Question

PROBLEMA 2.-
El ácido butanoico es un ácido orgánico monoprótico débil, HA, responsable, en parte, del aroma de la mantequilla rancia y de algunos quesos. Se sabe que una disolución acuosa de concentración 0,15 M de ácido butanoico tiene un pH = 2,83.
a) Calcula la constante de disociación ácida, Ka , del ácido butanoico.
b) Calcula el volumen (en mL) de una disolución acuosa de NaOH 0,3 M que se requiere para reaccionar completamente con el ácido butanoico contenido en 250 mL de dicha disolución.

PRUEBA SELECTIVIDAD VALENCIA CONVOCATORIA JULIO 2015 QUIMICA

Answer 1

PROBLEMA 2 
El ácido butanoico es un ácido orgánico monoprótico débil, HA, responsable, en parte, del aroma de la mantequilla rancia y de algunos quesos. Se sabe que una disolución acuosa de concentración 0,15 M de ácido butanoico tiene un pH = 2,83. 

a) Calcula la constante de disociación ácida, Ka , del ácido butanoico. 

La concentración de iones H₃O⁺ en el equilibrio de disociación es: [H₃O⁺ ] = $10 ^{-pH}=10 ^{-2,83}=10 ^{0,17}.10 ^{-3}= 1,48.10 ^{-3}M$, que es también la concentración del anión butanoato, C3H7COO– . La concentración del ácido butanoico, C₃H₇COOH, en el equilibrio es 0,15 – 0,00148 = 0,1485 M, y llevando las concentraciones de cada especie en el equilibrio a la expresión de Kₐ se obtiene el valor:

 

$K _{a}= \frac{[C _{3}H _{7}OO ^{-}].[H _{3}O ^{+} ] }{[C _{3}H _{7}OOH]}= \frac{(1,48.10 ^{-3}) ^{2} }{0,1485}= 1,475.10 ^{5}$ 

b) Calcula el volumen (en mL) de una disolución acuosa de NaOH 0,3 M que se requiere para reaccionar completamente con el ácido butanoico contenido en 250 mL de dicha disolución. 

Los moles de ácido butanoico contenidos en los 250 mL de disolución son: n (C₃H₇COOH) = M · V = 0,15 moles · L⁻¹ · 0,250 L = 0,0375 moles, y por ser la estequiometría de la reacción de neutralización 1 a 1, los moles de NaOH que se consumen son 0,0375, y despejando el volumen de disolución de la definición de molaridad:

 

$V= \frac{moles}{M}= \frac{0,0375moles}{0,3moles.L ^{-1} }=0,125L=125mL.$

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