PROBLEMAS ÁCIDOS-BASES 11.248 a) NaOH → Na+ + OH

PROBLEMAS ÁCIDOS-BASES
11.248
a) NaOH → Na+ + OHNa+
NaOH
OH-
[] inicial
0,05
0
0
reaccionan
-0,05
0,05
0,05
[] equilibrio
0
0,05
0,05
Calculo el pOH= -log [OH-] = -log 0,05=1,3 → pH=14-1,3=12,7
b) Se adicionan 350mL de agua a 150mL de la disolución anterior
Calculo los moles de NaOH que hay en 150mL
0,0075 moles
0,05 moles
150 mL
=0,0075 moles → [NaOH]=
=0,015M
150350· 10 – 3 L
1000mL
NaOH
Na+
OH-
0,000
0,015
0,000
0,000
0,000
-0,015
0,015
0,015
0,000
0,000
0,015
0,015
Calculo el pOH= -log [OH ] = -log 0,015=1,8 → pH=14-1,8=12,17
12.248
C6H5NH2 + H2O <==> C6H5NH3+ + OH- Kb=4,3·10-10
Calculo la concentración de la sustancia
0,1 moles
1mol
9,3g
=0,1 moles → [C6H5NH2 ] =
=0,4 M
93g
250· 10 – 3 L
C6H5NH2
H2O
C6H5NH3+
OH-
[]inicial
0,400
0,000
0,000
reaccionan
-0,4α
0,4α
0,4α
[] final
0,4-0,4α
0,4α
0,4α
Apartado a)
Calculo el grado de disociación
[C 6 H 5 NH3 ][ OH ]
0,4 a ·0,4 a
Kb=
=4,3·10-10 →
=4,3·10-10
0,41 – a
[ C6 H5 NH 2 ]
me queda una ecuación → 0,4 a2 +4,3·10-3 a – 4,3·10-3=0 tiene dos soluciones, una negativa y
otra positiva que a=3,28·10-5 M
Apartado b)
Calculo el pOH y después el pH
pOH=-log [OH-]=-log (0,4·3,28.10-5)=4,88 → pH=14-4,88=9,12
13.248
5 L NH3 medido en cn → 0,5L disolución Kb=1,8·10-5
Apartado a)
1mol
0,22
Calculo los moles de amoníaco en cn → 5L
=0,22 moles → [NH3]=
=0,44M
22,4 L
0,5
Apartado b)
La reacción es NH3 + H2O <==> NH4+ + OHNH3
NH4+
H2O
OH-
[]inicial
0,440
0,000
0,000
reaccionan
-x
+x
+x
[] final
0,44-x
x
x
Calculo x con Kb
[ NH 4 ][ OH ]
xx
Kb=
=1,8·10-5 →
=1,8·10-5
0,44 – x
[ NH3 ]
resolvemos la ecuación y nos queda → x2 + 1,8·10-5 x -7,92·10-3 =0 se resuelve y nos da dos
resultados, uno negativo y otro positivo que es x=2,8·10-3 M
Calculo el pOH y después el pH
pOH=-log [OH-]=-log (2,8.10-3)=2,55 → pH=14-2,55=11,45
14.248
Si el pH=14,8 → pOH=1
NaOH
Na+
[] inicial
0,015
0,000
0,000
reaccionan
-0,015
0,015
0,015
[]equi
0,000
0,015
0,015
16.249
500mL 0,2 moles AH pH=5,7
OH-
Reacción AH + H2O <==> A- + H3O+
AH
A-
H3O+
[] inicial
0,200
0,000
0,000
reaccionan
-0,2α
0,2α
0,2α
[]equilibrio
0,2-0,2α
0,2α
0,2α
Como el pH=5,7 → [H3O+]= 1,99·10-6M → 0,2α=1,99·10-6 → α=9,98·10-6
Luego las concentraciones son:
[AH]=0,19999M [A-]=1,99·10-6 M [H3O+]=1,99·10-6 M
–6
–6
[ A][ H3 O ]
1,99 ·10 1,99 ·10 
Ka=
=
=1,98·10-11
0,19999
[ AH ]
Apartado c)
– 14
Kw
10
Ka·Kb=Kw → Kb=
=
=5,05·10-4
Ka
1,98 · 10 – 11
34.272
T=25ºC=298K 0,17g de NH3 por litro → [NH3]=0,01M
Reacción NH3 + H2O <==> NH4+ + OHNH3
NH4+
α=4,24% → 0,0424
OH-
[] inicial
0,010
0,000
0,000
reaccionan
-0,01α
0,01α
0,01α
[]equilibrio
0,01-0,01α
0,01α
0,01α
Como sabemos α calculamos las concentraciones en el equilibrio
[NH3]= 9,576·10-3M [NH4+]=[OH-]=4,24·10-4 M
Apartado a)
–4
–4
[ NH 4 ][ OH ]
4,24 · 10 4,24.10 
Kb=
=
=1,88·10-5
–3
[ NH3 ]
9,576 · 10 
Apartado b)
Calculo el pOH y después el pH
pOH=-log [OH-]=-log (4,24.10-4)=3,37 → pH=14-3,37=10,63
35.272
Ácido butanoico → AH Ka=1,85·10-5
0,02M
Reacción AH + H2O <==> A- + H3O+
Apartado a)
AH
A-
H3O+
[] inicial
0,0200
0,000
0,000
reaccionan
-0,02α
0,02α
0,02α
[]equilibrio
0,02-0,02α
0,02α
0,02α
[ A][ H3 O ]
0,02 a0,02 a
Ka=
=1,85·10-5 →
=1,85·10-5 Se resuelve y queda una ecuación
0,021 – a
[ AH ]
0,02a2+ 1,85·10-5a -1,85·10-5=0 tiene dos soluciones, una negativa que no tiene sentido
químico y otra positiva que es a=0,0299=0,03
Apartado b)
pH=-log,[H3O+]=-log (0,02a)=3,22
Apartado c)
Al añadir HCl se produce la reacción HCl + H2O → Cl- + H3O+
0,05 moles
Concentración del HCl →
=0,2M
0,250 L
Haciendo la tabla
HCl
Cl-
H3O+
[] inicial
0,2
0,000
0,000
[]final
0
0,2
0,2
Luego tenemos una concentración de H3O+ que se suma a la concentración de H3O+ que había
antes luego tenemos un nuevo equilibrio, donde las concentraciones iniciales son
AH
A-
H3O+
[] inicial
0,0200
0,000
0,2
reaccionan
-0,02α
0,02α
0,2+0,02α
[]equilibrio
0,02-0,02α
0,02α
0,2+0,02α
[ A ] [ H3 O ]
0,02
a0,20,02
a
Ka=
=1,85·10-5 →
=1,85·10-5 Se resuelve y queda una ecuación
0,021 – a
[ AH ]
0,02a2+0,2a-1,85·10-5=0 Tiene dos soluciones, una negativa y otra positiva, que es
a=9,25·10-5
Luego el pH es → pH=-log[H3O+]=-log (0,2+0,02a)=0,69
36.273
NH3 d=0,85g/cm3 8%en masa Kb=1,8·10-5
Reacción NH3 + H2O <==> NH4+ + OHApartado a)
8g NH 3
g
0,85
cm 3
100 g
1mol NH 3
17g NH3
3
1000 cm
=4M
1L
Apartado b)
Si se diluye 10 veces, su nueva concentración es 0,4M
NH4+
NH3
OH-
[] inicial
0,4
0,000
0,000
reaccionan
-x
+x
+x
[]equilibrio
0,4-x
x
x
[ NH 4 ][ OH ]
x.x
=1,8·10-5
=1,8·10-5 se resuelve la ecuación y queda:
[ NH3 ]
0,4 – x
x2+1,8·10-5x-7,2·10-6=0 Tiene dos soluciones, una negativa y otra positiva que es x=2,67.10 -3M
Calculo el pOH y después el pH
pOH=-log [OH-]=-log (2,67.10-3)=2,57 → pH=14-2,57=11,43
Kb=
Apartado c)
[NH3]=0,4-a=0,397M
[NH4+]=[OH-]=2,67·10-3M
37.273 → Es muy fácil, se hace el equilibrio con x y la x es [H3O+] es igual que el apartado b
del problema 38.273
38.273
0,5L ácido acético→ CH3COOH→ AH 1,2M tenemos AH comercial 96% d=1,06g/mL Ka=1,8·10 -5
Apartado a)
1,2 molesácido puro 60g ácido puro 100g ácidocomercial
1mL
0,5L
=34,2 mL
1L
1 mol
96g AH puro
1,096 g AH comercial
Apartado b) Reacción → AH + H2O <==> A- + H3O+
AH
A-
H3O+
[] inicial
1,2
0,000
0
reaccionan
-x
+x
+x
[]equilibrio
1,2-x
x
x
[ A ] [ H3 O ]
x· x
Ka=
=1,8·10-5 →
=1,8.10-5 Se resuelve la ecuación y queda:
1,2 – x
[ AH ]
x2+1,8·10-5x-2,16·10-5=0 tiene dos soluciones, una negativa y otra positiva que es
x=4,25·10-3 M → pH=-log[H3O+]=-log 4,25·10-3=2,37
Apartado c)
–3
x
4,25· 10
α=
=
=3,54·10-3
n0
1,2
39.273
HCN → AH 0,01M pH=5,6 → [H3O+]=2,51·10-6M
AH
A-
H3O+
[] inicial
0,01
0,000
0
reaccionan
-0,01α
0,01α
0,01α
[]equilibrio
0,01(1-α)
0,01α
0,01α
Apartado a)
Puedo calcular α pues se la [H3O+]=2,51·10-6M → 0,01α=2,51·10-6 → α=2,51·10-4
[AH]=0,01(1-α)=9,99·10-3 M [A-]=[H3O+]=0,01α=2,51·10-6M
Apartado b)
El grado de disociación ya está calculado
La Ka:
Ka=
–6
–6
[ A][ H3 O ]
2,51 ·10  2,51· 10 
→ Ka=
=6,31·10-10
–3
[ AH ]
9,99 ·10 
40.273 → es igual que el 39.273
41.273
ácido metanóico=ácido fórmico → AH Reacción → AH + H2O <==> A- + H3O+
0,2M Ka=1·10-4
AH
A-
H3O+
[] inicial
0,2
0,000
0
reaccionan
-0,2α
0,2α
0,2α
[]equilibrio
0,2(1-α)
0,2α
0,2α
[ A ] [ H3 O ]
0,2a0,2 a
Ka=
=1·10-4
=1·10-4 se resuelve la ecuación y queda:
0,21 – a
[ AH ]
0,4a+ 2.10-5a-2.10-5=0 tiene dos soluciones una negativa y otra positiva que es a=7,04·10-3
Luego el pH es → pH=-log[H3O+]=-log 7,04·10-3=2,15
Se le añade HNO3 que es un ácido fuerte
Tenemos 40 mL 0,2M de ácido fórmico
Tenemos 10 mL 0,05 M de ácido nítrico
Calculamos las nuevas concentraciones
0,20,04
0,050,01
[AH]=
=0,16M
[HNO3]=
=0,01M
0,05
0,05
El ácido nítrico se disocia totalmente HNO3 +H2O → NO3- + H3O+
HNO3
NO3-
H3O+
[] inicial
0,01
0,000
0
[]final
0
0,01
0,01
Ahora escribimos el nuevo equilibrio para el ácido fórmico, añadiendo en los H3O+ los 0,01M del
ácido nítrico
AH
A-
H3O+
[] inicial
0,16
0,000
0,01
reaccionan
-0,16α
0,16α
0,01+0,16α
[]equilibrio
0,16(1-α)
0,16α
0,01+0,16α
[ A][ H3 O ]
0,16
a0,010,16
a
Ka=
=1·10-4
=1·10-4 se resuelve la ecuación y queda:
0,16 1 – a
[ AH ]
tiene dos soluciones una negativa y otra positiva que es a=8,7·10-3
Luego el pH es → pH=-log[H3O+]=-log 8,7·10-3=2,06
42.273
1,08 g HClO2 → 0,016 moles + 427mL → [ HClO2]=0,037M Ka=1,1·10-2
NaClO2 → 0,015M
El clorito de sodio es una sal y se disocia totalmente en sus iones
NaClO2 → ClO2- +Na+
NaClO2
ClO2-
Na+
[] inicial
0,0150
0,000
0,000
[] final
0
0,015
0,015
El ácido cloroso se disocia como cualquier otro ácido débil, HClO2 + H2O <==> ClO2- +H3O+
Haciendo la tabla y teniendo en cuenta que inicialmente tenemos HClO 2 y ClO2- se calcula lo
que nos piden
HClO2
ClO2-
H3O+
[] inicial
0,037
0,015
0,000
reaccionan
-x
x
x
[]equilibrio
0,037-x
0,015+x
x
Calculamos x con la Ka
[ClO 2 ][ H 3 O ]
0,015 x x
Ka=
=1,1·10-2 →
=1,1·10-2 se resuelve la ecuación y queda:
0,037 – x
[ HClO 2 ]
x2+0,026x-4,07·10-4=0 que tiene dos soluciones, una negativa y otra positiva que es
x=0,011M
Las concentraciones son .
[HClO2]=0,037-x=0,026M [ ClO2- ]=0,015+x=0,026M [H3O+]=x=0,011M
43.273
23 g ácido metanóico=0,5 moles → AH 10L → [AH]=0,05M
AH
A-
[H3O+]=0,003M
H3O+
[] inicial
0,05
0,000
0,00
reaccionan
-0,05α
0,05α
0,05α
[]equilibrio
0,05(1-α)
0,05α
0,05α
Calculo del grado de disociación → 0,05α=0,003 → α=0,006
Ka=
[ A][ H3 O ]
→ se sustituyen las concentraciones y ya está hecho el problema
[ AH ]
Concentraciones en el equilibrio [AH]=0,05(1-α)=0,047M [A-]=[H3O+]=0,003M
0,0030,003
Ka=
=1,91·10-4
0,047
44.273
ácido acético → AH 0,3 moles en 0,05L → [AH]=6M pH=2 → [H3O+]=0,01M
La reacción es AH + H2O <==> A- + H3O+
AH
A-
H3O+
[] inicial
6
0,000
0,00
reaccionan
-x
x
x
[]equilibrio
6-x
x
Sabemos que x=0,01M, luego calculamos Ka
Ka=
x
[ A][ H3 O ]
0,010,01
→ Ka=
=1,67·10-5
6 – 0,01
[ AH ]
45.273
ácido acético → AH 0,6M 6·10-4 M
Ka=1,85·10-5
La reacción es AH + H2O <==> A + H3O+
Cuando es 0,6M
AH
A-
H3O+
[] inicial
0,6
0,000
0,00
reaccionan
-0,6α
0,6α
0,6α
[]equilibrio
0,6(1-α)
0,6α
0,6α
Calculamos α
[ A][ H3 O ]
0,6a0,6 a
=1,85·10-5 →
=1,85·10-5 se resuelve la ecuación y queda:
0,61 – a
[ AH ]
0,6a2+1,85·10-5a-1,85·10-5=0 Salen dos resultados uno negativo y otro positivo que es
a=5,5·10-3
Ka=
Cuando es 6·10-4 M
AH
A-
H3O+
[] inicial
6·10-4
0,000
0
reaccionan
-6·10-4α
6·10-4α
6·10-4α
[]equilibrio
6·10-4(1-α)
6·10-4α
6·10-4α
–4
–4
[ A ] [ H3 O ]
6· 10 a6· 10 a
=1,85·10-5 →
=1,85·10-5 se resuelve la ecuación y queda:
–4
[ AH ]
6· 10 1 – a
6·10-4 a2+1,85·10-5a-1,85·10-5=0 Salen dos resultados uno negativo y otro positivo que es
a=0,16
Ka=
46.273
HF 49% 1,17 g/mL
Apartado a)
49 g HF
1 mol HF
100g disolución
20g
1,17 g disolución
1mLdisolución
Apartado b) Vamos a llamarlo AH
AH
1000 mLdisolución
=28,7M
1L disolución
La reacción es AH + H2O <==> A- + H3O+
A-
H3O+
[] inicial
28,7
0,000
0
reaccionan
-x
x
x
[]equilibrio
28,7-x
x
x
Calculamos x con Ka
[ A ] [ H3 O ]
xx
=3,55·10-4 →
=3,55·10-4 Se resuelve la ecuación y queda
28,7 – x
[ AH ]
x2+3,55·10-4x-0,0102=0 tenemos dos soluciones, una negativa y otra positiva que es
x=0,1 M → pH=-log[H3O+]=-log 0,1=1
Ka=
Apartado c)
Mezclamos 450 mL HF 28,7M con 750mL HF 2,5M
Calculamos la nueva concentración
Primero calculamos los moles de cada disolución
0,45·28,7=12,91 moles
0,75·2,5=1,875 moles
12,911,875moles
La nueva concentración es →
=14,47M
0,450,75 L
47.273
Acido acético → AH
Es igual que los anteriores