La constante de ionización del ácido fórmico (HCOOH)

COMUNIDAD VALENCIANA / SEPTIEMBRE 03. LOGSE / QUÍMICA / CINÉTICA Y
EQUILIBRIO/ BLOQUE A / PROBLEMA Nº 4
PROBLEMA 4.La constante de ionización del ácido fórmico (HCOOH) es de 1,77·10-4 . Calcular:
a) El pH de la disolución formada al disolver 0,025 g de ácido fórmico en 500 mL de
agua.
b) El pH de la disolución resultante al añadir 50 mL de ácido clorhídrico 0,02 M a 0,1 L
de la disolución anterior.
DATOS: Masas atómicas: H: 1; C: 12; O: 16
Solución:
Se escribe el equilibrio de disociación del ácido débil dado, llamando "x" a la cantidad
disociada en el equilibrio. Se determina la concentración inicial de ácido hallando los moles
contenidos en los 0,025 g, y dividiéndolos entre el volumen de agua tomado:
Moles HCOOH = 0,025 / 46 = 5,4 · 10-4
M = 5,4 · 10-4 / 0,5 = 1,08 · 10-3
HCOOH + H2 O
‡
HCOO- + H3O+
[ ]inicial
1,08 · 10-3
--
[ ]equil.
1,08 · 10-3 - x
x
-x
La expresión de la Kc para el caso dado es:
Kc = ([HCOO-] · [H3 O+]) / [HCOOH]
Kc = x2 / (1,08 · 10-3 - x) = 1,77 · 10-4
De donde se tiene:
x = 3,58 · 10-4 M = [H3 O+]
Y recordando la expresión de pH:
pH = - log [H3 O+] = 3,44
Es menor que 7, como era de esperar la disolución es ácida.
b) El ácido que ahora se añade es fuerte, luego está totalmente disociado en sus iones,
aportando a la mezc la:
moles de HCl = 0,02 · 0,05 = 0,001 moles = 0,001 moles de H3 O+
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La nueva concentración de protones será:
[H3 O+]nueva = moles totales de H3 O+ / V total
[H3 O+]nueva = (1,08 · 10-4 moles de protones aportan los 0,1 L de HCOOH + 0,001 moles
de protones aporta el HCl) / (0,05 + 0,1)
[H3 O+]nueva = 7,38 · 10-3 M
Luego como ya se sabe:
pH = - log [H3 O+]nueva = 2,47
Es una disolución más ácida que la inicial, pues se le ha adicionado un ácido fuerte.
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