Question

¿Que volumen de HF (ka=6,8x10^-4)habrá que disolver en 0,5L de agua para que la solucion resultante tenga un PH=2,7?. La densidad de HF es 1,15g/mL. (b) ¿Si a la solucion anterior se le agrega 0,3L de HF 0,1M; qué PH tendra ahora la nueva solucion?

Answer 1

El volumen de HF que se debe disolver para tener un pH de 2.7 es 0.052 mL.

Al adicionar 0.3 L de una solución de HF 0.1 M, el pH disminuye a 2.3.

Explicación:

Al disolver HF en agua se tiene la siguiente reacción:

HF (ac) ⇔ H⁺(ac)  + F⁻(ac)

La constante de disociación ácida Ka es igual a:

$Ka=\frac{[H^{+}][F^{-}]}{[ HF] }=6.8x10^{-4}$

En el inicio:

-[HF]= [HF]o

- [H⁺ ]=[ F⁻]= 0

En el equilibrio:

-[HF]= [HF]o - x

Como Ka<<1, [HF]o- x ≈  [HF]o

- [H⁺ ]=

pH= -log[H⁺ ]

$[H^{+} ]=10^{-2.7}=1.99x10^{-3}$

[H⁺ ]=[ F⁻]= 1.99 x 10⁻³ mol/L

Reemplazando:

$\frac{(1.99x10^{-3})^{2}  }{[ HF]o}=6.8x10^{-4}$

[ HF]o= 5.82 x 10⁻³ mol/L

Cantidad de HF:

5.82 x 10⁻³ mol/L * 0.5 L= 2.91 x 10⁻³ mol

gramos de HF= 2.91 x 10⁻³ mol * 20.01 g/mol = 0.06 g

Volumen de HF= 0.06g * ( ml HF / 1.15 g) = 0.052 ml de HF

- Cantidad de HF adicionada:

0.1 mol/L * 0.3 L= 0.03 mol de HF

Concentración inicial de HF:

Molaridad (M)= moles de soluto/ volumen de solución

Volumen de solución= 0.5 + 0.3= 0.8 L

Moles de soluto= 2.91 x 10⁻³ + 0.03= 0.033 mol

M= 0.033 / 0.8= 0.0375 mol/L

En el equilibrio:

- [HF]= 0.0375 - x ≈ 0.0375

- [H⁺ ]=[ F⁻]= x

Reemplazando:

$\frac{x^{2}  }{0.0375}=6.8x10^{-4}\\x= 5.05x10^{-3}$

[H⁺ ]= 5.05 x 10⁻³ mol/L

pH= -log [H⁺ ]

pH= 2.3