• Asignatura: Química
  • Autor: contrerasingmec15
  • hace 8 años

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 dada por: Passepartout
1

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.


Passepartout: Revisando la solución del a) veo que quedó incompleta: lo que preguntan es la molaridad de la solución, que es de amoniaco, así que con el valor de [H3O+] hay que calcular la [OH-] y luego, con Kb (que sí hace falta), la concentración de NH3; el equilibrio es NH3 + H2O <----> NH4+ + OH-. Como sabes [OH-] y [NH4+], que son iguales, a partir de la expresión de Kb calculas [NH3]
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