Question

PROBLEMA 5.- La anilina, C6H5NH2, se disocia según el equilibrio: C6H5NH2 + H2O ⇆ C6H5NH3 + + OH– con un valor de Kb = 4,3 · 10–10. Calcula: a) El grado de disociación y el valor de pH, para una disolución acuosa 5 M de anilina. b) Si 2 mL de esta disolución se diluye con agua hasta 1 L, calcula para la nueva disolución la concentración molar de anilina, su grado de disociación y el valor del pH. Prueba de Selectividad para la Comunidad de Madrid, Convocatoria Junio 2012 QUIMICA

Answer 1

a) Para una solución 5M de anilina, el grado de disociación es  9.26*10⁻⁶ y el valor de pH es 9.67

Ecuación de disociación de la anilina en el equilibrio

             C₆H₅NH₂   +  H₂O   ⇔ C₆H₅NH₃⁺   +   OH⁻

Inicio          5M                                 0                   0

Reacción      -x                                +x                  +x

Equilibrio   5M - x                            x                    x

$Kb = \frac{[C6H5NH3] [OH]}{[C6H5NH2]}$

$Kb = \frac{[x] [ x]}{5 - x} = \frac{x^{2} }{5-x}$

Se desprecia el valor de x en el denominador por ser un número muy pequeño

Kb = x²/5

x² = 5 Kb

x = √(5Kb)

x = √(5*4.3x10⁻¹⁰)

x = 4.63*10⁻⁵

Grado de disociación

α= moles ionizados / moles inicial

α = 4.63*10⁻⁵ / 5

α = 9.26*10⁻⁶

pOH = -log [OH]

pOH = -log(4.63*10⁻⁵)

pOH = 4.33

pH + pOH= 14

pH = 14 - pOH

pH = 14-4.33

pH=9.67

b) La nueva concentración molar es 0.1M, su grado de disociación 2.07*10⁻⁴ y el pH 8.32

Calculamos la concentración de la anilina

C₁V₁ = C₂V₂

C₂= C₁V₁  / V₂

C₂ = 5M * 0.002L   / 1L

C₂ = 0.01 M*L / 1L

C₂ = 0.01M

Realizamos los mismos cálculos pero ahora con la nueva concentración

Ecuación de disociación de la anilina en el equilibrio

             C₆H₅NH₂   +  H₂O   ⇔ C₆H₅NH₃⁺   +   OH⁻

Inicio          0.01M                                 0                   0

Reacción      -x                                +x                  +x

Equilibrio   0.01 - x                            x                    x

$Kb = \frac{[C6H5NH3] [OH]}{[C6H5NH2]}$

$Kb = \frac{[x][x]}{0.01-x} = \frac{x^{2} }{0.01-x}$

Se desprecia el valor de x en el denominador por ser un número muy pequeño

Kb = x²/0.01

x² = 0.01 Kb

x = √(0.01Kb)

x = √(0.01*4.3x10⁻¹⁰)

x = 2.07*10⁻⁶

Grado de disociación

α= moles ionizados / moles inicial

α = 2.07*10⁻⁶/ 0.01

α = 2.07*10⁻⁴

pOH = -log [OH]

pOH = -log(2.07*10⁻⁶)

pOH = 5.68

pH + pOH= 14

pH = 14 - pOH

pH = 14-5.68

pH=8.32