1314-SOLUCIONSproblemes ÀCID BASE

Science and Technology Department
QUÍMICA
UNITATS 5-6
2n Batxillerat
SOLUCIONS ALS PROBLEMES ÀCID BASE
1.
Science and Technology Department
Science and Technology Department
2.
Science and Technology Department
3.
Science and Technology Department
4.
Science and Technology Department
Science and Technology Department
5.
6.
Science and Technology Department
a) en 25 ml hi ha 2,19·10-3 mols d’HCl
en 1 l hi ha 0,0876 mols d’HCl = 3,2 g HCl.
b) NO S’HA DE FER: Correspon a conceptes no treballats en aquesta
unitat. Ho farem el trimestre que ve.
7.
8.
a) pH=8,11
b) [KOH]=1,29·10-6 mol/l.
9.
a) [Ca(OH)2]=2·10-4 mol/l
[Ca(NO3)2]=9·10-5 mol/l
b) [Ca2+]=1,45·10-4 mol/l
[NO3-]=9·10-5 mol/l
pH=10,3
10. [àcid làctic]=0,82 g/l.
11.a) H2SO4 + 2 KOH
K2SO4 + 2 H2O
pH=1,7.
b) Afegint 10 ml més de KOH (40 ml de KOH en total) tindríem quantitats
estequiomètriques dels dos reactius i no en sobraria de cap dels dos.
Únicament tindríem sal i aquesta sal és neutre.
Science and Technology Department
a) [C9H8O4]=0,5 g/150 cm3=0,018 mol/l
Ka=3,1·10-4 mol/l.
b) El pH serà bàsic perquè la dissociació de la sal sòdica de l’àcid acetil
salicílic dóna un ió neutre (Na+) que no presenta reaccions d’hidròlisi i un ió
acetilsalicilat que presenta hidròlisi bàsica i per tant, donarà pH>7.
12.
C9H7O4- + H2O
C9H7O4H + OH-
c) NaCl no té cap efecte.
Glucosa no té cap efecte.
Vinagre és àcid i per tant, agreujaria el problema.
Hidrogencarbonat de sodi per hidròlisi té un cert caràcter bàsic i podria
compensar l’acidesa gàstrica.
13. a) pH=2,75. (es pot aproximar)
[C6H5COO-]=1,77·10-3 M
[H3O+]=1,77·10-3 M
[C6H5COOH]=0,04823 M
b) NaOH + C6H5COOH
C6H5COONa + H2O
VNaOH=12,5 ml NaOH
c) En el punt d’equivalència de la valoració tindrem C6H5COONa que és
una sal que presenta reaccions d’hidròlisi bàsica.
C6H5COO-(aq) + Na+(aq)
C6H5COONa(aq)
Reaccions d’hidròlisi
Na+ + H2O
C6H5COO- + H2O
14.
a)
C6H5COOH + OHHCOO-(aq) + H3O+(aq)
HCOOH(aq) + H2O(l)
Àcid fòrmic
[HCOO-]=[ H3O+]=x
Ka=[HCOO-]·[ H3O+] / [HCOOH] ;
Ka=x2 / (c-x)
Puc aproximar:
Si aproximo: c – x ≈ c ; x = 1,882·10-3 mol·dm-3; pH = 2,73
Si no aproximo: c – x ; x = 1,795·10-3 mol·dm-3; pH = 2,75
b) NaOH + HCOOH
HCOONa + H2O
VNaOH = 40 ml de dissolució 0,015 M
Science and Technology Department
c) En el punt d’equivalència tindrem només la sal HCOONa (formiat de sodi).
Aquesta es dissocia en els ions corresponents (formiat i sodi) i l’io formiat
presenta reaccions d’hidròlisi bàsica generant un pH bàsic.
HCOONa(aq)
HCOO-(aq) + Na+(aq)
Reaccions d’hidròlisi
Na+ + H2O
HCOO- + H2O
HCOOH + OH-
15. a) 2 HNO2(aq) + Ba(OH)2(aq)
b) HCl + H2O
HNO2 + H2O
Ba(NO3)2(aq) + 2H2O(l)
H3O+ + Cl- dissociació total. Àcid fort.
H3O+ + NO2-
Equilibri.
pH = 2
Ka=[NO2-]·[ H3O+] / [HNO2] ;
c=0,24 mol·l-1 fent aproximació c – x ≈ c
c=0,23 mol·l-1 sense aproximar c – x ≈ c
c) Per factors de conversió mBa(OH)2 = 0,2088 g
16. a) 50 cm3 de NaOH = 0,1 M = 0,005 mol NaOH.
100 cm3 NaOH 0,4M = 0,04 mol NaOH
nT = 0,005+0,04 = 0,045 mols en 150 ml
[NaOH]=0,3 mol·l-1
b) HCl + NaOH
NaCl + H2O
Reacció de neutralització
[HCl] = 0,171 mol·l-1
c) La mostra d’àcid (20 cm3) es mesura amb una pipeta aforada de 20 ml
i es posa en un erlenmeyer i s’hi afegeixen unes gotes de dissolució indicadora
(p.ex. fenolftaleïna), La dissolució de NaOH s’introdueix a la bureta amb ajut
d’un embut i s’enrasa. A continuació, es va afegint el NaOH a poc a poc a
l’erlenmeyer i remenant contínuament, fins observar el viratge de l’indicador.
S’anota el volum de NaOH afegit fins que s’ha arribat al punt final. Es realitza la
mateixa valoració unes dues vegades més i es calcula la mitjana dels volums
de NaOH emprats.
Material:
pipeta aforada de 20 ml
erlenmeyer de 100 ml
bureta
Reactius: indicador, NaOH 0,1 M i HCl de concentració desconeguda.
Science and Technology Department
17. a) 2 SO2 + O2
2 SO3 ó
SO3 + H2O
SO2 + 1/2O2
SO3
H2SO4
b) Per factors de conversió [H2SO4] = 2,34·10-5 mol/l
c)
inici
final
2 H3O+ + SO4-
H2SO4 + 2 H2O
C
--
2c
c
[H3O+]=2[H2SO4]=4,68·10-5 M
pH=4,33
d) Si la dissociació de l’àcid sulfúric no és completa la concentració de protons
seria menor i per tant el pH seria més bàsic, és a dir, més gran que el calculat a
l’apartat anterior.
18. CH3CHOHCOOH + H2O
CH3CHOHCOO- + H3O+
[lactat] = [H3O+] = 10-2,6 =2,51·10-3 mol/l
a) Ka = [lactat]·[H3O+] / [àc. làctic] = 1,33 ·10-4
b) 0,025 l · 0,05 mol·l-1 = 1,25·10-3 mol àcid làctic
0,010 l · 0,125 mol·l-1 = 1,25·10-3 mols NaOH
La reacció és completa i els reactius estan en proporcions estequiomètriques,
per tant, a la dissolució només hi ha lactat sòdic. Com que és una sal que ve
d’àcid feble i base forta presentarà hidròlisi bàsica, pH bàsic, pH>7. Escriure
reaccions d’hidròlisi.
19. a) Tots dos són àcids monopròtics. Tenen la mateixa concentració. HCl és
àcid fort i HF és àcid feble per tant el pH de la dissolució de HF serà més elevat
(menys àcid) que el pH de la dissolució de HCl. Ja que en el cas de HCl la
dissociació és total i tindré una concentració de protons de 0,2 M mentre que
en el cas de HF la dissociació no és total i per tant tindré una concentració de
protons inferior a 0,2 M.
HCl
HF
b)
H+ + ClH+ + F-
HCl + NaOH
HF + NaOH
NaCl + H2O
NaF + H2O
L’estequiometria de totes dues reaccions és 1:1 (1mol d’àcid per mol de base).
Per tant, necessitarem el mateix volum de NaOH ja que en la dissolució de HCl
Science and Technology Department
i en la de HF hi ha el mateix nombre de protons donat que n’agafem volums
iguals i totes dues tenen la mateixa concentració. La reacció de neutralització
és totalment desplaçada cap a la dreta independentment que es tracti d’un àcid
fort o feble.
c) NaCl: Sal neutra. Ve d’àcid fort i base forta per tant donarà pH neutre. No
presenta reaccions d’hidròlisi.
NaCl(aq)
Cl-(aq) + Na+(aq)
Reaccions d’hidròlisi
Na+ + H2O
Cl- + H2O
NaF: Sal bàsica. Ve de base forta i àcid feble per tant donarà pH bàsic. L’ió F presenta reaccions d’hidròlisi bàsica.
NaF(aq)
F-(aq) + Na+(aq)
Reaccions d’hidròlisi
Na+ + H2O
F- + H2O
d)
HF + OH-
Substància corrosiva, destrueix els teixits vius i altres materials.
Substància molt tòxica, per inhalació, ingestió o en contacte amb la pell.
e) L’àcid clorhídric concentrat ha de tenir l’advertència de corrosiu.
20. a) CH3COOH(aq) + NaOH(aq)
CH3COONa(aq) + H2O
b) 0,6 mol·dm-3 = 36 g·dm-3
c) La mostra de vinagre (10 cm3) es mesura amb una pipeta aforada de 10 ml i
es posa en un erlenmeyer de 100 ml. S’hi afegeixen unes gotes de solució
indicadora (fenolftaleïna). L’indicador emprat ha de ser bàsic ja que la sal
formada donarà pH bàsic en el punt d’equivalència. S’omple una bureta amb
dissolució de NaOH de concentració 1 M amb l’ajut d’un embut i s’enrassa. Tot
seguit es va afegint a poc a poc la dissolució de NaOH a l’erlenmeyer , amb
agitació contínua fins que es produeixi un canvi de color de l’indicador. En
aquell moment s’anota el volum total de base afegit.
Material
Bureta (de 25 mL ó 50 mL), amb un peu i pinça per subjectar-la.
Pipeta amb pera d’aspiració (pipeta de 10 mL).
Erlenmeyer.
Science and Technology Department
Embut.
Solució aquosa d’hidròxid de sodi 1M.
Indicador àcid-base que viri a la zona de pH bàsic (fenolftaleïna, per exemple)
Vinagre (mostra a valorar)
21. a) HCOOH + KOH
HCOOK + H2O
b) Volum previst= 30 ml KOH; volum real 28 ml.
[HCOOH]= 0,014 mol/l
c) La mostra d’àcid (20 ml) es mesura amb una pipeta aforada de 20 ml i es
posa en un erlenmeyer de 100 o de 250 ml. S’hi afegeixen unes gotes de
solució indicadora (fenolftaleïna). L’indicador a emprar ha de ser bàsic ja que la
sal que es forma en el punt d’equivalència és bàsica. Omplim una bureta amb
la dissolució de KOH 0,01 M amb ajut d’un embut i enrasem. A continuació,
anem afegint a poc a poc la dissolució de KOH a l’erlenmeyer mentre anem
agitant contínuament, fins observar viratge de l’indicador. Anotem el volum total
d’agent valorant afegit.
Material
Bureta (de 25 mL ó 50 mL), amb un peu i pinça per subjectar-la.
Pipeta amb pera d’aspiració (pipeta de 20 mL).
Erlenmeyer.
Embut.
Solució aquosa d’hidròxid de potassi 0’01M.
Indicador àcid-base que viri a la zona de pH bàsic (fenolftaleïna, per exemple)
Àcid fòrmic (mostra a valorar)
Science and Technology Department
22.
Science and Technology Department
23.
Science and Technology Department
24. a) Vas A: Àcid clorhídric
Vas B: Clorur de sodi.
Vas C: Acetat de sodi.
b) Mesurem amb una pipeta aforada d’1 mL amb pera de succió, 0,1 mL d’àcid
clorhídric 10 M i els dipositem en un matràs aforat de 100 mL, on prèviament hi
haurem dipositat uns mL d’aigua destil·lada per evitar esquitxades. Afegim
aigua destil·lada fins la línia d’enràs. Tapem i agitem per homogeneïtzar.
25. a) Necessitarem 31,25 mL d’àcid sulfúric 0,2 M.
26.
a) pH=5,22.
b) Kb(CN-1)=1,39·10-5
c) Totes dues el mateix volum perquè la reacció de neutralització per tots
dos àcids és 1:1 i tenen la mateixa concentració i el mateix volum.
27. La concentració del vinagre és de 0,92 mol/l i per tant compleix les
especificacions.
28.
a) Kb(NH3)= 1,7·10-5.
b) NH4Cl(aq)
NH4+ + H2O
Ka(NH4+)=5,88·10-10.
NH4+ + ClH3O+ + NH3
29.
a) Kb(CH3NH2)= 4,25·10-4
b) [KOH]=6,31·10-3 M
30.
a) [KOH]=0,01 M i [HCl]=0,1 M.
b) Reactiu en excés: HCl. Mols HCl excés= 0,038 mols.
c) pH dissolució final= 1,2
a) La dissolució resultant serà una dissolució de hipoclorit de potassi.
Per tant el pH de la dissolució serà bàsic.
b) pH dissolució resultant= 9,76.
a) El lleixiu és bàsic degut a la presència d’ions ClO-1 que presenten
reaccions d’hidròlisi bàsica.
31.
32.
Science and Technology Department
33.
b) pH = 10,41
a) [vinagre]= 0,893 M; [vinagre]=53,6 g/l
b) El pH serà bàsic.
34.
a) pH=1,7
b) Afegir 0,5 mols de KOH.
35.
La dissolució desconeguda és la de clorur d’amoni, és l’única que pot
donar un pH moderadament àcid.
36.
a) pH=13,637.
b) [H2SO4]=0,197 M
c) Explicació general d’una valoració.
Sí podem tirar per la pica la dissolució final ja que és neutra.
37.
a) 100 mL de HCl 0,05 M.
b) Explicació general d’una valoració.
38.
a)pH=11,7
b) Afegir 0,0025 mol d’àcid sulfúric.
c) Corrosiu. Nociu.