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8/18/2019 ACIDO-BASE - PROBLEMAS RESUELTOS.docx

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QUÍMICA GENERAL

PROBLEMAS RESUELTOS

Dr. D. Pedro A. Cordero Guerrero

REACCIONES ÁCIDO - BASE

2012


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PR O BLEM AS RESUELT O S DE Q U M ICA G ENER R E A C C IO NE S C ID O -B A SE - 2de 76

REACCIONES ÁCIDO-BASE: CONCEPTOS TEÓRICOS BÁSICOS

CONCEPTO DE ÁCIDO Y BASE:

ARRHENIUS los define únicamente ara disoluciones acuosas!" "# $c i d o es toda sustancia %ue al disociarse en disoluciones acuosas ori&ina iones ' (' ) O *

# B a s e es toda sustancia %ue al disociarse en disoluciones acuosas ori&ina iones O' #

# S al es toda sustancia %ue al disociarse en disoluciones acuosas ori&ina cationes diferentes al ' " +

aniones diferentes al O' # .

BRÖNSTED y LOWRY! los definen ara cual%uier disoluci,n# $ ci do es toda sustancia caa- de ceder rotones (iones ' " * al disolente# B a s e es toda sustancia caa- de acetar rotones del disolente.

Cuando un /cido cede rotones0 se conierte en su 1ase con2u&ada + iceersa.

S u s t an c i as a n f , t e ras o a n f i r , t i c a s ! Son a%uellas %ue ueden actuar a la e- como /cidos o como 1ases0# #deendiendo de las otras sustancias a las %ue se enfrente! ' 3 O0 'CO

)

0 'SO 4 0 etc.

A u t o io n i- a ci ,n (o a u t o r o t o l i s i s * d el a & ua! ' O " ' O 56667 ' O " " O' # !

donde al ser r/cticamente constante la concentraci,n del a&ua 667 ! 10 - 1" ! #H O $ % & #OH - %

LEWIS! Generali-a el conceto /cido 1ase incluso ara ciertos rocesos redo8!# $ c i do es toda sustancia caa- de acetar ares de electrones# B a s e es toda sustancia caa- de ceder ares de electrones solitarios

REACCIONES ÁCIDO-BASE: Cuando me-clamos un /cido + una 1ase se o1tiene la sal corresondiente +a&ua. En cual%uier caso se cumle siemre %ue el n9 de e%uialentes de /cido + de 1ase %ue reaccionan es elmismo. (Punto de e%uialencia de una reacci,n*!

ÁCIDO $ BASE '( SAL $ AGUA::9 e%uialentes de /cido 6 :9 e%uialentes de 1ase 6667 )ACIDO&N ACIDO ! ) BASE &N BASE

I*+,.+/ 3,+/-4.: son /cidos o 1ases d;1iles %ue se caracteri-an or cam1iar de color cuando lo0 ' Br0 ' Cl0 ':O ) 0 ' 3 SO 4 (am1os rotones*0 as@ comoun rot,n de los ' 3 SO ) + ' ) PO 4. Las 1ases se consideran todas fuertes e8ceto el :' ) + las aminas

A $ *&H ' 6 # L&' " 667 5H ! - L69*&7

3 3 )

;

H * A

Concentraci,n inicial ##### #####Conc. en e%uili1rio ##### *&


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Para el caso de las 1ases se calcula el O' de manera an/lo&a + a artir de ;l0 el '.

B7 ÁCIDOS Y BASES D=BILES! Son a%uellos %ue en disoluci,n :O est/n comletamente disociados. Enestos casos Concentraci,n inicial ##### #####

Conc. En e%uili1rio - > > >

Siendo ?>@ el :9 de moll de /cido disociados. As@! . Cuando a 5 F # 0 odemos desreciar

H8I frente a HcI en el denominador0 considerando r/cticamente constante la concentraci,n del /cido!0 calculandose desde a%u@ el alor de H8I + con ella el '. >&ual tratamiento se Sal! MA

$ A -

$ A -

sal est/ comletamente disociada0 odemos suoner %ue todo el A #

resente en la disoluci,n rocede de la disociaci,n de la sal! MA 6 A #

mientras %ue la concentraci,n del /cido en el e%uili1rio es r/cticamentei&ual a la inicial0 or tratarse de un /cido d;1il

La e8resi,n de la a ara el /cido es! 667 donde odemos

calcular +a ' " + con ella el '.

Si se tratara de una 1ase d;1il0 roceder@amos de forma an/lo&a.

D7 DISOLUCIONES DE SALES& HIDRÓLISIS! E8isten al&unas sales neutras (sin ' ni O'* las cuales aldisolerlas en a&ua roducen disoluciones %ue tienen una cierta acide- o 1asicidad. Este fen,meno reci1eel nom1re de DA


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PR O BLEM AS RESUELT O S DE Q U M ICA G ENER R E A C C IO NE S C ID O -B A SE - 4

Sal de un /cido d;1il + una 1ase fuerte.. Disoluci,n B$S>CASal de un /cido d;1il + una 1ase d;1il... :o uede redecirse +a %ue deende de la fortale-a relatia de

am1as0 teniendo el car/cter del m/s fuerte

Para determinar el ' or lo %ue su constante de e%uili1rio (Cte de SOLUC>O:ES DE SALESGruo E# D>SOLUC>O:ES AMORT>GUADORAS o TAMP:Gruo N# REACC>O:ES $C>DO#BASE

2

- H 2 O 5667 HA $-

Concent. >niciales ### ###

Conc. en e%uili1rio - > > >


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ENUNCIADOS DE LOS PROBLEMAS SOBRE ÁCIDO-BASE RESUELTOS

G5/ A- CONCENTRACIONES DE ÁCIDOS Y BASES& CÁLCULO DE 5H

A-01 - El /cido fosf,rico! ' ) PO 4 0 uede erder tres rotones. Escr@1anse las ecuaciones corresondientes ala ;rdida del rimero0 se&undo + tercer rot,n

A-02 - Si el ' de una disoluci,n es )0 Qcu/l es el O'A-0; - Calcúlese el ' de una disoluci,n cu+a concentraci,n de rotones es 0.F # )

"A-0" - El ' de una disoluci,n ale 0?. Calcúlese la concentraci,n de iones ' ) OA-0 - Calcúlese la concentraci,n de iones


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B - 10 - El ' de litro de disoluci,n de


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Dato! La constante de disociaci,n del /cido ac;tico es a 6 0T8F # .


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C-1 - El fluoruro de


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PR O BLEM AS RESUELT O S DE Q U M ICA G ENER R E A C C IO NE S C ID O -B A SE - 8 de

a* El olumen %ue ndicar cu/l de ellas resenta el ' m/s eleado 2ustificando la resuesta

D-0; - Se tiene una disoluci,n de acetato s,dico F0 M. Sa1iendo %ue la constante de disociaci,n del /cidoac;tico es a 6 0 8 F# + %ue el roducto i,nico del a&ua es 6 F#4 seKale el resultado correcto en lassi&uientes re&untas.Z.# La constante 1 del i,n acetato ser/!

a* 0.F# 1* F03.F#W c* 0.F#F d* :in&ún resultado es correcto

3Z.# El &rado de disociaci,n 0 "0 ser/!a* ?04.F# 1* 04.F# c* 403.F#)

" #d* :in&ún resultado es correcta

)Z.# La concentraci,n de ')O + O' ser/ resectiamente!a* 0).F# + ?04.F# 1* 0).F# + ?04.F # W c* 0).F # + ?04.F # ? d* :in&uno es correcto

4Z.# El ' de la disoluci,n ser/!a* W0F 1* W0 c* d* 0W

D-0" - Una disoluci,n de amoniaco F0 Molar + 1 6 0T.F # se alora con ' Br ($cido fuerte* F0 M. De losindicadores /cido#1ase %ue se relacionan a continuaci,n0 indicar0 e8licando0 cual de1er@a utili-arse ara detectarel unto de e%uialencia en dicndicar si la si&uiente afirmaci,n es cierta o falsa0 2ustificando 1reemente la resuesta! [Al me-clar :aO'

+ C' ) # COO' en una roorci,n molar ! 30 resectiamente0 la disoluci,n resultante odr/ actuar comotam,n[.

E-0" - Calcula el ' de una disoluci,n %ue es F0 M en cloruro de amonio + F04 M en amoniaco. QXu; ariaci,n de' se roduce si a 3 mL de la anterior disoluci,n se le aKaden mL de ' Cl F0) M (1 6 0T.F # *

E-0 - Se me-clan F mL de una disoluci,n F0 M de /cido ac;tico con otros F mL de otra disoluci,n F03 M deacetato de sodio. Calcule el ' de la disoluci,n resultante.DATOS a ara el /cido ac;tico! 0.F #

E-0 - Tenemos una disoluci,n re&uladora constituida or una me-cla de /cido ac;tico + de acetato s,dico0 am1osa una concentraci,n F0 M. Calcular!a* El alor del ' de dic


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am,nico + el ' de!a* Una disoluci,n F0F M de


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8-1 - Una muestra de FF m& de un /cido monor,tico fuerte se neutrali-, con ))0 m> de disoluci,n F0 M deO'. Calcule! a* La masa molecular del /cido. 1* El ' de la me-cla cuando se de la1ase0 suoniendo un olumen f inal de F m>.

8-1 - Calcule el ' de! a* 3F mL de una disoluci,n de /cido ac;tico0 C')#COO'0 de concentraci,n F0F M.1* mL de una disoluci,n de :aO' de concentraci,n F0F M.c* La me-cla de las dos disoluciones suoniendo %ue los olúmenes son aditios.

DATOS! constante a 6 0T.F #

8-1J - QCu/ntos mL de soluci,n F03 M de /cido sulfúrico ser/n recisos ara neutrali-ar 4F mL de una soluci,n%ue contiene 4 &L de F03 Molar 1* Una disoluci,n %ue contiene 04 &l de :aO'c* O' F0F4 Mo>ar


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PROBLEMAS RESUELTOS

G5/ A- CONCENTRACIONES DE ÁCIDOS Y BASES& CÁLCULO DE 5H

A-01 # E 3,+/ /,/: H ; PO " 5+ 5+ 5//*& E4.* . .,/* /5/*+,*. . 5+,+. + 5,/ 6*+/ y 5/*

RESOLUC>:

Las sucesias ;rdidas de los rotones del /cido fosf,rico tienen lu&ar de acuerdo con las ecuaciones!$ -H ; PO "

H 2 PO "

A-02 # S, 5H + *. +,/,* ; 3 5OH

RESOLUC>:La relaci,n entre los alores del ' + del O' se o1tiene a artir del roducto i,nico del a&ua0 cu+a disociaci,n

es! ' O 56667 ' " " O' # 0 en la cual la constante de disociaci,n es! F # 4 6 ' " . O' # 0 en la cual0 al

alicar lo&aritmos + cam1iar de si&no! 4 6 (#l& '"

* " (#l& O'#

*0 donde llamamos ' 6 #l& '"

O' 6 #l&O' # 0 or lo %ue 5H $ 5OH ! 1".

Por lo tanto en este caso si ' 6 )0 667 5OH ! 1" - ; ! 11

A-0; - C. 5H + *. +,/,* y. /**.,* + 5//* 1&10 - ;

RESOLUC>:

El conceto de ' fue definido or S=rensen como! 5H ! - L6 #H $ %

Por tanto0 dado %ue nos dan la concentraci,n de rotones de la disoluci,n! #H $ % ! 1&10 - ; 0

sustituimos directamente en la f,rmula0 + nos %uedar/!

5H ! - L6 #1&10 -; % ! 2K2

A-0" - E 5H + *. +,/,* . J& C. . /**.,* + ,/* H ; O

RESOLUC>:

Cuando se disocia un /cido en disoluci,n acuosa0 de2a li1res rotones! ' Cl 56667 Cl # " ' " siendola concentraci,n de ;stos la %ue nos a a indicar la acide- de esa disoluci,n. :o o1stante0 al e8istir enesa

disoluci,n mol;culas de a&ua0 cada rot,n se com1inar/ con una mol;cula de a&ua uni;ndose mediante unenlace coalente coordinado al /tomo de o8@&eno ara formar la acide- de una disoluci,n0 aun%ue es m/s correcto utili-ar los :

"

"

3

$

2 ;

;

) ;


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La relaci,n entre los alores del ' + del O' se o1tiene a artir del roducto i,nico del a&ua0 cu+a disociaci,nes! ' O 56667 ' " " O' # 0 en la cual la constante de disociaci,n es! F # 4 6 ' " . O' # 0 en la cual0 alalicar lo&aritmos + cam1iar de si&no! 4 6 (#l& ' " * " (#l& O' # *0 donde llamamos ' 6 #l& ' " O' 6#l& O' # 0 or lo %ue 5H $ 5OH ! 1".

En este caso0 odemos calcular directamente la concentraci,n de iones


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.*+/ .. // 3,+/&47 E,4. y */4 /+. . 5, X 5.,,5.* * . .,* + .*,* F,+/6*/./ /*

.6. .*+/ .. // 4.&7 I+*,,X / 5. 3,+/-4. 5.. . +/ .,/* .*,/&

RESOLUC>:!

De acuerdo con la teor@a de Br=nsted + Lor+0 un /cido es a%uella esecie %ue es caa- de ceder rotones aldisolente0 mientras %ue una 1ase es a%uella esecie caa- de acetar rotones del disolente.

A7 Si el ion 47 H SO $ H O

RESOLUC>:

El conceto de /cido + 1ase con2u&ado rocede de la teor@a /cido#1ase de Br=nsted0 %ue define los /cidoscomo Ha%uellas sustancias %ue son caaces de ceder rotones al disolenteI0 mientras %ue las 1ases ser/nHa%uellas sustancias caaces de acetar rotones del disolenteI0 teniendo en cuenta estas definiciones0 cuandouna sustancia cede un rot,n al disolente0 se comorta como un /cido +0 al ceder ese rot,n0 se conierte en unaesecie susceti1le de oler a acetarlo (es su 1ase con2u&ada* + iceersa! Cuando una sustancia aceta unrot,n del disolente0 se conierte en una esecie susceti1le de erderlo0 es decir0 en un /cido (el /cidocon2u&ado*.

Por tanto un /cido + su 1ase con2u&ada se diferenciar/n en un rot,n (el /cido tiene un rot,n m/s %ue la

1ase*. Para las sustancias dadas son!

8 $ H ; O

HSO " $

HSO "

SO "

$ H ; O

$ H ; O

Siendo BASE la 1ase con2u&ada del $C>DO + BASE 3 la 1ase con2u&ada del $C>DO 3

A-0 - P.. . ,6,* 5, C. + . /5/.* // 3,+/ y . / F.3* //- ; $ $ $ -4.: C Z 8 Z H ; O Z NH ; Z NH " y SH

RESOLUC>:

El los dos rimeros casos amos a tener resente la teor@a /cido#1ase de Leis! HUn /cido es cual%uiersustancia0 radical o ion caa- de acetar ares de electronesI0 mientras %ue una 1ase Hes cual%uiersustancia0 radical o ion caa- de ceder ares de electronesI.

Por tanto0 el ion C - es un ion mu+ esta1le %ue no es caa- de acetar electrones or tener comleta su enoltura

2 ;

2 " 2 ; "

$C>DO BASE 3 BASE $C>DO 3

H8 $ H 2 O

H 2 SO " $ H 2 O

- H 2 O


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electr,nica0 ero tamoco tiene tendencia a ceder sus electrones de la última caa0 or lo %ue tamocose comortar/ como 1ase.

El cati,n 8 ; $ no tiene tendencia a ceder m/s electrones0 or lo %ue no se comortar/ como 1ase0 ero s@uede acetar ares de electrones0 or lo %ue se comortar/ como un /cido de Leis.

Para el resto de los casos0 su acide- o 1asicidad la odemos e8licar or medio de la teor@a /cido#1ase deBr=nsted! HUn /cido es cual%uier sustancia0 radical o ion caa- de ceder rotones al disolenteI 0 mientras %ueuna 1ase Hes cual%uier sustancia0 radical o ion caa- de acetar rotones del disolenteI

Por tanto0 se comortar/n como /cidos a%uellos %ue conten&an rotones susceti1les de ser cedidos0 a sa1er!$ $ -H ; O Z NH " y SH . Si el disolente fuera el a&ua0 sus reacciones ser@an!

H O $ $ H O

$ OH

SH - $ H O

Donde0 como emos0 el SH - se comorta como /cido + como 1ase0 es0 ues0 una sustancia anf,tera

A-10 - I*+,X . 4. / 3,+/ /*6.+/ * /,* ./. + . ,6,* 5,: E,4. *.+. ./ . .,* 3,+/ 4. /5/*+,*: .7 H O $ Z 47 NH Z 7 C - Z +7 B ; $ Z 7 BI Z 7 NO -Z67 H8 Z

-F7 HCO ;

RESOLUC>:

El conceto de /cido + 1ase con2u&ado rocede de la teor@a /cido#1ase de Br=nsted0 %ue define los /cidoscomo Ha%uellas sustancias %ue son caaces de ceder rotones al disolenteI0 mientras %ue las 1ases ser/nHa%uellas sustancias caaces de acetar rotones del disolenteI0 teniendo en cuenta estas definiciones0

Se comortar/n como /cidos las si&uientes sustancias!

H O $ " ' O

" O' El /cido con2u&ado del HCO ; ser/ el H 2 CO ;

En los casos del B ; $ + del BI


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A-12 - L. /**.,* + #H $ % + *. +,/,* 0100 M + CH COOH 1;;&10-; /[& C3 ./**.,* + OH- + . +,/,*

RESOLUC>:

La relaci,n entre las concentraciones de #H $ % + de los #OH-% en las disoluciones acuosas iene dada or el

roducto i,nico del a&ua! #H $ % OH-% ! 10 - 1"0 or lo %ue como en este caso conocemos la concentraci,nde rotones0 tendremos!

91;;&10 - ; 7OH-% ! 10 - 1" de donde #OH - % ! V

#OH - % ! J2&10 - 12 M / .

A-1; - L. /**.,* + ,/* F,+6*/ #H $ % * *. +,/,* + 3,+/ /F+,/ +,,+. + 000J/[& C. 5H&

RESOLUC>:

El conceto de ' fue definido or S=rensen como! 5H ! - L6 #H $ %Por tanto0 dado %ue nos dan la concentraci,n de rotones de la disoluci,n! #H $ % ! 000J 0

sustituimos directamente en la f,rmula0 + nos %uedar/!

5H ! - L 6 #00 0 J % ! 212

A-1" - L. /**.,* + ,/* F,+/>/*,/ 9H O $ 7 + *. +,/,* ,6. . &10 - 2 ,/*-6./ [,/&C.. 5H&

RESOLUC>:

El ' se define como! ' 6 # L& ' O " 0 or lo %ue en este caso sustituimos directamente en esta e8resi,n !

5H ! - L6 9 & 10 - 2 7 ! 1 ;

A-1 - E,4. . .,/* ,*,. 5.. . .,* * +,/,* ./. * ./ + F.4. + .+.*/ + / ,6,* ,/* ,*+,.*+/ , . +,/,* ,*. 3 3,+. 43,. / *.&

$.7 NH "47 C -

7 $

+7 CH ; - COO

RESOLUC>:Si se trata de iones rocedentes de /cidos o 1ases fuertes0 no reaccionar/n con los iones rocedentes de ladisociaci,n del a&ua! ' " o 1ien O' # 0 ero si roceden de la disociaci,n de /cidos o 1ases d;1iles0 s@reaccionar/n con el a&ua intercam1iando rotones con ellaV as@0 tenemos %ue!a* NH " ! se trata de un ion rocedente de la disociaci,n de una 1ase d;1il (el amoniaco* or tanto reaccionar/

con el disolente0 a&ua0 cedi;ndole a ;sta un rot,n0 or lo %ue se trata de un /cido de Br=nsted0 la reacci,n%ue tiene lu&ar entre am1os es!

$ $NH " $ H 2 O

$ H ; O

1* Cl # es un ion rocedente de la disociaci,n de un /cido fuerte (el 'Cl* or lo %ue no reaccionar/ con eldisolente0 a&ua

c* CH - COO - es un ion rocedente de la disociaci,n de una 1ase fuerte (el O'* or lo %ue no reaccionar/con el disolente0 a&ua

d* CH ; - COO se trata de un ion rocedente de la disociaci,n de un /cido d;1il (el /c. Ac;tico! C' ) # COO'*

;

;

)

-

$

;

-


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or tanto reaccionar/ con el disolente0 a&ua0 acetando de ;sta un rot,n0 or lo %ue se trata de una 1ase deBr=nsted0 la reacci,n %ue tiene lu&ar entre am1os es!

- -CH ; - COO $ H 2 O

- COOH $ OH


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G5/ B- ÁCIDOS Y BASES 8UERTES

B-01 - S +,* 2; 6 + 3,+/ *,/ * .6. ,,* 5.. /4* 10 L + +,/,*& C.. 5H , 5/* . +,/,.,* /5.&DATOS: H ! 10 Z N ! 1"0 Z O ! 10

RESOLUC>:

El Peso molecular del /cido n@trico es! ':O ) 6 0F " 40F " ).0F 6 )

La molaridad de la disoluci,n o1tenida es! V M ! 02" M/.

Para determinar el ' de esta disoluci,n0 :

Dado %ue el ' Cl es un electrolito fuerte0 en disoluci,n acuosa estar/ comletamente disociado0 or lo %ue alesta1lecerse el e%uili1rio no nos %uedar/ nada de ' Cl sin disociar0 + se


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B-0" - C. + * /+/ .V/*.+/:.7 C. 5H + 100 L + .6. +,.+.B7 C. 3 5H +5 + .\.+, 00 ; + 3,+/ /F+,/ 10M

RESOLUC>:

A* La disociaci,n del a&ua es! H O

disociaci,n del a&ua destilada de cumle %ue! #H $ % ! #OH - % + dado %ue la e8resi,n del roducto i,nicodel a&ua es! #H $ % & #OH - % ! 10 - 1"0 resultar/ %ue!

#H $ % #H $ % ! 10 - 1" 667#H $ %2

! 10 - 1" V #H $ % ! 10 - J + or tanto ' 6 # l& ' " 6 # l& F #?

V 5H ! J

B* Al aKadirle F0F mL de ' Cl F M0 el número de moles de /cido %ue le aKadimos0 o1tenido a artir de la

e8resi,n de la Molaridad0 es! M 6 V F 6 V

N] / + H C ! &10 - " + estas moles estar/n disueltas en un olumen %ue es la suma del olumen del a&uadestilada (FF mL* m/s el olumen de esta disoluci,n %ue le :

Teniendo en cuenta %ue se trata de un /cido fuerte0 + or tanto est/ comletamente disociado0 si reali-/semoslos c/lculos de la forma


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' O " 6 Cl # " O' # .

Con todas estas ecuaciones0 lanteamos un sistema %ue :

El ' 3 SO 4 es un /cido dir,tico %ue se ioni-a en dos etaas0 la rimera de ellas es!

H SO

H $ HSO "

En una se&unda etaa se disociar/ el ion 'idro&enosulfato0 ero a

Siendo ?>@ el n9 de molL de ion 'SO 4 %ue se disocian. Al alcan-arse este se&undo e%uili1rio nos %uedar/n#en la disoluci,n (F0FF # 8*molL de ion 'SO 4 (los %ue ten@amos menos los %ue se


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' " 6 F 0 F F " 8 6 F 0FF " 4 0 . F # ) 6 F 0F4 m o lL 66 6 7 ' 6 # l& F 0 F 4V 5 H ! 1K"

B-0J - C.. #H$% y 5H + *. +,/,* + HNO 0002 M , 3 ,/*,V.+. 100 &̂

RESOLUC>:

Para determinar el ' de esta disoluci,n0


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B-0- S ,* * 3& S,/ +,,+/ . "^ * 5/ y +!11000 6[L& C.. 5H . // . .*,+.++ . ,. X *,.3 5.. *.,V. 200 L + *. +,/,* 0 M + N.OH

RESOLUC>:

Determinamos el eso molecular del soluto0 en este caso el /cido sulfúrico!' 3 SO 4! 67 .3 " )3 . " . 4 6 W0F

Para comletar la ta1la0 tenemos %ue tomar una cantidad de artida0 %ue uede ser cual%uiera0 +a sea cantidad de

disoluci,n0 soluto o incluso disolente. En este caso amos a tomar como referencia litro de disoluci,n0 dato %uecolocaremos en la ta1la en la corresondiente ca s i l la

A artir de ;l0 determinamos la masa de la disoluci,n artiendo de la densidad de la misma (0FFF &ml*0 %uees! m 6 .d 6 FFF . 0FFF 6 1100 6

De esta cantidad sa1emos %ue el 4WJ es soluto + as@! & soluto 6 FF . F04W 6 ; 6 // 3& S,/0 or

lo %ue la cantidad restante ser/ disolente a&ua! FF # )W 6 1 6 + .6.&

Este dato lo colocamos en la ta1la0 e8res/ndolo tam1i;n en moles! n 6 )WW 6 /

+a con estos datos0 se calcula la Molaridad de la disoluci,n! V 6 M/.

ara determinar el '0 ,+/ +,/ 12&.7 C.. / 6./ + 3., X ,,V.* * . 55..,* + . +,/,*&47 Q /* + .6. F.y X .\.+, . . +,/,* .*,/ 5.. X 5H . 11

RESOLUC>:

SOLUTO DISOL)ENTE DISOLUCIÓN

Masa )W & 6 0 moles " & 6 FF &

^olumen # # # # 1 ,/ 6 FFF ml

H 2 SO " nicial 0 #### ####

En e%uili1rio #### 3.0 6 0

H 2 SO " $ 2&N.OH '( N. 2 SO " $ 2&H 2 O

mol 3 moles mol 3 moles

` F0 moles


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Si el ' 6 3 667 O' 6 4 # ' 6 4 # 3 6 3 0 or lo %ue! #OH - % ! 10 - 2 ! 001 M

Teniendo en cuenta %ue el nicial c #### ####

En e%uili1rio #### c c

N.OH

>nicial c #### ####

En e%uili1rio #### c c

CCH 2 -COOH 56667# $

>nicial F0 #### ####

En e%uili1rio F0 # 8 8 8

3


24/81

04.F # ) .(F0 # 8* 6 8 3 V 8 3 " 04.F # ) .8 # 04.F # 4 6 FV V > ! 00112

Por tanto! #CCH -COO - % ! #H $ % ! 00112 + de a

(F0F3F # 8*molL de ion 'SO 4disociado*V

(los %ue ten@amos rocedentes de la rimera disociaci,n menos los %ue se nicial F0F3 ### ###

En e%uili1rio ### F0F3 F0F3

- $ 2 -

>nicial F0F3 ### ###

En e%uili1rio F0F3F # 8 F0F3F " 8 8

#

#


25/81

teniendo en cuenta la e8resi,n de la molaridad! V V

L!00" ,/ ! "0 L + NH " OH *,.3*

B-1; - C3 5H + *. +,/,* 00 M + 3,+/ /F+,/

RESOLUC>:

Se trata de un /cido fuerte0 + or tanto comletamente disociado. Su e%uili1rio de disociaci,n es!

' 6 #l& ' " V ' 6 # l& F0F

5H ! 1;0

B-1" - 200 + *. +,/,* ./. . ;^ + // + F,+/6*/ y +*,+.+ 11K0 6[ +,y*F.. * /* + 1 ,/& C. 5H + . +,/,* .* , . +*,+.+ + . ,. +

10"0 6[

RESOLUC>:

La cantidad de soluto %ue tenemos en la disoluci,n inicial es la %ue tendremos en la disoluci,n final %ue amosa rearar0 + la calculamos teniendo en cuenta los datos %ue nos dan! )J + d 6 0F &ml

Con la densidad! V & 6 3) &

de los %ue el )J es soluto! 6 K2

6 + //

estos 30 & de soluto ser/n los %ue tenemos en la se&unda disoluci,n0 los cuales se


26/81

G5/ C- ÁCIDOS Y BASES D=BILES

C#F # C. 5H + *. +,/,* 001 M + 3,+/ ,.*F+,/& DATO: . 5.. 3,+/ ,.*F+,/ : . !";&10 - 10

RESOLUC>:

El e%uili1rio de disociaci,n del /cido cian@ al número de moles de /cido %ue sedisocian0 or lo %ue se formar/n tam1i;n ?>@ moles de ion acetato (Ac # * + ?>@ moles de iones

En el e%uili1rio 00" - > > >

)

)" #4


27/81

PR O BLEM AS RESUELT O S DE Q U M ICA G ENER R E A C C IO NE S C ID O -B A SE - 2 6

C#F) # C.. 5H + *. +,/,* ./. + * 3,+/ +4, HA y/ 6.+/ + +,/,.,* " ! 10 - 2

& D./: . ! 10 - &

RESOLUC>:

Dado %ue desconocemos la concentraci,n inicial0 amos a llamarle HcI0 de esta manera el e%uili1rio dedisociaci,n de este /cido d;1il es!

H A

>nicial C --- ---

En el e%uili1rio C - C&10 - 2 C&10 - 2 C&10 - 2

# 3" 6 C.F # 3 0 or lo %ue

# "se formar/ esta cantidad de iones A + de

)

)" #4


28/81

C#F # E 5H + *. +,/,* 0 M + 3,+/ F,5//// . 2]C ;K& C.: A7 E 5/*. ++,/,.,* + 3,+/ F,5//// * . /*+,,/*& B7 L. /*.* + ,/*,V.,* 3,+. + 3,+/F,5//// . 29C

RESOLUC>:

La disociaci,n de este /cido0 teniendo en cuenta el ' + la reacci,n este%uiom;trica de su disociaci,n ser/

' 6 #l&' O

"

+ as@! )0 6 #l&' O

"

#H ; O % ! 10 ! 1K&10

H ; O $ CO

Es decir0 %ue de los F0 Molesl iniciales de este /cido se :

El ' se define como! ' 6 # l&' " or lo %ue en este caso0 ser/! ' 6 # l& F0FF)) 6 30

+ teniendo en cuanta %ue siemre se cumle! ' " O' 6 40 tenemos %ue O' 6 4 # 30 6 03Para determinar la constante de disociaci,n escri1imos la reacci,n de disociaci,n de este /cido!

Siendo 8 6 n9 de moll de ' $c disociado %ue0 de acuerdo con la este%uiometr@a de la reacci,n0 es tam1i;n eln9 de moll de ' " + de $c # %ue se forman0 + %ue es un dato %ue nos dan! 8 6 F0FF))

Por tanto0 teniendo en cuenta la e8resi,n de la constante de disociaci,n ;sta ser/!a 6 + as@! a 6 6 0?W.F # V . ! 1J&10 - ! 10 - "J

C#F? # E 5H + *. +,/,* 000 M + 3,+/ ,/ 9HCOOH7 20& C. . /*.* +X,,4,/ 5.. . +,/,.,* + +,F/ 3,+/

RESOLUC>:

El ' se define como! ' 6 # l&'

"

or lo %ue en este caso0 la concentraci,n de rotones '"

ser/!30F 6 # l&' " de donde! ' " 6 F # 30F 6 0W.F # )

Para determinar la constante de disociaci,n escri1imos la reacci,n de disociaci,n de este /cido!

HCO

>nicial 0 ### ###

Ninal F0 # 0T.F # 4 1K&10 - " 0T.F # 4

) )

$ - ; K - "

HA

>nicial F0 #### ####

En e%uil i1rio F0FF # 8 8 8


29/81

HCOOH

>nicial F0 #### ####

En e%uil i1rio F0FF # 8 8 8

Siendo 8 6 n9 de moll de ' $c disociado %ue0 de acuerdo con la este%uiometr@a de la reacci,n0 es tam1i;n el n9de moll de ' " + de $c # %ue se forman0 + %ue es un dato %ue nos dan! 8 6 0W . F # )

Por tanto0 teniendo en cuenta la e8resi,n de la constante de disociaci,n ;sta ser/!a 6 + as@! a 6 6 03.F # 4V . ! 12&10 - " ! 10 - ;J

C#F # Q /**.,* +4. * *. +,/,* ./. + * 3,+/ /*/5,/ HA y./*.* + ,/*,V.,* ! 1 &10 - 5.. * ,/ 5H X *. +,/,* ./. + 3,+//F+,/ 10 - 2 M&

RESOLUC>:

El ' de la disoluci,n de ' Cl F # 3 M0 teniendo en cuenta %ue se trata de un /cido fuerte + est/comletamente disociado0 de cuerdo con la este%uiometr@a de su reacci,n de disociaci,n es!

H O $ C 5H ! - 6#H O $% ! - 6 10 - 2 ! 2

F 5H ! 2

Para el caso del /cido dado 'A0 su reacci,n de disociaci,n es!

H ; O $ A siendo ` 6 nZ de moll de 'A disociados0 + es

tam1i;n0 el n9 de moll de ' O"

formados0 esdecir!#H O $ % ! 10 - 2

Dado %ue en este caso se trata de un /cido d;1il0 la e8resi,n de su constante /cida nos ermite o1tener elalor de la concentraci,n inicial C! + ara este caso es! de donde

C ! K M/.

C#FW # A 2]C *. +,/,* + ./*,./ /*,* 01J 6[ + /5/ y 3 ,/*,V.+/ . ";^&C.: .7 L. C/*.* + +,/,.,* . . 5..& B7 E 5H + . +,/,*

RESOLUC>:

La reacci,n de disoluci,n + osterior disociaci,n del amoniaco en el a&ua es!

NH ; $ H 2 O

$ $ OH -

La concentraci,n inicial de F0? &l e%uiale a una molaridad! M 6 001 M si

est/ disociado un 40)J0 la cantidad disociada ?>@ ser/ el 40)J de F0F0 es decir! > 6 40).F# 4

moll. De esta forma el e%uili1rio anterior nos %ueda!

HC

>nicial # 3 #### ####

En e%uili1rio #### # 3 # 3

; ;

)

HA

>nicial C #### ####

En e%uili1rio C # 8 8 8;


30/81

NH " $ OH

Con estos datos0 odemos determinar la Constante de disociaci,n del Amoniaco0 %ue es!

c 6 0 en la cual al sustituir0 nos %ueda! c 6 V ! 1;&10

-

/[

Para calcular el '0 :

La concentraci,n inicial del /cido es! V M ! 01; M/.

Teniendo en cuenta %ue se encuentra disociado un )FJ0 la cantidad del mismo %ue se disocia ser/ el )FJ deF0)0 es decir! 6 F0F)W

El e%uili1rio de disociaci,n del /cido es

or ello la constante de disociaci,n es! V. ! 001J ! 1J&10 - 2

C# # C.. . /**.,* y 5H + *. +,/,* + ,.,*. /4*,+. . +,/ * .6. K0 ;

+ +,F. .,*. 6./. +,+/ . 2]C y 0 H6& F.. /5. * /* + 00 ++,/,* L. 4 + . ,.,*. . 2]C . 0&10 -"

RESOLUC>:

La cantidad de metilamina (C' ) #:' 3 * disuelta se calcula a artir de la ecuaci,n &eneral de los &ases!P.̂ 6 n.R.T 667 V * ! 2J&10 - ; / + ,.,*. +,..

La molaridad de la disoluci,n o1tenida se determina alicando la e8resi,n de la Molaridad de una disoluci,n!

V M ! "&10 - ; M/.

C#3 # C. / 6./ + 3,+/ .,/ X +4* +,/ * .6. 5.. /4* 00 L + *.+,/,* X *6. * 5H + ;0& D,4. .,. y 5/+,,*/ . 6, 5.. 55.. .+,/,* .*,/& DATOS: . ! 1J_10 - ZP/ .,/ : C ! 1201 Z H ! 100K Z O ! 100

RESOLUC>:

NH ; $ H 2 O


31/81

El e%uili1rio de disociaci,n del /cido ac;tico (C' ) #COO' o 1ien ' Ac* es! (_*

' Ac 56667 ' " " Ac # Donde su constante de disociaci,n es! a 6

Si el ' 6 )0 %uiere decir %ue cuando se alcan-a el e%uili1rio! ' " 6 F # ) 6 F0FF0 or lo %ue si artimos deuna concentraci,n inicial de /cido ac;tico ?@0 + dado %ue de acuerdo con la este%uiometr@a del e%uili1rio resulta%ue

' " 6 Ac # 0 tendremos!

Al sustituir en la e8resi,n de la constante de disociaci,n! 0?.F # 6 (__* + al dese2ar!

C # F0FF 6 V C ! 00K1 M + la cantidad de /cido necesaria ara rearar FF mL de esa disoluci,n se

calcula a artir de la e8resi,n de la Molaridad! M 6

Sa1iendo %ue el eso molecular del C' ) #COO' es 3.30F " 4.0FF " 3.0FF 6 F0F3

F0F 6 V 6SOLUTO ! 1J"" 6./ + 3,+/ .,/ *,.*

############### #################### ################### ################

(_* En realidad el e%uili1rio de1er@a ser! ' $c 56667 ' O " " $c # + ! a 6

•(__* Dado %ue la constante de disociaci,n es e%ueKa0 odr@amos @ es el número de moles de /cido %ue se disocian or lo %ue se formar/n tam1i;n ?>@ moles de ion

@ moles de iones


32/81

F0F. As@0 en la e8resi,n de la constante de e%uili1rio tendremos! . ! .667 3.10 - 8 =

667 3.10 - 8 = + de a ! 1J;&10 -

Por tanto0 tenemos %ue en el e%uili1rio ! #H O $ % ! > ! 1J;&10 - & dado %ue el ' se define como

P' 6 # l& #H ; O % 6 # l& 1J;&10 V 5H ! "J

C#4 # C. . /**.,* + ,/* ../ y 5H + *. +,/,* /4*,+. . +,/ ;00 6 +3,+/ .,/ 6.,. * .6. F.. /5. 20 L&DATOS: P/ .,/: C ! 120 Z H ! 10 Z O ! 10 Z . ! 1K&10 -

RESOLUC>:La concentraci,n inicial del /cido es! M 6 6 6 020 M/.

El e%uili1rio de disociaci,n de este /cido0 %ue es un /cido d;1il0 es! ' Ac 56667 ' O " " Ac # 0 or lo %ue la

e8resi,n %ue nos da la constante de disociaci,n ser/! . ! .

Si tenemos en cuenta la este%uiometr@a de la disociaci,n!

H A

>nicial 0 --- ---

En el e%uili1rio 020 - > > >

Donde ?>@ es el número de moles de /cido %ue se disocian or lo %ue se formar/n tam1i;n ?>@ moles de ionacetato ($c # * + ?>@ moles de iones Donde su constante de disociaci,n es! a 6

Si el ' 6 )0 %uiere decir %ue cuando se alcan-a el e%uili1rio! ' O " 6 F # ) 6 F0FF0 or lo %ue si artimosde una concentraci,n inicial de /cido nitroso ?C@0 + dado %ue de acuerdo con la este%uiometr@a del e%uili1rioresulta

" #%ue ' ) O 6 :O 3 0 tendremos!

;

$ -

)

)

;

$ - ;

2 ; 2

)


33/81

H ; O $ NO 2

Al sustituir en la e8resi,n de la constante de disociaci,n!0 .F # 4 6 (__* + al dese2ar!

C # F0FF 6 V V C # F0FF 6 F0FFW? V C ! 0002 M ! 2&10 - ; M/.

################ ################### ################ ##################### #################(__* Dado %ue la constante de disociaci,n es e%ueKa0 es :

Es un /cido d;1il + or tanto est/ disociado arcialmente0 lue&o el e%uili1rio de disociaci,n del /cido %uedar@a!

H NO 2

>:>C>AL C ### ###

E: EXU>L>BR>O C # F0FF F0FF F

' " " # Si est/ disociado un 33J0 el n9 de molesLdisociadas es! 8 6 33J de F03 6 F0F44Se formar/n F0F44 molesL de ' " + de A # +

%uedar/n F03 # F0F44 6 F0 moll

>:>C>AL F03 ### ###

E: EXU>L>BR>O F0 F0F4 F0F4


34/81

H ; O $ A

Siendo ` 6 :9 molesL de 'Ac disociados0 %ue es tam1i;n el n9 de MolesL de ' O " + de Ac # formados es! 8 6 0)4 " EF # ) M

La e8resi,n de a es! a 6 donde0 al sustituir! 0T.F

#

6 V

0T.F # .(C # 0)4.F # ) * 6 (0)4.F # ) * 3V C 6 Z C ! 0101 M/.

" or tanto0 el &rado de disociaci,n es! 6 V" ! 001;; ! 1;;^

C# # .7 C. 5/*. + ,/*,V.,* + 3,+/ .,/ * .6. 5.. . +/ /**.,/*,6,*: 0 M y >10 - " M&- 47 E>5,X .+/& DATO: L. /*.* + +,/,.,* + 3,+/ .,/ . ! 1K>10 - &

RESOLUC>:

En el e%uili1rio de disociaci,n del /cido ac;tico es id;ntico ara am1as disoluciones0 aun%ue al ser dediferente concentraci,n al&unos asectos ser/n li&eramente diferentes0 as@0 ara la rimera de las dosdisoluciones (F0

Molar*0 tenemos!

llamamos ?>@ al número de moleslitro de /cido %ue se disocian0 + es tam1i;n el n9 de moles de ' O " (, ' " * +de iones $c # %ue se forman0 de acuerdo con la este%uiometr@a de la reacci,n.

Dado %ue la constante de disociaci,n es mu+ e%ueKa + la concentraci,n inicial no lo es0 la cantidad de ' $c%ue %ueda al alcan-arse el e%uili1rio es r/

•

cticamente al misma %ue

En el e%uili1rio &10 - " - > > >" "


35/81

En este caso + aun%ue la constante de disociaci,n es mu+ e%ueKa0 la concentraci,n inicial del /cido tam1i;nlo es0 or lo %ue +a no odemos desreciar H8I frente a la concentraci,n inicial + or tanto tendremos %ue resoler la ecuaci,n %ue nos %ueda!

La e8resi,n de la constante de disociaci,n ara el /cido ac;tico es! en la cual al

sustituir todos los alores nos %ueda! 667

8 3 " 0.F # .8 # 0.F # 6 F V V 8 6 W0.F # + el &rado de

disociaci,n (roorci,n de /cido ac;tico disociada* ser/! Z " ! 011 !!( 11^

La &ran diferencia entre am1os resultados0 como +a se :

Si el /cido est/ disociado un FJ0 la cantidad del mismo disociada es el FJ de F0 667 F0F molldisociadas. Por tanto0 si esta1lecemos el e%uili1rio de disociaci,n!

Siendo ` el n9 de molL de 'N disociadas0 %ue como


36/81

'C: Xue es el /cido cian



37/81

0.F # 4 6 0 e8resi,n en la cual odemos desreciar 8 frente a F0 de1ido al e%ueKo alor de la

constante de disociaci,n! F0 # 8 667 F0 0 con lo %ue la e8resi,n anterior nos %ueda! 0.F # 4 6 00 de

donde! 8 6 T0F.F # )0 or lo %ue cuando se esta1lece el e%uili1rio de disociaci,n resultar/ %ue! #OH - % ! > !

K0&10 - ; ! 10 - 20 + as@! 5OH ! - 6 10 - 20 ! 20 V 5H ! 1" - 20 ! 111

El &rado de disociaci,n es la roorci,n disociada! dado %ue ten@amos una disoluci,n F0 Molar + se :

La cantidad de rotones en la disoluci,n o1tenida al me-clar am1as disoluciones ser/ la suma de losrocedentes de la disociaci,n de am1os /cidos!

'Cl 5667 ' " " Cl #

>nicial F0F ### ###

En e%uil. #### F0F F0F

dado %ue el /cido ac;tico es un /cido d;1il0


38/81


39/81

denominador de esta fracci,n0 + as@! V > ! K1&10 - "

Por tanto! ' " 6 8 6 T0.F # 4 V + de a ! J&10 . Por tanto! #CCH 2 -COO % ! #H % ! J&10 +

de anicial F0F #### ####

En e%uili1rio F0F # 8 8 8

3

2

2

- ; - $ - ;


40/81

C#3 # S ,* *. +,/,* ./. + * 3,+/ /*/43,/ HA y. /**.,* + K 6[L&S.4/ X .. /. 2 y X 6.+/ + +,/,.,* . ,6. . 0;0& C/* / +./ y. .. .,. + C ! ; y + H ! 1 \. . 5. /. * . ,6,* 56*.:

1b- L. M/.,+.+ y .,* /. + . +,/,* + 3,+/ HA /* 5,.*:.7 1; y 002; 47 01; y 002; 7 01; y 0001; +7 1;&10 - 1 y 2;&10 - ;

2b - L. /*.* + +,/,.,* + 3,+/ 3:.7 1J&10-" 47 1J&10 - ; 7 1J&10-2 +7 N,*6*/ + /

;b - E 5H + . +,/,* ,*,,. + HA :.7 1"1 47 0K 7 1JJ +7 2"

"b &- S, . 100 L + . +,/,* ,*,,. + 3,+/ .\.+,/ 1 6./ + HC /**,+/ * * /*+5,.4 * . + . +,/,* 6.+/ + +,/,.,* 3:.7 000 47 00; 7 00 +7 00J

b&- L. /**.,* + ,/* H$ y 5H + . +,/,* .* 3* 5,.*:.7 02K1/[L y 0;"047 02K1/[L y 007 0;"0/[L y 02KJ+7 0"0/[L y 02KJ

RESOLUC>:

La molaridad del /cido se calcula alicando directamente la e8resi,n %ue nos la da! 0 en la cual

conocemos todos los datos! ! 01; M/. .

Para calcular la fracci,n molar


41/81

'A 6 F0) Molar (la inicial*' " 6 F03?4 M (rocedente de la disociaci,n del 'Cl aKadido

El nueo e%uili1rio de disociaci,n de este /cido 'A es!Siendo ?>@ el número de moles del /cido'A disociadas

Alicando a


42/81

C#3 # E 6.+/ + +,/,.,* + *. +,/,* 01M + 3,+/ .,/ * .6. .: . ! 12 10 - 2 & Q/**.,* + HC * .6. 5/+,. ,/ 5H y . . ./& N/.: E HC * .6. 3/.* +,/,.+/&

RESOLUC>:

El &rado de disociaci,n nos indica la roorci,n del /c. Ac;tico %ue se encuentra disociada0 or lo %ue en estecaso0 la cantidad disociada ser/!

Cantidad disociada! 8 6 F0.03.F # 3 6 03.F # ) .

El e%uili1rio de disociaci,n ara el /cido ac;tico es! ' 6 # l&' "

' 6 # l&03.F # )

5H ! 22

Por tanto0 la concentraci,n de ' Cl %ue roducir@a el mismo ' ser/ a%uella %ue aorte a la disoluci,n lamisma concentraci,n de rotones0 or lo %ue si tenemos en cuenta el e%uili1rio de disociaci,n del ' Cl0 + %ue;ste es un /cido fuerte0 or lo %ue est/ comletamente disociado0 tendremos %ue la concentraci,n inicial de dic


43/81

cuenta %ue se trata en este caso de un /cido fuerte %ue est/ comletamente disociado

2&H $ SO "

como la concentraci,n de rotones tiene %ue ser la misma %ue en el /cido Ac;tico!

#H $ %! 2& ! > ! 2&10 - ; M/. 0 de donde! 6 ! 1;&10 - ; M0 %ue es la

concentraci,n %ue de1er@a tener ese /c. Sulfúrico.

C#)F # D,* 5H + * ,*.6 + +*,+.+ 100" 6[L X ,* * "^ * .. + 3& A,/&C. 6.+/ + +,/,.,* + 3,+/ .,/ * ,*.6

DATO& . 5.. 3& A,/: 1K&10 -

RESOLUC>:

La Molaridad de este ina&re se determina artiendo de L de disoluci,n0 la cual contiene un 4J de /cidoac;tico (Pm 6 F*

V $ = 1004 %

Soluto! 4J de FF4 6 4F0 &Disolente! FF4 # 4F0 6 W)04 &

V V M ! 0J M/.

La disociaci,n de este /c. Ac;tico0 %ue es un /cido d;1il0 es.

V

V

/ , ."4701!- .

(_* Al ser mu+ e%ueKa la constante de disociaci,n del /cido0 odemos desreciar el alor H8I frente a F0?.

6 #l&()04?.F # ) * V 5H ! 2"

G.+/ + +,/,.,*: De acuerdo con los datos de la disociaci,n0 se disocian )04?.F # ) moles de las F0?moles iniciales0 or tanto0 el &rado de disociaci,n es!

V

C#) # .& C. . /*.* + ,/*,V.,* + * 3,+/ +4, /*/5,/ X 3 ,/*,V.+/ . 2 ^ *+,/,* 02 M&

4& S +. 55.. 1 ,/ + +,/,* + 3,+/ /F+,/ X *6. ,/ 5H X .+,/,* .*,/& Q /* + HC + /**.,* 0" M F.43 X /.

RESOLUC>:

H 2 SO "

>nicial c ### ###

En e%uili1rio ### 3.c c

Soluto Disolente Disoluci,n

Masa 4F0 & W)04 & FF4 &

^olumen FFF mL

HA

>nicial F0? ### ###

e%uili1rio F0? # 8 8 8


44/81

La este%uiometr@a de la disociaci,n de un /cido monor,tico d;1il es!


45/81

HA

Si la concentraci,n de ' " :

La este%uiometr@a de la disociaci,n de un /cido monor,tico d;1il es!

as@0 a ser/! V V . ! 1J&10 -

C#)) # L. .+,,* + 0" / + *. 4. +4, . * +,*.+/ /* + .6. 5, . /4*,* +0 L + *. +,/,* /* 5H ,6. . 11& C.:.7 L. /**.,* ,*,,. + . 4. * . +,/,*&47 L. /**.,* + ,/* OH - + . ,.&7 L. /*.* + . 4. 4&

RESOLUC>:

La disoluci,n de F04 moles de 1ase en un olumen final total de F0 L nos ermite calcular la Molaridad de la

disoluci,n de la 1ase0 %ue es! 6 0K M/.

H C

>nicial C ### ###

En E%uili1rio ### c c 6 F0FF

HB

$ Siendo `6 :9 molesL de 'Bdisociados0 %ue nos indican%ue es el 40J 0 es decir!> ! 40J de F0F V> ! "11&10 - "

>nicial F ### ###

E%uili1rio F0F#`6 F03 # 40.F # 4 8 6 40.F # 4 8 6 40.F # 4


46/81

El e%uili1rio de disociaci,n de la 1ase0 %ue suonemos contiene un solo O' # 0 es!

+ uesto %ue se indica %ue el ' 6 0 667 O' 6 4 # 6 )0 de donde deducimos la concentraci,n de los iones

La constante de disociaci,n de esta 1ase se o1tiene al sustituir en la e8resi,n de la misma0 teniendo en

cuenta %ue 8 6 F # )! V 4 ! 12&10 -

C#)4 # U*. +,/,* 020 M + 3,+/ .,/ 3 ,/*,V.+. 0 ^&& C.:.7 L. /*.* + 3,+/ .&47 E 6.+/ + +,/,.,* + *. +,/,* 010 M + +,F/ 3,+/&

7 E 5H + .4. +,/,/* 3,+.&

RESOLUC>:

El e%uili1rio de disociaci,n es

HA @ es el n9 de molLde 'Ac disociadas0 + dado%ue est/ ioni-ado el F0WJ!!8 6 F0WJ de F03

V > ! 1&10 - ;

>nicial F03 ## ##

En e%uili1rio F03F # 8 6 01K > ! 1&10 - ; > ! 1&10 - ;

La constante de disociaci,n es! V V . ! 1K2&10 -

El ' se define como! 0 or lo %ue ara esta disoluci,n es! ' 6 #l&0W.F # 4 V 5H ! 2J2

Si tenemos a

de ' Ac disociadas0 + deacuerdo con este e%uili1riode disociaci,n0 es tam1i;nel n9 de molL de ' " + Ac #

formadas

>nicial F0 ## ##

En e%uili1rio 010 - > > >

La constante de disociaci,n es! V Puesto %ue a ! 1;10 - ;0 or lo %ue

el &rado de disociaci,n ser/! 6 F0F) 667 0)J

BOH

>:>C>AL F0T ### ###



47/81

El ' se define como! 0 or lo %ue en esta disoluci,n es! ' 6 #l&0).F # ) V 5H ! 2KJ

C#) # S +.* 55.. 20 + *. +,/,* + ./*,./ 10 M . 5., + *. +,/,* +./*,./ + 2J ^ * .. y + 0 6[ + +*,+.+& C.:.7 E /* X F.y X /. + . +,/,* + 2J ^&47 E 5H + .4. +,/,/*&DATO: 4 9./*,./7 ! 1K&10-&

RESOLUC>:

La cantidad de soluto (:' ) * en am1as disoluciones de1e ser la misma0 +a %ue la m/s diluida se o1tieneaKadiendo disolente0 a&ua0 a la m/s concentrada0 or lo %ue amos a determinar la cantidad de :' ) %ue de1enicial 403W ## ##

En e%uili1rio 403W # 8 8 8


48/81

C#) # D,*. ^ * X **. +,/,.+/ 3,+/ .4*,/ . . 5.. .4,*.4,*+/ X 5,. /*.* + +,/,.,* ;> 10-J * *. /,* 01 M&

RESOLUC>:La reacci,n de disociaci,n del /cido car1,nico %ue tiene lu&ar es!

HCO ; $ H

Al sustituir! 0 donde odemos desreciar H8I frente a F0 en el denominador or ser mu+

e%ueKa0 con lo %ue nos %ueda! V 0 > ! 1J;&10 - " 0 %ue es el &rado

de disociaci,n0 or lo %ue el J disociado ser/! 6 01J;^

C#)? # C.. 5H + *. /,* 001 M + H ; PO " & . 1 ! ! J&10

RESOLUC>:

Aun%ue se trata de un /cido olir,tico0 + dado %ue solamente nos dan la constante de la rimera disociaci,n0desreciaremos las otras dos disociaciones.El e%uili1rio ara esta rimera disociaci,n es!

H $ H 2 PO "

Siendo H8I el :9 de MolL de /cido disociadas0 %ue es tam1i;n el n9 de MolL de ' " + de ' PO #formadas.

Sustitu+endo en la e8resi,n de la constante de e%uili1rio! . En este caso no

odemos desreciar la H8I frente a F0F0 en el denominador de esta fracci,n dado %ue el alor de la constante dedisociaci,n no es e8cesiamente e%ueKa0 or lo %ue tenemos %ue resoler esta ecuaci,n!

667 de a ! J;&10 - ; (la otra soluci,n no es

/lida ues no ueden darse concentraciones ne&atias (#0).F # 3*.

+a con este alor de H8I0 determinamos la concentraci,n de rotones en el e%uili1rio + con ella0 el '!

#H $ % ! > ! J;&10 - ; 667 ' 6 #l&(0?).F # ) * 67 5H ! 22".

H 2 CO ; $ c(- $

>nicial F ### ###

En e%uil. F0 # 8 8 8

- ;

>nicial F0F ### ###

En e%uili1rio F0F # 8 8 83 4


49/81


50/81

PR O BLEM AS RESUELT O S DE Q U M ICA G ENER R E A C C IO NE S C ID O -B A SE - 4 8

D-02 - S 55..* /,/* 01 M + . ,6,* . NH " C 8C ; C.9NO ; 7 2 y N.NO 2&I*+,. 3 + . 5*. 5H 3 .+/ ,,.*+/ . 5.


51/81

La acide- o 1asicidad de una disoluci,n de una sal uede redecirse cualitatiamente conociendo la Hfuer-aIdel /cido + de la 1ase %ue L! b7 SAL $C>DA $C>DO DB>L " BASE NUERTE b7 SAL B$S>CA $C>DO DB>L " BASE DB>L b7 Tendr/ el car/cter del m/s fuerte de los dos.

sto se de1e a %ue al disociarse en a&ua0 el /cido d;1il reaccionar/ con los ' " 0 ara re&enerar elcorresondiente /cido sin disociar or lo %ue disminuir/ la concentraci,n de ' " en la disoluci,n0 %uedando un

e8ceso de iones O'#

%ue le conferir/n a esa disoluci,n un cierto car/cter 1/sico. Si se tratase de una1ase d;1il0 se com1inar@a con los O' # %uedando li1res los ' " + la disoluci,n ser@a /cida.

En los casos dados0 tenemos!* Disoluci,n acuosa de :' 4 Cl 667 Procede del :' 4 O'0 %ue es una 1ase d;1il

del 'Cl0 Xue es un /cido fuerte0 + as@!LA DISOLUCIÓN ACUOSA SERÁ ÁCIDA

3* Disoluci,n acuosa de NeCl ) 667 Procede del Ne(O'* ) (_*0 %ue es una 1ase fuerte del 'Cl0 Xue es un /cido fuerte0 + as@!

LA DISOLUCIÓN ACUOSA SERÁ NEUTRA(_* El Ne(O'* ) es un comuesto mu+ insolu1le0 ero la e%ueKa cantidad del mismo %ue seencuentre disuelta est/ comletamente disociada0 de a


52/81

denominador '" 0 nos %ueda 667 %ue son0 en

definitia la inersa de la constante de disociaci,n del /cido ac;tico (a * + la del a&ua 0 or lo %ue!

V ! &10 - 10

Para calcular las concentraciones en el e%uili1rio de O:ES! Z# C V 3Z# A V )Z# D V 4Z# D

D-0" - U*. +,/,* + ./*,./ 01 M/. y 4 ! 1K&10-

./. /* H B 9Á,+/ 7 01 M& D /,*+,.+/ 3,+/-4. X .,/*.* . /*,*.,* ,*+,. >5,.*+/ . +4. ,,V. 5..+. 5*/ + X,.*,. * +,F. ./.,*:

RESOLUCIÓN

El final de la aloraci,n es el momento en el cual se


53/81

olumen final ser/ de 3 L* + as@0 la concentraci,n de la sal formada ser/!

El ' del final de la aloraci,n ser/ el ' %ue le comuni%ue esta sal a la disoluci,nDado %ue se trata de una sal de una 1ase d;1il0 se disociar/ + osteriormente se :

Se trata de una sal rocedente de un /cido d;1il! el /c. Cloroac;tico! CH 2 C-COOH + una 1ase d;1il! elamoniaco! NH ; .

En este caso

Las reacciones %ue tienen lu&ar sucesiamente son!

# 9 ! Al oner la sal en el a&ua0 ;sta se disocia"# 3Z! El ion amonio se disocia en :' )

constante de e%uili1rio 1+ ' de1ido a %ue se trata de una 1ase d;1il + se tiene %ue cumlir su

# )9! Simult/neamente0 los iones cloroacetato al encontrarse con el a&ua0 se


54/81

- $ $ -CH 2 C-COO $ NH " $ H 2 O

+ escri1imos disociada el a&ua en el rimer miem1ro

- $ $ - $ -CH 2 C-COO $ NH " $ H $ OH

Tenemos simult/neamente los e%uili1rios de disociaci,n del a&ua (en ne&ro*0 del /cido (en ro2o* + de la 1ase (enerde*0 aun%ue estos dos últimos inertidos!

CH 2 C-COO $ NH"

$ H$ $ OH -

C-COOH $ NH;

$ H $ $ OH -

La constante ara este e%uili1rio ser/0 or tanto! V ! 10 - ; 0 + si escri1imos

la e8resi,n de la constante ara esta reacci,n0 nos %ueda! donde odemos

simlificarla +a %ue aarecen las concentraciones de ' " + de O' # en el numerador + denominador0 or lo %ue laconstante ara esta reacci,n nos %uedar/ finalmente!

Como odemos o1serar0 en esta e8resi,n no aarecen las concentraciones de ' " + de O' # 0 or lo%ue uede deducirse %ue el ' de esta disoluci,n no a a deender de la concentraci,n de estas eseciesen la disoluci,n.

Para determinar el ' en esta disoluci,n - $de la %ue odemos deducir %ue las concentraciones de

CH 2 C-COO + de NH " son i&uales entre s@ e i&ual a F0F M

#CH C-COO - % ! # NH $ %&

Si consideramos tam1i;n %ue am1as esecies se


55/81

de donde 5H ! 0

PR O BLEM AS RESUELT O S DE Q UÍM ICA G ENER AL R E A C C IO NE S Á C ID O -B A SE - 2de 76


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PR O BLEM AS RESUELT O S DE Q U M ICA G ENER R E A C C IO NE S C ID O -B A SE - .

G5/ E- DISOLUCIONES AMORTIGUADORAS / TAMPÓN

E#F # L. /*.* + ,/*,V.,* + F,+>,+/ .*,/ . 2]C 1K&10 - & C..:.7 E 5H + *. +,/,* ./. 002 M + F,+>,+/ + ./*,/47 E 5H + /. +,/,* X /*,* 0; 6 + // + ./*,/ * 00 L + .6.7 ,,. 4* / .+/ /4*,+/ * .5..+/ 47 y >5,. .,,/ . 5/,4

+,*,. /* .7

RESOLUC>:

a* El ! ;;;&10 - ! 10 - "J

or lo % ue c o m o ' 6 #l& ' " 6 # l& F # 0 4? V 5H ! "J

5667 " #


En e%uili1rio F0F3 # 8 8 8

)

4

" ' 3 O 5667 :' 4 O' ""


En e%uili1rio F0F3 # 8 8 8


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E#F3 #C.. 5H + . /,* .* . .\.+, " 6 + N.8 . 20 L + H8 02 M& DATOS: . 5.. H8 ! K&10 - " & P/ .,/: N.: 22K Z 8 ! 1K


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RESOLUC>:

Al disoler una sal de un /cido d;1il0 como es el 'N0 con2untamente con el /cido0 se forma una disoluci,namorti&uadora o disoluci,n tam,n.

La concentraci,n de la sal es! M 6 6 0;K M/. * N.8

Cuando esta sal0 %ue es un electrolito fuerte0 se disuele en a&ua0 se disocia comletamente0 or lo %ue dela este%uiometr@a de esta disociaci,n! :aN 56667 :a " " N # deducimos %ue la concentraci,n de iones

fluoruro ( N # * rocedentes de la disociaci,n de la sal es i&ual a la concentraci,n de ;sta!#8 - % ! 0;K M

Pero en esta disoluci,n coe8isten dos comuestos %ue se disocian + cu+as disociaciones son

:aN 56667 :a "

'N 56667 ' "" N #

" N #La cual est/ comletamente disociada

La cual est/ mu+ oco disociada or ser un /cido d;1ilPor tanto0 las concentraciones de las diferentes esecies en el e%uili1rio son!

- - - - - - -#8 % TOTAL 6 #8 %SAL

" #8 % AC>DO + como #8 %SAL

77 #8 % AC>DO 667 #8 % TOTAL 6 #8 % SAL ! 0;K M

#H8% N>:AL 6 #H8% $C>DO ! 02 M0 ues est/ mu+ oco disociado

As@0 al alicarle la e8resi,n %ue nos da la a ara la disociaci,n de este /cido d;1il!

'N 56667 ' " " N # V a 6 6667 0T.F # 4 6 al dese2ar ' " 0 nos

%uedar/! ' " 6 404?.F # 4 or tanto el ' 6 # l& ' " 6 # l& 404?.F # 4 V 5H ! ;;

#################### ############### ####################### ######################### #######################

(_* Pod@amos :

La reacci,n %ue tiene lu&ar entre los reactios %ue nos dan es!CH ; - COOH " N.OH b7 CH ; - COON. $ H 2 O

en la cual emos %ue la reacci,n tiene lu&ar mol a mol0 or tanto si onemos mol de :aO' or cada 3 moles

de C' ) # COO'0 al finali-ar la reacci,n se


59/81

comletamente disociada0 + el de su sal0 %ue al ser un electrolito fuerte estar/ comletamente disociado!" #Disociaci,n de la 1ase! :' 4 (O'*

donde :' 4$ corresonde a la cantidad de :' " rocedentes de la disociaci,n arcial de la 1ase m/s los"rocedentes de la disociaci,n total de la sal. Al tratarse de una 1ase d;1il0 el número de :' 4 %ue de2ar/ li1res

en disoluci,n ser/ mu+ e%ueKo0 mientras %ue la sal0 al ser un electrolito fuerte0 estar/ comletamente"disociada0 or lo %ue el número de :' 4 %ue de2ar/ li1res en disoluci,n ser/ &rande0 + as@0 odremos decir %ue!

$ $ $ Í #:'$

% 0#:' 4 % /. ! #:' 4 % . $ #:' 4 % 4. 4 .

aro8imaci,n ;sta %ue no ser/ ori&en de error +a %ue como >nicial F0F3 ### ### moles

En e%uili1rio ###### F0F3 F0F3 moles


60/81

HC

>nicial F0FF ### ### moles

En e%uili1rio ###### F0FF F0FF moles

^amos a reali-ar los c/lculos en dos etaas0 en la rimera de ellas tendremos en cuenta únicamente la reacci,nde neutrali-aci,n entre los iones ' " rocedentes de la disociaci,n del 'Cl con los iones O' # rocedentes del :'O'0 +0 osteriormente0 tendremos en cuenta %ue se trata de una 1ase d;1il + %ue


61/81

El n9 de moles de la sal es! M 6 V :9 moles de sal 6 F0F Moles de :aAc

an/lo&amente con el /cido! V :9 moles de /cido 6 F0FF moles de 'Ac

Las concentraciones de am1os son0 teniendo en cuenta %ue el olumen total es F0 L'Ac 6 6 F0F Molar en 'Ac V :aAc 6 6 F0 Molar en :aAc

Cuando esta sal :aAc0 se disuele en a&ua0 + teniendo en cuenta %ue como todas las sales es unelectrolito fuerte0 se disocia comletamente0 or lo %ue de la este%uiometr@a de esta disociaci,n!

:aN 56667 :a " " N # deducimos %ue la concentraci,n de iones Acetato ( Ac # * rocedentes de la

disociaci,n de la sal es i&ual a la concentraci,n de ;sta! #A - % ! 01 M

Pero en la disoluci,n o1tenida al me-clar am1as0 coe8isten dos comuestos %ue se disocian (:aAc + 'Ac*+ cu+as disociaciones son

:aAc 56667 :a "

'Ac 56667 ' "" Ac #

" Ac #La cual est/ comletamente disociada

El cual est/ mu+ oco disociado or ser un /cido d;1il

Por tanto0 las concentraciones de las diferentes esecies en el e%uili1rio son!- - - - -#A % TOTAL 6 #A %

SAL

" #A % AC>DO + como #A %SAL

77 #A % AC>DO 0 +a %ue la sal se encuentra

comletamente disociada + el /cido0 al ser d;1il0 estar/ mu+ oco disociado0 or lo %ue tendremos %ue 667

#A - % 6 #A - % ! 01 M

Por su arte0 la concentraci,n final del /cido ser/ r/cticamente i&ual a la inicial0 ues al tratarse de un

/cido d;1il est/ mu+ oco disociado! #HA% N>:AL 6 #HA% $C>DO ! 00 M0


'Ac 56667 '"

%uedar/! ' " 6 W.F # " Ac

#

V a 6 6667 0T.F#

6 al dese2ar '"

0 nos

or tanto el ' 6 # l& ' " 6 # l& W.F # V 5H ! 0"

############## ################## ################# ##################(_* Pod@amos ,+/ +,/ ,,X

5.&D./: ,/*,V.,* + 3,+/ .,/ . 2]C 1J>10 -

RESOLUC>:

Al disoler am1os con2untamente se o1tiene una disoluci,n amorti&uadora o tam,n0 en la cual se tienendos e%uili1rios de disociaci,n simult/neos!'Ac 56667 ' " " Ac # 0 %ue est/ oco disociado or ser un /cido d;1il

:aAc 56667 :a " " Ac # la cual se encuentra comletamente disociada or ser un electrolito fuerte

Dado %ue se


62/81

rocedentes de la disociaci,n del /cido0 (ocos or ser d;1il* + los rocedentes de la disociaci,n de la sal0 %uees comleta0 or lo %ue odemos suoner %ue r/cticamente ser/n los mismos %ue los rocedentes de la sal0mientras %ue el /cido0 al ser d;1il0 su concentraci,n en el e%uili1rio ser/ r/cticamente la misma %ue la inicial0or tanto0 con estas dos aro8imaciones0 la e8resi,n de la constante %uedar/! de donde0

al sustituir0 o1tendremos la concentraci,n de rotones! V #H $ % ! 1J&10 - + or lo tanto el

alor del ' de esta disoluci,n ser/! ' 6 # l&' " 6 # l& 0?.F # V 5H ! "JJ

47 Cuando se le aKade una e%ueKa cantidad de :aO'0 los O' # aortados or ;ste0 reaccionar/n con los ' "

resentes en la disoluci,n0 or lo %ue ara mantener la e8resi,n de la constante de disociaci,n0 sedisociar/ una cierta cantidad del /cido %ue %ueda1a sin disociar0 re&enerando los ' " erdidos0 or tanto0 el' de la disoluci,n no ariar/ arecia1lemente

E#F? # L. /*.* + ,/*,V.,* + F,+>,+/ .*,/ 1K & 10- C.. 6.+/ + ,/*,V.,* +F,+>,+/ .*,/ y 5H +:.7 U*. +,/,* 001 M + F,+>,+/ .*,/&47 L. +,/,* .* . .\.+, . 00 L + . +,/,* .*,/ 0; 6 + // .*,/&7 C/* 4* . .,.,* /4.+. * 6.+/ + ,/*,V.,* + F,+>,+/ .*,/ * .7

y 47& A X +4 . .,.,*

a* El e%uili1rio de disociaci,n es!:' 4 " O'

Siendo H8I el número de molL de :' 4 O' disociadas

Alicando la e8resi,n de la constante de disociaci,n! + sustitu+endo en ella!

0 e8resi,n en la cual se uede desreciar H8I frente a F0F0 en el denominador de la fracci,n 0

con lo %ue ;sta nos %ueda! 0 de donde se calcula 80 %ue es! > ! "2"&10 - "

O' 6 #l&O'# 6 # lo& 4034.F # 4 6 )0)? + as@! 5H ! 4# O' 6 4 # )0)? ! 10;

0 + de a


63/81

" " " " "siendo! :' 4 TOTAL :' 4 SAL" :' 4 BASE 6 :' 4 SAL 6 F0F3 M de1ido a %ue el :' 4 %ue roiene de

la disociaci,n de la 1ase es mucL>BR>O :' 4 O' >:>C>AL 6 F0F M0 +a %ue el :' 4 O' se disocia mu+ oco.

Con estas aro8imaciones0 odemos sustituir +a en la e8resi,n de la constante de e%uili1rio de disociaci,n

del :' O'! V V O' # 6 F0W.F # de a@ al número de moles de /cido %uese disocian0 or lo %ue se formar/n tam1i;n ?>@ moles de ion acetato (Ac # * + ?>@ moles de iones

B* Al aKadir una sal de un /cido d;1il0 como es el /c. Ac;tico ('Ac*0 con2untamente con el /cido0 se forma unadisoluci,n amorti&uadora o disoluci,n tam,n. La concentraci,n de am1os ser/ F0F Molar ara el /cido +F0F3 Molar ara la sal.

4

)


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Cuando esta sal :aAc0 se disuele en a&ua0 + teniendo en cuenta se trata de un electrolito fuerte (comocasi todas las sales* 0 se disocia comletamente0 or lo %ue de la este%uiometr@a de esta disociaci,n! :aN56667 :a " " N # deducimos %ue la concentraci,n de iones Acetato ( Ac # * rocedentes de la disociaci,n de la

sal es i&ual a la concentraci,n de ;sta! #A - % ! 002 M

Pero en la disoluci,n o1tenida al me-clar am1as0 coe8isten dos comuestos %ue se disocian (:aAc + 'Ac*+ cu+as disociaciones son

:aAc 56667 :a "

'Ac 56667 '"

" Ac #

" Ac#

La cual est/ comletamente disociada

El cual est/ mu+ oco disociado or ser un /cido d;1il

Por tanto0 las concentraciones de las diferentes esecies en el e%uili1rio son!# - - - - Ac TOTAL 6 #A %

SAL

" #A % AC>DO + como #A %SAL

77 #A % AC>DO 0 +a %ue la sal se encuentra

comletamente disociada + el /cido0 al ser d;1il0 estar/ mu+ oco disociado0 or lo %ue tendremos %ue 667

#A - % 6 #A - % ! 002 M

Por su arte0 la concentraci,n final del /cido ser/ r/cticamente i&ual a la inicial0 ues al tratarse de un

/cido d;1il est/ mu+ oco disociado! #HA% N>:AL 6 #HA% $C>DO ! 00 M0


'Ac 56667 ' " " Ac # V a 6 6667 0T.F # 6 al dese2ar ' " 0 nos

%uedar/! ' " 6 )0.F # or tanto el ' 6 # l& ' " 6 # l& )0.F # V 5H ! """

################### ##################### ###################### ###################Pod@amos


65/81

G5/ 8- REACCIONES ÁCIDO-BASE

N#F # A V. 100 + *. +,/,* + F,+>,+/ + /+,/ 0001 M /* 100 + 3,+/ /F+,/+ /**.,* +/*/,+. /4,* *. +,/,* + 5H ! 100& C. . /**.,* +3,+/

RESOLUC>:

Si el ' 6 F0 se trata de una disoluci,n 1/sica0 or lo %ue en la reacci,n entre el ' Cl + el :aO' nos>nicial - " #### ####

En e%uili1rio #### - " - "

Considerando a:

Los esos moleculares son! Cl ) C#COO' 6 ).)04 " 30F " 30F " 3.0FF " 0FF 6 )0)?


66/81

:aO' 6 330WW " 0FF " 0FF 6 )W0WW

La reacci,n %ue tiene lu&ar entre el /cido tricloroac;tico (Cl ) C#COO'* + el


67/81

Las cantidades de los dos reactios %ue tenemos0 e8resadas en moles son!

:aO' 30 ml de disoluci,n F0)3 Molar! V n 6 4.F # ) moles de :aO'

'Cl F ml de disoluci,n F0F Molar! V n 6 .F # ) moles de 'Cl

Teniendo en cuenta la reacci,n este%uiom;trica entre estos dos reactios!

' Cl " :aO' b7 :aCl " ' 3 F

Este%uiometr@a mol mol mol mol

Cantidades >niciales .F # ) 4 . F # ) ### ###

Cantidades finales . F # ) ### 4 . F # ) 4 . F # )

Por tanto0 + dado %ue la reacci,n tiene lu&ar mol a mol0 se terminar/ el :aO' (Reactio limitante* +a %ue esel reactio %ue est/ en menor cantidad0 so1rando ! . F # ) # 4 . F # ) 6 . F # ) moles de 'Cl.

El ' de la disoluci,n resultante ser/ el %ue corresonda a la disoluci,n final de 'Cl0 del cual nicial F0F3 ### ###

Ninal ### F0F F0F3

) )


68/81

H C: V *HC ! 000 / + H C V N.OH : V *N.OH ! 000" / +

N.OH

De acuerdo con la este%uiometr@a de la reacci,n! H C $ N.OH '( N.C $ H 2 O0 emos %ue losdos reactios dados! ' Cl + :aO' reaccionan mol a mol.

Por ello0 el reactio limitante es el :aO'0 ues el %ue se encuentra en menor cantidad + es el %ue se

termina antes.La cantidad de ' Cl %ue reacciona ser/ de F0FF4 moles0 el mismo número de moles %ue tenemos de

:aO'0 or lo %ue al final de la reacci,n nos so1rar/n!

F0FF # F0FF4 6 F0FF moles de ' Cl %ue so1ran al final de la reacci,n

El olumen final ser/ el resultante al me-clar las dos disoluciones! F0FF " F0F3 6 F0F3 Litros. Por tantola concentraci,n final del /cido clor:

La concentraci,n inicial del /cido es! V M ! 01; M/.

Teniendo en cuenta %ue se encuentra disociado un )FJ0 la cantidad del mismo %ue se disocia ser/ el )FJ

de F0)0 es decir! 6 F0F)W

El e%uili1rio de disociaci,n del /cido es

'A 5667 ' " " #

>nicial F0) #### ####

En e%uili1rio F0) # F0F)W6 001

00; 00;

or tanto la constante de disociaci,n ser/!

. ! 001J ! 1J&10 - 2

H C

>nicial F0F ### ###

En e%uili1rio ### F0F F0F


69/81

Si de esta cantidad se toman FF ml0 las cantidades de cada esecie resentes en la disoluci,n deeste /cido ser/n!

'A 6 F0FFW moles V ' " 6 A # 6 F0FF)W moles+ se le aKade & de 'Cl ( 6 F0F3? moles* el cual se disocia comletamente en ' " + Cl #.

^amos a considerar %ue el /cido 'A no est/ disociado cuando le aKadimos el 'cl0 de manera %ue lascantidades (en moles* iniciales ser/n0 teniendo en cuenta %ue se toma un olumen de F0 litro! 'A 6 F0F)moles (la cantidad total inicial del /cido %ue tenemos0 ' " tendremos el número de moles rocedente de ladisociaci,n total del 'Cl 6 F0F3?4 molesV de A # no tendremos nada0 +a %ue estamos considerando como untode artida el /cido 'A sin disociarV adem/s tendremos en la disoluci,n F0F3?4 moles de Cl #. Procedentes dela disociaci,n del 'Cl los cuales no influ+en en el e%uili1rio.

Estas cantidades tienen %ue cumlir el alor de la constante de disociaci,n del /cido 'A0 or lo %ue estee%uili1rio se desla-ar/ nicial F0F) F0F3?4 ####

En e%uili1rio F0F) # 8 F0F3?4 " 8 8

" "


70/81

El e%uili1rio de disociaci,n del /cido en la disoluci,n inicial es!

Si ' 6 404 V ' " 6 F # 404V %ue es ̀ . La e8resi,n %ue nos da la constante de disociaci,n de este /cido

es! 0 la cual con los datos %ue tenemos! ` 6 ClO # 6 ' " 6 F # 404 + ' ClO 6

F0F4# F- 4,46

6 F0F4 0 %ueda . ! ;0&10- 8

El &rado de disociaci,n es!

En el unto de e%uialencia r/cticamente no %uedar/ nada de /cido sin disociar +a %ue todo ;l :

Cuando disolemos la muestra en FFF ml de a&ua + de ellos aloramos 3F mL0 determinamos la cantidadde :aO' %ue


71/81

comletamente disociados. As@0 sus e%uili1rios de disociaci,n ser/n!

' 6 # l&' " 6 # l& F0F 67 5H ! 2

B. $ 2 OH O' 6 # l&O' " 6 # l& F0F3 67 O' 6 0?

' 6 4 # O' 6 4 # 0? V 5H ! 12;

Cuando se me-clan am1as disoluciones0 ,+/ + /+,/ 010 M/. . 10 L + 3,+/ /F+,/ 0" M/.& C3 5H + . +,/,* .*

RESOLUC>:

Las cantidades %ue tenemos de am1os reactios uros0 o1tenidas a artir de la e8resi,n %ue nos da la

Molaridad de una disoluci,n0 son!

H C

>:>C>AL F0F #### ####

E: EXU>L>BR>O #### F0F F0F

B.9OH7 2

>:>C>AL F0F #### ####

E: EXU>L>BR>O #### F0F 3 . F0F

3

3

3

B.9OH7 2

>:>C>AL 30.F # ) #### ####

E: EXU>L>BR>O #### 30.F # ) 3 . 30.F # )


72/81

H C: V *HC ! 000" / + H C V N.OH : V *N.OH ! 000" / +

N.OH

De acuerdo con la este%uiometr@a de la reacci,n! H C $ N.OH '( N.C $ H 2 O0 emos %ue losdos reactios dados! ' Cl + :aO' reaccionan mol a mol.

Por ello0 el reactio limitante es el :aO'0 ues el %ue se encuentra en menor cantidad + es el %ue se

termina antes.La cantidad de ' Cl %ue reacciona ser/ de F0FF4 moles0 el mismo número de moles %ue tenemos de

:aO'0 or lo %ue al final de la reacci,n nos so1rar/n!

F0FF4 # F0FF4 6 F0FFF moles de ' Cl %ue so1ran al final de la reacci,n

El olumen final ser/ el resultante al me-clar las dos disoluciones! F0FF " F0F4F 6 F0FF Litros. Por tanto laconcentraci,n final del /cido clornicial F0F ### ###


' 3 SO 4 " 3 O' b7 3 SO 4 " 3 ' 3 O

mol 3 moles

` F0F)


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74/81

O' 6 # l&O' # 6 # l& F03 6 F0?

5H ! 4 # O' 6 4 # F0? ! 1;;

2& Cuando se aKaden mL del /cido ac;tico0 reaccionar/n con la cantidad e%uialente de :aO'0 or lo %ue el 'de la disoluci,n resultante corresonder/ al :aO' %ue %uede sin reaccionar0 los cuales se encontrar/n a

Cantidadeseste%uiom;tricas

mol mol

En la reacci,n F0FF `

3

N.OH

>nicial F0) ### ###

En e%uili1rio ### F0) F0)

H A $ N.OH c( N.A $ H 2 O

Cantidadeseste%uim;tricas

mol mol mol mol

En la reacci,n F0FF F0FF 8

- H 2 O '( HA $-

>nicial F0 ### ###

En e%uili1rio F0#` ` `


75/81

es! V de donde ` ! J"2&10 -

(Dado %ue la constante es mu+ e%ueKa0 ara resoler m/s f/cilmente esta ecuaci,n se uede desreciar ` frente a F00 sin %ue ello afecte arecia1lemente al resultado*

as@! O' 6 # l&O' # 6 # l& ?043.F # 6 0) V 5H ! 4 # O' 6 4 # 0) ! KKJ

N#) # E.4 . 5, ,*,. 5,*,5. 5* * . +,/,/* /4*,+.V.*+/ /* ,6. + . +,/,/* ,*+,.+. y .. 5H + . +,/,*.*&.7 012 M H CZ 020 M N.OH47 02 M H CZ 02 M N.OH7 020 M H CZ 01 M N.OH

RESOLUC>:

En los tres casos se trata de una me-cla de una disoluci,n de un /cido con la de una 1ase (^amos asuoner %ue en todos los casos se me-cla litro de cada una de las disoluciones*0 or lo %ue reaccionar/nam1as de acuerdo con el roceso! HC $ N.OH c( N.C $ H 2 O 0 en el cual emos %ue reaccionan mola mol + el ' ser/ el de la disoluci,n resultante.

.7 012 M HCZ 020 M N.OH

El :9 de moles de cada reactio se determina teniendo en cuenta la e8resi,n de la molaridad de las

disoluciones!

1 L,/ + HC 012 M ! V n6 F03 moles de 'Cl

1 ,/ + N.OH 020 M! V n6 F03F moles de :aO'

Puesto %ue reaccionan mol a mol0 /.3* 012 / + N.C y /4.3*: 020 - 012 !00K / + N.OH0 %ue se encontrar/n en un olumen i&ual a la suma de los olúmenes de lasdisoluciones me-cladas! 2 ,/.

Para determinar el '0 %ue ser/ 1/sico or ser una disoluci,n de :aO'0


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H $ (Procedentes de la disociaci,n del a&ua*. Si


77/81

47 02 M HCZ 02 M N.OH


disoluciones!

1 L,/ + HC 02 M ! V n6 F03 moles de 'Cl

1 ,/ + N.OH 02 M! V n6 F03 moles de :aO'

Puesto %ue reaccionan mol a mol0 /.3* 02 / + N.C y */ /4.3 *, HC *, N.OH 0 %ue seencontrar/n en un olumen i&ual a la suma de los olúmenes de las disoluciones me-cladas! 2 ,/.

Puesto %ue no so1ra ni /cido ni 1ase + AMBOS SO: NUERTES0 se tratar/ de una +,/,*NEUTRA y 5H 3 J

Los iones resentes son los rocedentes de la disociaci,n del :aCl formado (cada mol se disocia dando mol de :a " + mol de Cl # * + los del a&ua

C - .(Proceden del :aCl*..............F03 Moles 67 6 012 M/. * C -

N. $ (Proceden del :aCl ............F03 Moles 67 6 012 M/. * N. $

OH - (Proceden del a&ua0 + al ser neutra la disoluci,n! #OH - % ! 10 - J M/. * OH -

H $ (Proceden del a&ua0 + al ser neutra la disoluci,n! #H $ % ! 10 - J M/. * H $

.7 020 M HCZ 01 M N.OH


disoluciones!

1 L,/ + HC 020 M ! V n6 F03F moles de 'Cl

1 ,/ + N.OH 01 M! V n6 F0 moles de :aO'

Dado %ue reaccionan mol a mol0 /.3* 01 / + N.C y /4.3*: 020 - 01 !00 / + HC0 %ue se encontrar/n en un olumen i&ual a la suma de los olúmenes de lasdisoluciones me-cladas! 2 ,/.

Para determinar el '0 %ue ser/ /cido or ser una disoluci,n de 'Cl0


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N. $ (Proceden del :aCl ........................... 6 F0 Moles 67 6 00J M/. * N. $

OH - (Proceden del a&ua 0#########################OH - % ! 10 - 121 M/. * OH -

H $ (Proceden del 'Cl + de la disociaci,n del a&ua aun%ue los rocedentes de ;sta son desrecia1les frente a

los rocedentes de la disociaci,n del 'Cl**. Si


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M/. + OH + esta 1ase se disocia comletamente en disoluci,n acuosa +a %ue se trata de una 1ase fuerte0 conlo %ue calculamos el O' + con ;l0 el '

O' 6 # l&O' # 6 # l& F0F3F?V 5OH ! 1K

' 6 4 # O' 6 4 # 0T

5H ! 12;2

N# # C. 5H +: .7 20 L + *. +,/,* + 3,+/ .,/CH;-COOH + /**.,* 001 M&47 L + *. +,/,* + N.OH + /**.,* 00 M&7 L. V. + . +/ +,/,/* 5/*,*+/ X / /* /* .+,,/&

DATOS: /*.* . ! 1K f 10-

RESOLUC>:

A* En el e%uili1rio de disociaci,n del /cido ac;tico!

H A

>nicial 001 --- ---

En el e%uili1rio 001 - > > >llamamos ?>@ al número de moleslitro de /cido %ue se disocian0 + es tam1i;n el número de moles del' O " (, ' " * + de iones Ac # %ue se forman0 de acuerdo con la este%uiometr@a de la reacci,n. Dado %uela constante de disociaci,n es mu+ e%ueKa0 la cantidad de ' Ac %ue %ueda al alcan-arse el e%uili1rio esr/cticam

•

ente al misma %ue

N.OH

>nicial F0F ### ###



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HA: V n 6 F0F.F0F3F 6 3.F # 4 mol de ' Ac

N.OH: V n 6 F0F.F0FF 6 30.F # 4 mol de :aO'

Teniendo en cuenta %ue la reacci,n entre am1os tiene lu&ar MOL a MOL0 + tenemos 3.F # 4 mol de ' A +30.F # 4 mol de :aO'0 /4.3*: 30.F # 4 mol de :aO' # 3.F # 4 mol de ' A 6 0&10 - " / + N.OH

Por otra arte0 si los olúmenes son aditios0 el olumen f inal de la me-cla de am1as disoluciones ser/!F0F3F " F0FF 6 002 L,/ ,*.0 or lo %ue la concentraci,n final del :aO' so1rante ser/!

:aO'! ! 2&10 - ; M/. * N.OH

+ el ' de la disoluci,n resultante ser/ el ' de esta disoluci,n 3.F # ) Molar de :aO'0 %ue como en elcaso anterior0 al tratarse de una 1ase fuerte0 or lo %ue est/ comletamente disociada!

O' 6 #l& O' #" V O' 6 # l& F0FF3

O' 6 30? V+ como ' " O' 6 4

' 6 4 # 30? 6 30? V 5H ! 11;

N#? # C3*/ L + /,* 02 M + 3,+/ ,/ 3* 5,/ 5.. *.,V. "0 L + *./,* X /*,* " 6[L + F,+>,+/ +,/

RESOLUC>:

Con los datos %ue nos dan0 conocemos la cantidad de :aO' %ue reacciona0 %ue calculamos a artir de la

concentraci,n %ue nos dan! 4 &L! V 6 ! 01 6 + N.OH */ * . +,/,*

La reacci,n %ue tiene lu&ar entre am1os reactios es!

dado %ue esta cantidad de ' 3 SO 4 rocede de una disoluci,n F03 Molar0 odemos determinar el olumen de

la misma artiendo de la e8resi,n de la Molaridad! V V

L ! 0010L ! 10 L *,.* + . +,/,* + H 2 SO ".

N# # C.. 5H + *. +,/,* 55..+. V.*+/ /* ,6. + . +,/,/*,6,*:.7 HCI 02 M/. 47 U*. +,/,* X /*,* " 6[ + N.OH7 OH 00" M/I.

RESOLUC>:

Como se me-clan olúmenes i&uales0 amos a suoner %ue me-clamos litro de cada una delas disoluciones0 or lo %ue tendremos!

' $c

:aO'

N.OH

>nicial F ### ###

En e%uili1rio ### F F

H 2 SO " $ 2&N.OH c( N. 2 SO " $ 2&H 2 O6 0002 / + H 2 SO "

mol 3 mol6 3.4F &

8 F0


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