1- Calcular el pH del ácido benzoico cuya concentración es 0.5 M
2- Calcula el pH del ácido sulfúrico cuya concentración es de 0.0332 M
3-calcula el pH una solución de NaOH que se encuentra a la concentración 0.012 M
Respuestas
Debemos tener en cuenta que el pH se calcula como - log [H⁺]. Si el medio que tenemos es básico, primero calcularemos el pOH ( -log [OH⁻]) y luego obtendremos el pH por diferencia entre 14 y el pOH (pH = 14 - pOH).
1. El ácido benzoico es un ácido débil, cuya constante de acidez es 6.46 x 10⁻⁵. Para hallar la concentración de protones, debemos plantear el equilibrio iónico correspondiente:
C₆H₅COOH (ac) ⇄ C₆H₅COO⁻ (ac) + H⁺ (ac)
0.5M 0 0 inicio
-x +x +x cambio
0.5M - x x x equilibrio
Ka = x²/(0.5 - x) = 6.46 . 10⁻⁵
Despejando x (aplicar bascara), obtenemos: x = 5.651 . 10⁻³ M
5.651 . 10⁻³ M = [H⁺], entonces:
pH = - log (5.651 . 10⁻³) = 2.25
El pH de la solución de ácido benzoico de concentración 0.5M es 2.25.
2. El ácido sulfúrico es un ácido diprótico, cuya primera desprotonación se produce con un 100% ionización (se comporta como un ácido fuerte). Sin embargo, la segunda desprotonación tiene una constante de acidez Ka = 1.2 x 10⁻². Por lo tanto:
H₂SO₄ (ac) → H⁺ (ac) + HSO₄⁻ (ac)
0.0332 M 0.0332 M 0.0332 M
De la primera desprotonación obtenemos una concentración 0.0332 M, tanto de protones como de anión hidrógenosulfato.
En la segunda desprotonación debemos plantear el equilibrio iónico:
HSO₄⁻ (ac) ⇄ H⁺ (ac) + SO₄²⁻ (ac)
0.0332 M 0 0 inicio
-x +x +x cambio
0.0332 M - x x x equilibrio
Ka = 1.2 . 10⁻² = x²/(0.0332 - x)
Despejando x (aplicar bascara), obtenemos: x = 0.0148 M
El valor de x corresponde a los protones provenientes de la segunda desprotonación. Sin embargo, para calcular el pH también debemos tener en cuenta la concentración molar de los protones provenientes de la primera desprotonación. Por lo tanto:
0.0332 M + 0.0148 M = [H⁺] = 0.0480 M, entonces:
pH = - log (0.0480 M) = 1.32
El pH de la solución de ácido sulfúrico de concentración 0.0332 M es 1.32.
3. El hidróxido de sodio es una base fuerte (se ioniza totalmente)
NaOH (ac) → Na⁺ (ac) + OH⁻ (ac)
0.012 M 0.012 M 0.012 M
A partir de [OH⁻] podemos calcular el pOH:
pOH = - log [OH⁻] = - log 0.012 = 1.92
Como pH + pOH = 14,
pH = 14 - pOH = 14 - 1.92 → pH = 12.08
El pH de la solución de NaOH de concentración 0.012 M es 12.08.