TEMA 6:
ACIDOS Y BASES
1. Formule los siguientes ácidos monopróticos, escriba sus reacciones de ionización en agua y ordénelos de acuerdo con su fuerza creciente como ácidos, razonando la respuesta (sin necesidad de cálculos numéricos)
a) Acido etanoico (acético) Ka = 1,8.10-5. b) Acido cianhídrico Ka = 4,8.10-lO. c) Acido fluorhídrico Ka =3,5.10-4. d) Acido hipocloroso Ka = 3,0.10-8.
2. Exprese el concepto de ácido según Bronsted. Dados dos ácidos HA y HB cuyos valores de Ka son l0-3 y 10-5 respectivamente, explique cuál de las dos bases conjugadas de dichos ácidos será más fuerte.
3. Defina los conceptos de ácido y base según la teoría de Arrhenius. Clasifique por su acidez, de mayor a menor, las siguientes disoluciones:
a) pH = 10 b) pOH =5
c) [OH- ]= 10-12M d) [H+ l = l0-6M
4. Equilibrios ácido-base de Bronsted-Lowry aplicados al agua y a disoluciones acuosas de ácido acético (etanoico) y de amoniaco. Concepto de pH y carácter ácido, básico o neutro que tendrán las disoluciones anteriores.
5. Razone por qué la constante de ionización de un ácido proporciona información acerca de su fuerza como tal.
Sin hacer cálculos pero razonando la respuesta, ordene las siguientes disoluciones (todas ellas de la misma concentración) según su pH creciente: Ac. Metanoico; Ac. Perclórico; Ac. Etanoico
DATOS: Ka etanoico=1,8.10-5; Ka metanoico= 2.10-4; Ka perclórico= ∞ PROBLEMAS DE PH
6. El ácido acetilsalicilico (aspirina) AH, es un ácido monoprótico débil cuya fórmula empírica es (C904H8). Calcule el pH de una disolución preparada disolviendo una tableta de
aspirina de 0,5 g. en 100 ml de agua. Se supone que el ácido acetilsalicilico se disuelve totalmente y que su constante de acidez es Ka = 2,64.10-5
Datos: Masas atómicas: C=12; 0=16; H=1. (Sol.: pH = 3,1)
7. Calcule el grado de disociación y el pH de una disolución acuosa 10-2 M de ácido fórmico (metanoico) si la constante de ionización de este ácido es igual a 1,77.10-4
8. Calcule la constante de ionización de un ácido débil monoprótico 0,01 M sabiendo que se ioniza en un 13% y determine el valor del pH de la disolución.
(Sol.: Ka = 1,94.10-4; pH = 2,9; )
9. La cerveza tiene un pH de 4,7 ¿Cuál será la concentración de iones hidrónio e hidroxilo? 10. Calcula la concentración de una disolución de ácido clorhídrico cuyo pH=1,13
11. Calcula los gramos de hidróxido de sodio para preparar 250 mL de una disolución acuosa cuyo pH=10
Datos: Masas atómicas O=16 ; Na=23 ; H=1
12. La concentración de iones hidronio en un zumo de limón es de 3,5. 10-4M
Suponiendo que el ácido del limón se comporta como un ácido monoprótico (HA) cuya constante es 7,4.10-4.
a) Calcula la concentración de ácido sin disociar b) La constante de la base conjugada
13. Una disolución de ac.fluorhídrico tiene un pH de 1,6. Calcule:
a) Los gramos de dicho ácido contenidos en un litro de dicha disolución b) El grado de disociación de dicho ácido
DATOS: Constante de acidez =10-3,2; Masas atómicas= F=19; H=1 Sol: a) 20,5 g; b) 2,45%
14. Al disolver 0,23 g de ácido metanoico (fórmico) en 50 ml de agua se obtiene una disolución de pH igual a 2,3. calcule:
a) La constante de disociación de dicho ácido. b) El grado de disociación del mismo.
Datos: Masas atómicas: C=12; 0=16; H=1. (Sol.: a) 2,63.10-4; b) 0,05)
15. La constante de disociación de los ácidos láctico y benzoico, ambos monopróticos, es 1,4.10-4 y 6.10-5 respectivamente. Calcule:
a) La concentración que debe tener una disolución de ácido benzoico para dar un pH i gual al de una disolución de ácido láctico 0,1 M
b) El grado de disociación del ácido benzoico en dicha disolución. Sol.: a) 0,23 M; b) 0,016
16. Las especificaciones de la etiqueta de un frasco de ácido acético (etanoico) comercial son las siguientes: densidad 1,2 g/ml; riqueza 40% en peso.
Calcule:
MEZCLAS
17. Calcula el pH de la disolución que resulta al añadir a 50 ml de ácido clorhídrico 0,1 M: a) 100 ml de hidróxido sódico 0,05 M
b) 50 ml de hidróxido sódico 0,05 M (Sol.: a) pH=7; b) pH=1,6)
18. Calcule el pH de las disoluciones obtenidas al mezclar:
a) 400 ml de ácido clorhídrico 0,01M con 100 ml de hidróxido sódico 0,1M. b) 400 ml de ácido clorhídrico 0,lM con 100 ml de hidróxido sódico 0,1M. (Sol.: a) pH = 12,08; b) pH =1,22)
19. Se toman 0,73 ml de una disolución de ácido clorhídrico de densidad 1,35 g/cm3 y 37% de riqueza en peso y se diluyen con agua destilada hasta 100 ml. Calcule:
a) El pH de la disolución resultante de mezclar 50 ml del ácido clorhídrico preparado con otros 50 ml de hidróxido de sodio 0,1M.
b) El pH de la disolución resultante de mezclar los otros 50 ml del ácido clorhídrico preparado con otros 25 ml de hidróxido sódico 0,1 M
Datos: Masas.atómicas: Cl=35,5 H=1 (Sol.: pH=7; pH=1,,5)
20. Se desea preparar 100 ml de una disolución de ácido nítrico de pH=2,4. Para ello se dispone de otra disolución de ácido nítrico de pH=0,3.
a) ¿Qué volumen habrá que tomar de esta disolución para preparar la disolución deseada? b) ¿Cuántos miligramos de hidróxido sódico habrá que añadir a esos 100 ml de disolución para neutralizaría?
Datos: Masas atómicas: Na=23; 0=16; H=1 (Sol.: a) 0,8 ml; b) 16 mg)
HIDRÓLISIS
21. Explique el concepto de hidrólisis. Formulando las reacciones adecuadas, indique cualitativamente el pH de las siguientes disoluciones: Fluoruro sódico, nitrato sódico, sulfato amónico, Acetato sódico, nitrato potásico; cloruro amónico, Cianuro sódico
VALORACIONES ÁCIDO-BASE
22. ¿Qué es un indicador ácido-base?. El rojo de fenol es un indicador ácido-base cuya forma ácido HI es amarilla y la forma alcalina I- es roja. Sabiendo que el intervalo de viraje es pH 6-8. ¿Qué cambio de color se observará en la valoración de hidróxido sódico con ácido clorhídrico si el indicador fuese rojo de fenol. Razonar la respuesta.
PROBLEMAS PARA PRACTICAR EN CASA
1. El ácido cloroacético en concentración 0,01 M y a 250C se encuentra disociado en un 31%. Calcule:
a) La constante de disociación de dicho ácido. b) El pH de la disolución.
(Sol.: Ka = 1,39.10-3; pH =2,5)
2. Una disolución de un ácido monoprótico en concentración 10-2M se encuentra ionizado en un 3%. Calcular:
a) El pH de la disolución.
b) La constante de disociación de dicho ácido. (Sol.: pH = 3,5; Ka = 9,3.10-6
3. Teniendo en cuenta que el ácido fluorhídrico es un ácido débil, cuya constante de disociación vale Ka= 10-3,2, calcule en qué volumen de disolución deben estar contenidos 2 gramos de dicho ácido para que el pH sea 2,1. ¿Cuál sería el grado de disociación del ácido? Si esos dos gramos estuviesen contenidos en 10 litros de disolución ¿cuál sería el pH y el grado de disociación de la nueva disolución?
Datos: Masa atómicas: F = 19; H=1.
(Sol.: 0,93 litros;7,3%; PH de la nueva disol.= 2,65; 22%)
4. Se sabe que 100 ml de una disolución de oxoclorato de hidrógeno (Ac. hipocloroso) que contiene 1,05 g tiene un pH de 4,1.
Calcular:
a) La constante de disociación de dicho ácido b) El grado de disociación.
DATOS: Masas atómicas: Cl=35,5; O=16; H=1 Sol: a) 3,15.10-8; b) 0,04%
5. Una disolución de ac. Acético 0,1M tiene el mismo pH que otra disolución de un ac. monoprótico HA 0,01 M. Calcule:
a) La constante de disociación de dicho ácido.
b) El grado de disociación de cada ácido y el pH de cada disolución. DATOS: Ka (Ac. Acético)=1,8.10-5
Sol: a) 1,8.10-4; b) 1,34% y 13,4%; pH=2,87
6. Una disolución de ácido cianhídrico (Ka = 6,3.10-10) tiene un pH de 5,1. Calcule: La concentración de dicho ácido.
Sol.: 0.1 M
8. Se tiene una disolución acuosa de ácido acético (etanoico) cuyo pH es 3,5. Calcula: a) Los gramos de ácido contenidos en 500 cm3 de disolución.
b) El grado de ionización de dicho ácido.
DATOS:Masas atómicas: C=l2; 0=16; Kaácido acético = 1,8.10-5 (Sol.: a) 0,18 gramos; Grado de disociación=0,054)