De acuerdo a tus conocimientos de pH, Ka y Kb, conteste las siguientes preguntes:a) El pH de una solución acuosa de amoníaco es de 11,50. Calcular la molaridad de la solución si el valor de Kb = 1,8x10-5.
b) Calcular el porcentaje de ionización del HF 0,8M. Si Ka= 6,9x10-4
.c) Una disolución de ácido benzoico (C6H5COOH) contiene 0,30 gramos de ácido en 40 mL de disolución. Si Ka = 6,6x10-5. Calcula el porcentaje de disociación y su pH respectivo.
d) En un recipiente de 25 litros de capacidad se introducen 4,5 moles del compuesto A y 2,3 moles del compuesto B. Se calienta a 300ºC y se da el siguiente equilibrio: A(g) + 3B(g)↔ 2C(g). Al alcanzar el equilibrio, el número de moles de B se iguala al de C. Calcula:
i. El número de moles de cada componente de la mezcla en equilibrio
ii. El valor de la constante Kc a esa temperaturae)Se ha encontrado que una disolución de ácido acético (CH3COOH) 0,45 M está 0,67% ionizada. Calcule la concentración de los iones acetato y el pOH en dicha disolución.
f) A 25ºC, la constante de ionización del ácido fórmico, HCOOH, es 1,8x10-4. Hallar la concentración del H3O+de una solución 0,5 M de HCOOH.
g) Un estudiante preparó una solución 0,10 M de ácido fórmico, HCOOH, se sabe que la constante de acidez es 1,77x10-4. Calcule la concentración de todas las especies y el pH de la disolución.
Respuestas
Respuesta:
Explicación:
a)
Para esto no hace falta Kb.
pH = -log [H3O+]
11,50 = -log [H3O+]
[H3O+] = 10^(-11,50) = 3,16 · 10^(-12) mol/L
b)
HF + H2O ⇔ H3O+ + F-
Ka = [H3O+] · [F-] / [HF]
Si se disocian x mol/L de HF se formarán x mol/L de H3O+ y x mol/L de F-, y quedarán en el equilibrio 0,8-x mol/L de HF, así que
6,9 · 10^(-4) = x · x / (0,8 - x)
Despreciando x frente a 0,8 por tratarse de un ácido débil (la disociación ocurre en muy poca extensión, es decir, x es muy pequeño comparado con 0,8), encontramos
x = [H3O+] = 0,023 mol/L
El porcentaje de disociación será
(0,023 / 0,8) · 100 = 2,88%
c)
La masa molar del ácido benzoico es 122 g/mol; su molaridad será
M = (0,30 g / 122 g/mol) / 0,040 L = 0,06 mol/L
Escribiendo el ácido benzoico como HA y el ion benzoato como A-, el equilibrio es
HA + H2O ⇔ A- + H3O+
Se disocian x/L mol de HA y se forman x mol/L de A- y x mol/L de [H3O+], luego
6,6 · 10^(-5) = x · x / (0,06 - x)
Haciendo como en el apartado anterior,
x = [H3O+] = 1,99 · 10^(-3) mol/L
pH = -log(1,99·10^(-3)) = 2,70
d)
A + 3 B ⇔ 2 C
Inicialmente hay 4,5 mol de A, 2,3 mol de B y 0 mol de C
Supongamos que reaccionan x mol de A hasta alcanzar el equilibrio; entonces habrán reaccionado 3x mol de B y se habrán formado 2 mol de C. En el equilibrio quedará, de cada una de las especies,
A: 4,5 - x moles
B = 2,3 - 3x moles
C = 0 + 2x = 2x moles
Como se cumple que en el equilibrio el número de moles de B es igual que el número de moles de C,
2,3 - 3x = 2x
de donde
x = 0,46 mol
El número de moles de cada especie en el equilibrio es, entonces,
A: 4,5 - 0,46 = 4,04 mol de A
B: 2,3 - 3·0,46 = 0,92 mol de B
C = 2 · 0,46 = 0,92 mol de C
Para hallar el valor de Kc para este equilibrio, necesitamos calcular previamente las concentraciones en el equilibrio:
[A] = 4,04 mol / 25 L = 0,16 mol/L
[B] = 0,92 mol / 25 L = 0,037 mol/L
C = 0,92 mol / 25 L = 0,037 mol/L
con lo que
Kc = 0,037^2 / (0,16 · 0,037^3) = 168,9
e)
Escribiré el ácido acético como HA y el ion acetato como A-
HA + H2O ⇔ A- + H3O+
Si está ionizada el 0,67%, la concentración de iones en el equilibrio es
[A-] = [H3O+] = (0,67/100) · 0,45 = 0,0030 mol/L
Las concentraciones de los dos iones son iguales porque por cada mol de acético que se ioniza se origina 1 mol de A- y 1 mol de H3O+ (estequiometría de la reacción).
Para hallar el pOH necesitamos la concentración de OH-:
Kw = [H3O+] · [OH-] = 10^(-14)
[OH-] = 10^(-14) / 0,0030 = 3,33 · 10^(-12) mol/L
pOH = -log [OH-] = -log (3,33 · 10^(-12)) = 11,48
f)
Como siempre, llamaremos HA al ácido fórmico y A- al ion formiato.
HA + H2O ⇔ A- + H3O+
Si de los 0,5 mol/L se disocian x mol/L, se formarán x mol/L de A- y x mol/L de H3O+, quedando 0,5-x mol/L de HA. Como es un ácido débil, el HA está muy poco disociado, así que se puede hacer la aproximación 0,5 - x = 0,5 mol/L
Ka = 1,8 · 10^(-4) = x·x / 0,5
x = [A-] = [H3O+] = 9,5 · 10^(-3) mol/L
g)
HA + H2O ⇔ A- + H3O+
Si el HA se disocia x mol/L, por estequiometría se formarán x mol/L de A- y x mol/L de H3O+. Con la aproximación 0,10 - x = 0,10
1,77 · 10^(-4) = x · x / 0,10 - x = x^2 / 0,10
x =[A-] = [H3O+] = 4,2 · 10^(-3) mol/L
[HA] = 0,10 - 4,2·10^(-3) = 0,10 aprox.