8-(Problemas) TP N2 - Equilibrio

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T.P.2 : Equilibrio de Electrolitos 
1- a) HClO4 0,001 M El ácido Perclórico o Clorato (VII) de Hidrógeno es un ácido 
fuerte por lo tanto en sn. acuosa se disocia (casi) totalmente: 
 
HClO4 (aq) → H+ (aq) + ClO4 – (aq) entonces: p H= - log [0,001] = 3,00 
 
 b) HCl 0,5 M. El ácido Clorhídrico es un ácido fuerte, por lo tanto, se disocia 
 (casi) completamente en sn. acuosa 
 Tarea, p H= 0,30 
 c) NaOH 0,04 M. El Hidróxido de Sodio es una base fuerte y por ese motivo se 
 disocia (casi) completamente en sn. acuosa: 
 NaOH (aq) → Na+ (aq) + OH- (aq) entónces p OH= - log [OH-] = - log 0,04 = 1,40 
 y como a 25°C: p H + p OH= 14,00, el p H = 12,60 
 d) Ca (OH) 2 1.10-3 M. El Hidróxido de Calcio también es una base fuerte: 
 Ca (OH)2(aq) → Ca+2(aq) + 2 OH- (aq) 
 1.10-3 1.10-3 2 (1.10-3) 
 p OH= -log (2. (1.10-3)) = 2,70 , p H= 11,30 
 
 2 – (a) [H3O+].[ OH-] = 1-10 -14 , luego: [ OH-] = 1-10 -14 / 3,24.10-12 = 3,09. 10-3 
 En 1 dm3 sn. ………………. 3,09-10-3 moles NaOH 
 7,5 dm3 sn. ……………… X = 0,023 moles NaOH 
 
 N = m / M , 
 así: m = N.M, m = 0,023 moles . 40,00 gr /mol = 0,926 gr. NaOH 
 
 (b) “Si el p H es igual, también será igual la [OH-]” 
 Mg (OH)2 → Mg+2 + 2 OH- 
 3,09-10-3 {Importante!! 3,09-10-3 M = 2X 
 Luego: 3,09-10-3M / 2 = X= [ Mg (OH)2} 
 Finalmente: [ Mg (OH)2 = 1,54. 10-3 M 
 
 3 – a) p HA= p HB , (1,00 < 1,30) 
 b) [H3O+] B < [H3O+]A , (0,05 < 0,1) 
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 c) p OHA < p OHB , (13 > 12,7) 
 d) p OHB < p OHA , (12,7 < 13) 
 e) p HA > p HB , ( 1,00 < 1,30) 
 f) (n° moles H30+)B = (n° moles H3O+)A , (0,015 = 0,015) 
Aclaraciones: 
a) 150 cm3 de HNO3 0,1M 
El ácido Nítrico o Nitrato (V) de Hidrógeno es un ácido fuerte, la [H+] = [H3O+] =0,1M 
Además, 150 cm3 = 0,15 dm3 
 En 1 dm3 ……….. 0,1 moles [H+] 
 0,15 dm3 ………..X= 0,015 moles [H+] , p H= 13,00 
 
b) HBr (aq) → H+(aq) + Br-(aq) El ácido Bromhídrico es fuerte en sn. acuosa, 
por lo tanto la [H+] = [H3O+] = 0,05 moles si tuviese 1000 cm3, pero en 300 
cm3 sólo se disolvieron 0,015 moles. Así, 
 p H= 1,30 y p OH= 12,70 
 Las afirmaciones b), d) y f) son las correctas 
 
 4 - Tarea 
 
 5 – (a) C6H5COOH + H2O ↔ C6H5COO(-) + H3O(+) 
 Ác. Benzoico anión Benzoato 
 
 En 1500 cm3 ----------------- 1,2 moles ác. Benzoico 
 1000 cm3 ---------------- X = 0,8 moles “ “ 
 Este ácido es DÉBIL y por tal motivo NO se disociará completamente en sus 
 iones componentes, de tal forma que tengo que plantear su Ka: 
 [H3O(+)] [ C6H5COO(-) ] X2 
 Ka = --------------------------------------- = ----------------- , planteo la Ec, Cuadrática 
 [ C6H5COOH] (0,8 - x) 
 
RECORDAR!! 
 
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Calculo x1 y x2 , sólo uno de estos dos valores tendrá sentido físico y obtengo ~que 
x1 = 6,97.10-3 = [H3O(+)] , luego p H= 2,15 
 
RECORDAR!! 
“Puede “despreciarse” la x del denominador de Ka (el cálculo 
sería mucho más sencillo…) si la Concentración inicial (Ci) 
fuera mucho mayor que el valor de x1 (Ci >>x1) o bien, si el 
cociente ente Ka y Ci fuera menor a 2,5.10-3(Ka / Ci < 2,5.10-3)” 
 
 
 (b) El Ác. Nítrico es un ácido fuerte y por lo tanto tendrá menor p H 
que un ácido débil como el Ác Benzoico. Así, el p H = -log (0,8) = 0,097 ~ 0,1 
 
 
 6) Tarea 
 Se resuelve de manera similar al anterior pero aquí parto de la Kb 
dado que se trata de una base débil. Planteo la Ec, Cuadrática (puedo verificar 
previamente si desprecio o no la x del denominador de la constante y hago más 
sencillo el cálculo) hasta obtener dos valores de X. Selecciono el adecuado y ese será 
la x1 elegida: 
 [OH-] = 3,70.10-4, p OH= 3,43 y p H= 10,57 
 
 7) p H= 5,07, [H3O(+)] = 10 -p H = 10-5,07 = 8,51. 10-6 
 
 X2 (8,51.10-6 )2 
 Ka = ------------------- = ----------------------- = 7,24.10-10 
 (0,1 – X) (0,1 – 8,51.10-6) 
 Importante!!: Se podría “despreciar” la x del denominador usando los Criterios de 
 Desprecio ya citados. 
 
 8) (a) Acetato de Sodio 0,18 M 
 Acetato de Sodio tiene la siguiente fórmula química: CH3COONa pero de forma 
abreviada lo escribimos como: NaAc. Además, como esta sal proviene de un Ácido 
Débil y una Base Fuerte ocurrirá la Reacción de HIDRÓLISIS (del anión Acetato): 
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Entónces: NaAc → Na+ + Ac- (pero como el anión Acetato proviene de un 
 Ácido Débil, dicho anión sufrirá HIDRÓLISIS 
 al disolverse en agua dando lugar a la 
siguiente ecuación: 
 Ac- + H2O ↔ HAc + OH- (Se liberan aniones Hidroxilos, 
 (Ci – X) X X por lo tanto el pH de la solución 
 será BÁSICO) 
Se obtiene la Constante de Hidrólisis (KH) que en este caso será igual a: 
 KW 
 KH = -------- = desarrollando este cociente y reemplazando, se 
 Ka obtiene: KH = X2 / 0,18- X 
 
Pero la X del denominador puede despreciarse simplificándose el cálculo (recuerden 
que KW = 1.10-14= y reemplazando los datos se obtiene un valor de X = [OH-] = 1.10-5 
Ahora calculo p OH = 5,00 y p H = (14 – 5,00) = 9,00 (Básico) 
 
 (b) NH4NO3 0,1 M 
Se trata de la sal Nitrato de Amonio o Nitrato (V) de Amonio que proviene de un 
Ácido Fuerte (HNO3, ácido Nítrico) y una Base Débil (NH4OH, Hidróxido de 
Amonio) ocurriendo la Reacción de HIDRÓLISIS (del catión Amonio): 
Entónces: NH4NO3 → NH4+ + NO3- 
 0,1 0,1 0,1 
(en este caso sufre HIDRÓLISIS, al disolverse en agua, el catión Amonio pues 
proviene de una Base Débil llamada Hidróxido de Amonio y tendrá lugar a la siguiente 
ecuación: 
 NH4+ + H2O ↔ NH3 + H3O+ (Se liberan cationes Hidronio, 
 (0,1 – X) X X por lo tanto el pH de la 
 solución será ACIDO) 
 Se obtiene la Constante de Hidrólisis (KH) que en este caso será igual a: 
 KW 
 KH = -------- = desarrollando este cocientey reemplazando, se 
 Kb obtiene: KH = X2 / 0,1 - X 
 
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Pero la X del denominador puede despreciarse simplificándose el cálculo (recuerden 
que KW = 1.10-14) y reemplazando los datos se obtiene un valor de 
X = [H3O+] = 7,45.10-6 
Ahora calculo p (H3O+) = 5,13 (ÁCIDO) 
 
 (C) No se hace 
 
 9) Tarea 
 ¡ AYUDA ! 
✓ Se trata de la Reacción de Hidrólisis de una sal ( Benzoato de Sodio) 
proveniente de un Ácido Débil (Ácido Benzoico) y una Base Fuerte (Hidróxido 
de Sodio). 
✓ Tenemos como datos el p H de la solución y la Ci de la misma. 
✓ Se plantean las 2 ecuaciones. En la última se liberan OH - 
✓ El pH se usa para calcular el p OH = (14 – p H) y de allí, 
haciendo 10 – p OH = [OH- ] = X= 1,23.10-6 
✓ Reemplazo esa X en la ecuación KH= KW / Ka de donde despejo Ka y la 
calculo, Ka = 6,62.10-5 
 
 
 10) (a) NH4Cl (Sal de Ácido Fuerte – Base Débil). Se hidroliza 
 el catión Amonio: 
 
 NH4Cl → NH4+ + Cl- 
 
 NH4+ + H2O ↔ NH3 + H3O+ 
• F (el p H < 7,00) 
• V 
• V 
• V 
 
(b) Tarea 
 
 11) a) NaF → Na+ + F- (Sal Ácido Débil – Base Fuerte) 
 F- + H2O ↔ HF + OH- 
 (0,5 -X) X X 
Si pKa= 3,17 entónces Ka = 10 -pKa = 6,76.10-4 
 
Además: KH = KW / Ka = 1,48.10-11 
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b ) Como Ka / Ci = 1,35 .10-4 (puedo despreciar X): 
 [HF] . [OH-] X2 
 Kb (F-) = ----------------------- = --------- , X = [OH-] = 2,72.10-6 , p OH= 5,56 
 [F-] 0,5 y p H= 8,44 
 
c) Es la misma que la [OH-] = 2,72.10-6 
 
12) Ecuación de un Buffer 
Ecuación de Henderson - Hasselbach 
 
 [A-] = Cs = concentración de la Sal y 
 [HA] = Ca = concentración del Ácido 
 
 p H= 4,74 + log (0,1/ 0,2 ) = 4,44 
 
 
 13) Aplicaremos la Ecuación de un Buffer teniendo en cuenta la 
dilución formada por el agregado de diferentes volúmenes de sal y de ácido: 
 
Dilución total = (10 + 20) ml = 30 ml 
 
 V1.C1 = V2.C2 Siendo V = volumen y C = concentración 
 V1.C1 10 . 0,1 
• Para el NH4Cl tenemos: C2 = --------------- = ------------- = 0,0333 M 
 V2 30 
 V2.C2 20. 0,05 
• Para el NH3 tenemos: C1 = -------------- = --------------= 0,0333 M 
 V1 30 
 
 p OH = pKb + log [Cs / Cb] (Ec. del Buffer) 
 = 4,74 + log (0,0333 / 0,0333)= 4,74 
 
 Entonces: p H= (14- p OH)= 9,26 
 
 
7 
 
 14) a- p H= 4,74 + log (0,2 / 0,3) = 4,56 
 
 b- HCl + H2O → H30+ + Cl- 
 200 ml. 0,2 M 
Ac- + H30+ ↔ HAc + H2O usamos: V1.C1 = V2.C2 y C2(sal)= --------------------= 0,19 M 
 210 ml 
 200 ml. 0,3 M 
 Además: C1 (Ácido)= ---------------------= 0,286 M ~ 0,29 M 
 210 ml 
 
C1 y C2 son “concentraciones iniciales” 
 
 10 ml. 0,2 M 
 También: C3 = es la concentración de HCl añadida = -----------------= 9,52.10-3 M 
 210 ml 
 
 p H= p Ka + log (Cs – C3 / Ca + C3 ) 
 = 4,74 + log (0,19 M– 9,52.10-3 M / 0,29 M +9,52.10-3 M) = 4,53 
 
 C) NaOH + H2O → Na+ + OH – 
 HAC + OH – ↔ AC- + H2O , C4 = C NaOH = 10 ml. 0,2 M / 210 ml = 9,52.10-3 M 
 0,19 M + 9,52.10-3 M 
 p H= p Ka + log (Cs + C4 / Ca – C4 ) = 4,74 + log --------------------------------= 4,60 
 0,29 M -9,52.10-3 M 
 
d) Respondidos en los puntos a, b y c anteriores 
 
 15) PbI2 ↔ 2 I- + Pb +2 (Solubilidad = S) 
 2 S S 
 M PbI2 = 461,2 gr / mol , entonces: n = m / M = 0,172 gr / 461,2 gr/ mol = 
 = 3,73.10-4 moles de PbI2 
 
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 En 250 cm3 sn. ……………… 3,73.10-4 moles de PbI2 
 En 1000 cm3 sn. …………….. X= 1,49.10-3 moles de PbI2 = S 
 Ahora en base a la ecuación química, calcularemos el Kps : 
 Kps = [ Pb+2] . [ I- ] 2 = S. (2S)2 = 4S3 = 4 (1,49.10-3)3 = 1,32.10-8 
 
 16) 
 AgCl ↔ Ag+ + Cl- 
 S S 
 Kps = [ Ag+] . [ Cl- ] = S2 
 (S2 ) ½ = (Kps ) ½ = (1,7.10-10) ½ , así S= 1,30.10-5 M