) Á H2CO3 + OH; Base pues captura H+.
    HCO3+ H2O (l) Á CO32– + H3O+; Ácido pues cede H+.

  2. NH4+: Ácido conjugado.
    CH3-COO: Base conjugada
    HCN: Ácido conjugado.
    H2CO3: Ácido conjugado.
    CO32–: Base conjugada.



  1. FALSO, pues ésta va disminuyendo hasta valer 0 en el equilibrio en donde ya no varían las concentraciones de reactivos y productos a lo largo del tiempo.

  2. FALSO, pues el ácido clorhídrico es un ácido fuerte y está totalmente disociado independientemente de que se trate de una disolución diluida o concentrada.



H3O+ Á H+ + OH (Base conjugada).
HNO2 + H2O Á H3O+ + NO2 (Base conjugada).
HCN + H2O Á H3O+ + CN (Base conjugada).



Equilibrio de disociación de un ácido: HA + H2O Á A + H3O+

Reacción de la base conjugada con el agua: A + H2O Á AH + OH

[A] · [H3O+] [HA] · [OH]
Ka = —————— ; Kb = ——————
[HA] [A]

[A] · [H3O+] · [HA] · [OH]
Ka · Kb = —————–—————— = [H3O+] · [OH] = KW
[HA] · [A]



  1. H2CO3 + H2O Á HCO3 + H3O+

  2. H3O+ + HCO3 Á H2CO3 + H2O;

  3. NH4+ + OH Á H2O + NH3;

  4. H2O  + CN Á OH+ HCN


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