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Ácidos y Bases 1 EjErcicios dE clasEs Química | 12uNi sEmEstral Resumen TeóRico Definición Ácido Base Svante Arrhenius (1884) En solución acuosa, libera iones, hidrógeno (H+) En solución acuosa, libera iones, hidróxido (OH–). Brönsted - Lowry (1923) Sustancia que en una reacción química dona 1 protón Sustancia que en una reacción química acepta 1 protón. Gilbert Newton Lewis (1923) Sustancia que en una reacción química acepta uno o más pares de e– (electrofílica) Sustancia que en una reacción química dona 1 par de e– (nucleofílica). ELECTROLITOS Sustancia que al contacto con el agua puede disociarse en iones haciéndola buena conductora de la corriente eléctrica con regular o alta eficiencia. Son de 2 clases: I. ELECTROLITO FUERTE Sustancia que en agua se disocia en sus iones con gran rapidez y en un 100% (to- talmente). Sus soluciones son excelentes conductoras del calor y la electricidad. II. FUERZA DE ACIDEZ Capacidad o facilidad de un ácido para liberar iones hidrógeno (Arrhenius) o donar 1 protón, (Brönsted-Lowry) o aceptar 1 o más pares de electrones (Lewis). Ácidos y Bases 2 Química| 12uNi SemeStral pH, pOH, Kw, Ka, Kb, Ki I. Potencia de Iones Hidrógeno (pH) Factor numérico que indica el grado de concentración de iones H+ de una solución. pH = log 1 [H+] = – log[H+] ⇒ [H+] = 10–pH II. Potencia de Iones Hidróxido (pOH) Indica relativamente la concentración de iones (OH)– que posee una solución. pOH = log 1 [OH–] = – log[OH–] ⇒ [OH–] = 10–pOH III. Producto Iónico del Agua (KW ) Se cumple en condiciones estándar a (25 ºC y 1 atm). KE.Q. = [H +][OH–] [H2O] ⇒ Kw = KE.Q. ⋅ [H2O] = [H+][OH–] Kw = 10–14∴ Conclusiones 1. Del análisis a condiciones estandar. [H+][OH–] = 10–pH ⋅ 10–pOH 10–7 ⋅ 10–7 = 10–(pH+pOH) ∴ pH + pOH = 14 2. En toda solución neutra: [H+] = [OH–] = 10–7 ⇒ pH = pOH = 7 3. En toda solución ácida: [H+] > [OH–] ⇒ pH < pOH [H+] > 10–7 4. En toda solución básica: [H+] < [OH–] ⇒ pH > pOH [OH–] > 10–7 Indicador ácido-base Sustancia generalmente orgánica con la que se puede saber rápidamente el carácter de una solución, debido a que dicho indicador es una sustancia anfótera que adopta cierto color en una solución ácida y otro en una solución básica, debido a una reacción reversible. Indicador Color que adopta en solución Ácida Básica Papel de tornasol Rojo Azul Fenolftaleína Incolo Rojo Rojo de metilo Rojo Amarillo Azul de bromotimol Amarillo Azul Ácidos y Bases 3 Química | 12uNi SemeStral 1. El conocimiento de las propiedades de los ácidos, nos permitirá utilizarlos convenientemente en el laboratorio y en la industria. Indicar cuántas pro- posiciones son correctas: ( ) Los ácidos reaccionan con los metales activos desprendiendo hidrógeno gaseoso. ( ) Disuelven a los carbonatos metá- licos con desprendimiento de gas carbónico. ( ) No todos los ácidos reaccionan con los metales desprendiendo hidrógeno gaseoso. ( ) Generalmente sus soluciones acuo- sas son buenas conductoras de la corriente eléctrica. ( ) Los ácidos modifican el color de algunos pigmentos orgánicos. A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 2. Respecto a los estudios realizados so- bre las bases, indicar cuántas propo- siciones son incorrectas: ( ) Generalmente son de origen me- tálico. ( ) Con la fenolftaleína dan un color rojo grosella. ( ) Las bases neutralizan a los ácidos. ( ) Para que las bases neutralicen a los ácidos, éstas necesariamente contienen al ion OH1–. ( ) Las bases tienen un sabor amargo, por ejemplo el grano de café y las hojas de té. A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 3. Cuántos de los siguientes casos co- rresponden a la acción de los ácidos y cuántos a las bases, respectivamente: ( ) Blanqueo de la ropa ( ) Leche de magnesia, que actúa sobre la acidez estomacal. ( ) Estatuas de mármol, deformados por la acción de las lluvias. ( ) Lavado gástrico ( ) Corrosión de metales A) 1 y 4 B) 2 y 3 C) 3 y 2 D) 4 y 1 E) 5 y 0 4. Respecto a la teoría de ácidos y ba- ses, indicar cuántas proposiciones son correctas: ( ) Según Svante Arrhenius, ácido es toda sustancia que en medio acuo- so incrementa la concentración del ion hidrógeno y base es toda sustancia que en medio acuoso incrementa la concentración del ion oxihidrilo ( ) Según Brönsted - Lowry, todo ácido debe tener por lo menos un hidrógeno ionizable y toda base debe tener por lo menos un par electrónico no enlazante y formar un enlace covalente dativo PRoBLemAs De cLAse Ácidos y Bases 4 Química| 12uNi SemeStral ( ) La teoría de Svante Arrhenius es muy limitada, ya que se restringe el comportamiento de los ácidos y bases solo a soluciones acuosas ( ) Según Brönsted - Lowry, un par conjugado ácido - base tienen propiedades distintas, difieren en un protón y no reaccionan entre sí ( ) La teoría de Svante Arrhenius no puede explicar por qué el amo- níaco disuelto en agua genera ion OH1– formando una solución básica a pesar que en su estructura mo- lecular no lo contiene A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 5. Respecto a la teoría de Brönsted - Lowry, indicar cuántas proposiciones son correctas: HPO2– 4 + HCN PO3– 4 + H2CN1+ ( ) El HCN posee menor Ka respecto del HPO2– 4 ( ) El HCN actúa como ácido ( ) El PO3– 4 no actúa como base ( ) El par conjugado es HPO2– 4 y H2CN1– ( ) El par conjugado PO3– 4 y H2CN1+ se diferencian en 2H1+ A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 6. Respecto a la teoría de Brönsted - Lowry, indicar cuántas proposiciones son correctas: H2SO4 + HNO3 .... +... ( ) El H3SO1+ 4 es un ácido fuerte ( ) El HNO3 es un ácido más fuerte que el H2SO4 ( ) H3SO1+ 4 y HNO3 es un par conju- gado ( ) El H2SO4 es una base ( ) El NO1– 3 es una base conjugada fuerte A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 7. Respecto a la Teoría de los ácidos y bases, indicar cuántas proposiciones son incorrectas: ( ) Son ácidos de Lewis: Cu2+; SO3; AlH3 ( ) Todos los ácidos oxácidos son áci- dos de Svante Arrhenius ( ) Las sustancias consideradas como bases según Brönsted-Lowry, tam- bién son bases según de Lewis ( ) La metilamina se comporta como ácido de Brönsted - Lowry CH3NH2 + H2O CH3NO1– 3 + OH1– ( ) Según Lewis, cuando se forma un aducto, es un compuesto complejo o de coordinación, por ejemplo en el siguiente esquema: CH3OH + ZnCl2 CH3OHZnCl2 el CH3OH es una base de Lewis A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 8. Respecto a la teoría de Lewis, bases, indicar cuántas proposiciones son in- correctas: ( ) Ácido es toda sustancia que acepta un par de electrones ( ) Las bases de Lewis son también bases de Arrhenius Ácidos y Bases 5 Química | 12uNi SemeStral ( ) El Sr2+ es un ácido ( ) El NO1– 3 es un base de Lewis ( ) El CH3CH2OH es una base de Lewis A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 9. Se mezclan 6,3 gramos HNO3 y 8,1 gramos de HBr con agua formando un litro de solución. Hallar el pH de la solución obtenida. A) 1,7 B) 2,7 C) 3,7 D) 4,7 E) 0,7 10. Se disuelven en 1 500 mL de agua 11,1 gramos de hidróxido de calcio, suponiendo que no hay cambio de volumen de la solución. Determine el potencial de hidrógeno de la solución. A) 13,3 B) 10,7 C) 11,2 D) 13,8 E) 11,7 11. Se mezclan 3 litros de una solución 0,4 molar de HCl con 1 litro de una solución 0,4 molar de HNO3. Deter- minar el pH de la solución que resulta luego de agregarse 6 litros de agua a la mezcla anteriormente formada. A) 0,1 B) 0,3 C) 0,4 D) 0,5 E) 0,8 12. Las soluciones acuosas de amoníaco son ligeramente básicas según: NH3 + H2O NO1+ 4 + OH1– donde la constante de disociación es 1,8 ⋅ 10–5. Determinar el valor del pH de una solución 0,5 molar de amo- níaco. A) 2,52 B) 10,24 C) 13,26 D) 11,48 E) 9,8 13. Se forman 2 litros de solución, agre- gando en agua suficiente 0,4 mol de un ácido monoprótico. Indicar el gra- do de disociación y el pH Ka = 4,5 ⋅ 10–5 A) 0,018 y 3 B) 0,015 y 2,52 C) 0,015 y 2,22 D) 15% y 4 E) 1,5% y 3 14. La lejía comercial es principalmente NaOH; unamuestra de 0,534 de le- jía necesito 41,6 mL de H2SO4 0,251 normal para neutralizar el NaOH pre- sente. Determinar el porcentaje en masa de NaOH en la lejía. A) 32,8% B) 36% C) 74,1% D) 78,21% E) 54% 15. Respecto a las bases según la teoría de Arrhenius, indicar cuántas proposi- ciones son correctas: ( ) Aumenta la [H+] cuando está di- suelta en agua. ( ) Reacciona con los metales como cinc produciendo hidrógeno. ( ) Cambia el color de papel tornasol de azul a rojo. ( ) Aumenta la [OH–] cuando está disuelta en agua. ( ) Reacciona con los hidróxidos pro- duciendo una sal y agua. A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 16. Luego de completar la siguiente reac- ción ácido - base de Brönsted - Lowry, indicar cuántas proposiciones son in- correctas: HF + ... F1– + HCN Ácidos y Bases 6 Química| 12uNi SemeStral ( ) El F1– es la base conjugada ( ) Forman un par conjugado HF y F1– ( ) HCN es el ácido conjugado ( ) El CN1– y el F1– forman un par conjugado ( ) El HF es ácido A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 17. Se prepara 200 mL de una disolución acuosa que contiene 0,056 g de hi- dróxido de potasio. Determine el pH de la solución obtenida. A) 10,7 B) 11,7 C) 3,3 D) 9,7 E) 2,3 18. ¿Cómo cambiará el pH de una solu- ción si se diluye al doble con agua, una disolución 0,2 molar del ácido acético (CH3COOH)? Ka = 1,8 ⋅ 10–5 A) Disminuye en 0,2 B) Aumenta en 0,15 C) Disminuye en 0,3 D) Disminuye en 0,15 E) Aumenta en 0,3 19. Se mezclan 100 mL de ácido nítrico 0,1 normal con 100 mL de potasa cáustica 0,3 molar. Indicar cuántas proposiciones son incorrectas: ( ) La solución es neutra ( ) Si se introduce un papel de tornasol azul cambia de color. ( ) La mezcla tiene un pH igual a 13 ( ) Si se introduce una gota de fenolf- taleína vira a color rojo grosella ( ) Si se introduce un papel de tornasol rojo vira a color azul A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 20. Se mezclan 250 mL de una solución de HNO3 0,1 molar con 750 mL de una solución de HNO3 0,2 molar. De- terminar la concentración de una so- lución de potasa acústica, sabiéndose que 100 mL de esta solución se neu- tralizan completamente con la mezcla anterior. A) 2,75 M B) 2,5 M C) 2,0 M D) 1,5 M E) 1,75 M
