Voluntarios VII (3ª evaluacióN)




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títuloVoluntarios VII (3ª evaluacióN)
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ASIGNATURA: QUÍMICA

2º BTO

VOLUNTARIOS VII (3ª EVALUACIÓN)

Marzo 2013

Nombre:



1. Responde, justificando brevemente la respuesta, a las siguientes cuestiones:

a) ¿Qué le ocurre al pH de una disolución acuosa de un ácido fuerte cuando se le añade agua?

b) ¿Qué le ocurre a la constante de ionización de un ácido fuerte cuando a una disolución acuosa del mismo se le añade agua?

c) ¿Qué le ocurre al grado de disociación de una disolución acuosa de un ácido débil cuando se le añade agua?


  1. Para un ácido fuerte HA, es decir, que está completamente disociado según:

HA + H2O  H3O+ + A-

Si añadimos agua, disminuye la concentración del ácido y, por tanto, disminuye la concentración de H3O+ presentes en la disolución. Esto significa que al añadir agua el pH aumenta (menor acidez). PODÉIS COMPROBARLO DANDO VALORES.
b) La constante de ionización no varía. La constante de un ácido fuerte, sea de la concentración que sea siempre es infinito ya que se encuentra completamente disociado. Si el ácido fuera débil tampoco variaría al variar la concentración ya que la constante (por eso se llama constante) de cualquier equilibrio no varía (sólo varía al variar la temperatura)

c) El grado de disociación α aumenta al añadir agua. Si la concentración del ácido disminuye (que es lo que ocurre al añadir agua), para mantener constante la constante de ionización del ácido, el grado de disociación debe aumentar

Recordemos para un ácido de concentración inicial "c":

 

HA



H3O+

A-

Inicio

c

 

0

0

Equilibrio

c(1 - α )

 

c α

c α

Y resulta que la Ka = cα2/(1 - α)

Si despreciamos α respecto a 1, la Ka = cα2. Para que el producto cα2 permanezca constante, si disminuye "c", "α" debe aumentar.
2. Calcule el pH y el grado de disociación de una disolución que se ha preparado añadiendo 10 mL de ácido clorhídrico 0,1 M a 90 mL de una disolución 0,5 M de ácido acético.

Ka(ác. acético) = 1,8.10-5.
El volumen total (suponiendo volúmenes aditivos) = 0,01 + 0,09 = 0,1 litros
Moles de HCl añadidos = 0,1x0,01 = 0,001 moles

La concentración del HCl = 0,001/0,1 = 0,01 M


El ácido clorhídrico es un ácido fuerte (completamente disociado) que se disocia:

   HCl + H2O  H3O+ + Cl-,

La concentración de H3O+ que proporciona a la disolución es: 0,01 M

Moles iniciales de ácido acético = 0,5 x 0,09 = 0,045 moles
La concentración del ácido acético = 0,045/0,1 = 0,45 M
El ácido acético es un ácido débil que se disocia parcialmente una concentración x:

CH3-COOH

+ H2O  

H3O+

+

CH3-COO-

0,45 -x




x + 0,01

 

x

(El 0,01 es el H3O+ proporcionado por el HCl)
Aplicando la constante de equilibrio del ácido acético:

1,8.10-5 = (x+0,01)x/(0,45-x)


Despreciando x frente a 0,01 y a 0,45, queda:


1,8.10-5 = 0,01x/0,45 ; de donde x = 0,00081 M


La concentración de H3O+= 0,01 + 0,00081 = 0,01081 M

El pH = -log 0,0108 = 1,966

El grado de disociación (tanto por uno disociado) = 0,00081/0,45 = 0,0018

3. Indica, justificando brevemente la respuesta, si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) Si se diluye una disolución de ácido acético con agua el pH no varía.

b) Un ácido fuerte no es lo mismo que un ácido concentrado.

c) Al disolver una sal siempre se obtiene una disolución de pH = 7.
a) Falso. El ácido acético es un ácido débil que se disocia parcialmente según el equilibrio:

CH3-COOH

+ H2O  

H3O+

+

CH3-COO-

Si añadimos agua disminuye la concentración del ácido y el equilibrio se desplaza hacia la derecha (aumenta el grado de disociación) pero no lo suficiente como para compensar la disminución de concentración de H3O+ debida a la disminución de concentración. Conclusión: hay variación en pH porque hay variación en concentración de H3O+

b) Verdadero. Un ácido fuerte es el que se encuentra muy o totalmente disociado y uno débil es el que se encuentra poco disociado. Es un concepto distinto al de concentración de un ácido que es la cantidad de ácido por unidad de volumen y que puede ser concentrado (mucha concentración) y diluido (poca concentración)

c) Falso. Las sales que no sufren hidrólisis (proceden de ácido fuerte y base fuerte) como el NaCl, al disolverse se obtiene disolución con pH = 7; pero la sales que sufren hidrólisis (proceden de ácido fuerte y base débil o de ácido débil y base fuerte) como el cloruro de amonio o el acetato de sodio el pH resultante será distinto de 7

4.- Tenemos 250 mL de una disolución tampon que contiene ácido acético 0,250 M y acetato de sodio 0,2 M.



  1. ¿Cuál sería el pH final si se le añaden 50 mL de ácido clorhídrico 0,100 M?

  2. ¿Cuál es el número máximo de moles de ácido clorhídrico que puede neutralizar sin que se supere su capacidad amortiguadora? Ka = 1,8 ∙ 10-5.







5.- Para el indicador azul de bromofenol Ka = 5,8×10−5 ¿Qué porcentaje de indicador estará en forma básica (azul) y en forma ácida (amarillo) a pH= 3,00 y a pH= 6,00? ¿Qué color veremos en cada caso?


6. El estudio de muchas reacciones biológicas requiere un estricto control del pH. Un investigador necesita mantener el pH en torno a 9,00 y para ello prepara una disolución amortiguadora disolviendo 0,28 moles de NH4Cl (s) en un litro de disolución 0,16 M de NH3. Comprobar que la disolución elegida es adecuada. Calcular la variación de pH que se produce al añadir:

a) 0,012 moles de HCl a 0,1 L de disolución amortiguadora.

b) 0,012 moles de NaOH (s) a 0,1 L de disolución amortiguadora.


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