Eq - IES Francisco Grande Covián

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I.E.S. Francisco Grande Covián
05/02/2009
Equilibrio Químico
Química 2ªBachiller
Página 130 Ejercicio 7:
7.Consultar la tabla 3 y seleccionar el ácido más fuerte y el más débil de los que se indican a continuación:
HI
Æ Ka = muy elevada
HF Æ Ka = 7,0 x 10 -4
HCN Æ Ka = 4,0 x 10 -10
C6H5-COOH Æ Ka = 6,6 x 10 -5
Voy a realizar el ejercicio con el HI (ácido yodhídrico) y el HCN (ácido cianhídrico) por ser el de mayor Ka y el de
menor Ka respectivamente.
Calcular el pH de disoluciones 0,25 M de ambos ácidos.
Es un ácido fuerte y se disocia totalmente
HI (ac) + H2O (l) ↔ I – (ac) + H3O + (ac)
Concentraciones iniciales
Concentraciones en equilibrio
0,25
0
0
0,25
0
0,25
pH = -log 0,25 = 0,6
HCN (ac) + H2O (l) ↔ CN – (ac) + H3O + (ac)
Es un ácido débil y se disocia poco
Concentraciones iniciales
Concentraciones en equilibrio
0,25
0,25 – x
[I ][H3O ] =
+
0,25 – x ≈ 0,25
x2
4,0 x 10 =
0 , 25
-10
Ka =
Æx=
[HI]
0
x
0
x
x⋅x
x2
≅
0,25 − x 0,25
1 ⋅ 10 −10 = 1 ⋅10 −5
0,25 ⋅ 4,0 x 10 -10 =
−5
pH = -log 1 ⋅ 10 = 5,0
El grado de disociación:
1 ⋅ 10 −5
= 0,004 % = 4 ⋅ 10 −3
α=
0,25
El pH de una disolución 0.2M de metilamina, CH 3 − NH 2 es 11,96. Calcular la constante de disociación
11.
K b de esta base débil.
CH 3 − NH 2 + H 2 O ⇔ CH 3 − NH 3 + OH −
pH=-log [H 3O ]
pH=11.96
ph+pOH=14
pOH=2.04 en esta disolución.
Con la función inversa del logaritmo podemos hallar la concentración de iones OH–
OH − = 9.12 ⋅ 10 −3
[
]
[In ]
[Eq]
Kb =
CH 3 − NH 2 + H 2 O ⇔ CH 3 − NH 3 + OH −
0.2M
0.2M- 9.12 ⋅ 10 −3
9.12 ⋅ 10 −3
9.12 ⋅ 10 −3
[CH 3 − NH 3 ] ⋅ [OH − ]
[CH 3 + NH 2 ]
(9.12 ⋅ 10 )
=
−3 2
Kb
0.2
K b = 4.15 ⋅ 10 −4
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13.-
El ion CN se comporta como una base en disolución acuosa.
a) Calcular el valor de Kb si la constante de disociación del HCN es Ka = 4,0·10*(-10).
CN − (ac) + H 2 O ⇔ HCN (ac) + OH − (ac)
K b ·K a = 10 −14
Kb =
10 −14
10 −14
mol
=
= 2,5·10 −5
−10
Ka
l
4·10
b) Calcular el pH y el grado de hidrólisis para una disolución de KCN 0,2 M
KCN ( s) → K + (ac) + CN − (ac)
CN − (ac) + H 2 O(l ) ⇔ HCN (ac) + OH −
0,2
0,2 − x
Kb = K H =
0
0
x
x
[ HCN ]·[OH − ]
x·x
mol
=
= 2,5·10 −5
−
o,2 − x
l
[CN ]
Suponiendo que 0,2 − x = 0,2 : x = 2,5·10 −5 ·0,2 = 2,22·10 −3
α=
mol
l
2,22·10 −3
= 1,1%
0,2
pOH = 2,65 ⇒
pH = 14 − 2,65 = 11,35
14.
La sal sódica del ácido benzoico, C6H5-COONa, es un aditivo alimentativo. ¿Cuál es el pH de una disolución acuosa de C6H5-COONa 0´25 M? (Para el C6H5-COOH, Ka = 6´6×10-5).
- Primero, escribimos las fórmulas de disociación y de hidrólisis:
NaClO (ac) + H2O (l)
Na+ (ac) + ClO- (ac)
ClO (ac) + H2O (l)
HClO (ac) + OH- (ac)
Kb=
Ka × Kb= 10-14
= 1´51×10-10
Kb=
ClO- (ac) + H2O (l)
[INICIAL]
0´25
[EQUILIBRIO] 0´25-X
0´25
Kb=
; 1´51×10-10=
HClO (ac) + OH- (ac)
0
0
X
X
6´14×10-6 6´14×10-6
// 0´25-x=0´25//
x2= 3´77×10-11
x= 6´14×10-6
α=
× 100 = 0´0025%
- Ahora, calculamos el pOH, para después poder calcular el pH de la disolución.
pOH = -log [6´14×10-6] = 5´21
pH + pOH = 14; pH = 14-5´21 = 8´79
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15.- El ión amonio es el ácido conjugado de una base débil y por ello se hidroliza en agua según la ecuación:
NH +4 (ac) + H 2 O( l ) ↔ NH 3 (ac) + H 3 O + (ac)
Para reducir el grado de hidrólisis del ión
a) Una disolución de KOH
+
KOH → K + OH
NH +4 , ¿qué es necesario añadir?
→ aumenta la hidrólisis porque disminuye el H 3O +
-
b) Una disolución de NaCl
+
NaCl → Na + Cl
c)
-
No reaccionan, solo están de espectadores
Una disolución de amoniaco
NH 3 ← disminuye por tanto la hidrólisis porque aumenta el NH +4
16. -
Los agentes blanqueadores comerciales (lejías) son disoluciones acuosas que contienen el ion hipoclorito
ClO-, como “ingrediente activo”. ¿Qué masa de hipoclorito de sodio, NaClO, es necesario disolver en un litro de
agua para obtener una lejía de pH = 10,67?
Datos: -NaClO; pH = 10,67
-Ka (HClO) = 3 × 10
-1 L agua
−8
Operaciones:
El hipoclorito de sodio en disolución acuosa se disocia totalmente formando ion hipoclorito e ion sodio:
2O
NaClO ⎯H⎯
⎯
→ ClO − (ac) + Na + (ac)
Solamente los iones de hipoclorito experimentan la reacción de hidrólisis:
ClO − ( ac ) + H 2 O (l ) ↔ HClO ( ac ) + OH −
( x − 4,68 × 10 −4 )
(4,68 × 10 −4 ) (4,68 × 10 −4 )
pOH = 14-pH = 14-10,67 = 3,33
− pOH
Concentración de OH: [OH] = 10
Valor de la constante de equilibrio:
= 10 −3,33 = 4,68 × 10 −4
K a × K b = 10 −14 ………………. K b =
Kb =
[HClO][OH − ]
[ClO ]
−
……. 3,33 × 10 −7
10 −14
= 3,33 × 10 −7
3 × 10 −8
4,68 × 10 −4 × 4.68 × 10 −4
; x = 0,66
=
x − 4,68 × 10 −4 ≈ x
Una vez sabiendo x que es la concentración del ion hipoclorito = hipoclorito de sodio [mol/L] calculamos los gramos:
0,66molNaClO
74,5 gNaClO
× 1LH 2O ×
= 49,17 g NaClO
L
1molNaClO
17.-.
Las sales de NaA y NaB proceden de los ácidos HA y HB respectivamente.El pH de dos disoluciones de
concentración 0.1 M de las sales NaA y NaB es 7.00 y 8.30 respectivamente.¿Que acido es mas débil?
Calcular su constante de disociación Ka
pOH= 5.7
[OH]= 1.99 10
−6
mol/L
+
−
2
⎯
→ Na (ac) + B (ac)
NaB ⎯⎯
H O
−
B (ac) + H 2 O(l) ←
⎯→ HB + OH
0.1-1.99 10
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−6
1.99 10
−6
−
1.99 10
−6
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(1.99 × 10 −6 ) 2
0.1 − 1.99 × 10 −6
Kb=
Kb= 4 10
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−11
−14
Ka × Kb=10
10 −14
Ka
= 2.5 × 10 −4
4 × 10 −11
23.-
¿Qué volumen expresado en ml de disolución de NaOH, cuya concentración es 0,052 mol/l, se necesita
para alcanzar el punto de equivalencia en la valoración de las siguientes disoluciones):
a) 40,0 ml de HBr 0,048 M
HBr (ac) + 2NaOH → NaBr (ac)+ H2O (l)
b) 32,0 ml de H2SO4 0,022 M
H2SO4 (ac) + 2NaOH (ac) → Na2SO4 (ac) + 2H2O(l)
c)
25,0 ml de HF 0,026 M
HF (ac) + NaOH (ac) → NaF (ac) +H2O (l)
25. .-
El vinagre es una disolución diluida de acido acético. En la valoración de 10,0 ml de un vinagre comercial se necesitan 36,20 ml de una disolución 0,106 M de NaOH. Calcular la concentración de acido acético en el
vinagre expresada:
a) en mol/l;
b) en % en masa (densidad del vinagre 1,007 g/ml).
A)
NaOH (ac) + CH3-COOH (ac) <==> CH3-COONa (ac) + H2O
nº moles ACIDO = nº moles BASE
36,2x10-3 l NaOH x 0,106 (mol NaOH / l DIÓN) = 10x10-3 l Vinagre x C (M)
C = 0,38 M CH3-COOH (ac)
B)
25..-
El vinagre es una disolución diluida de ácido acético. En la valoración de 10,0 ml de un vinagre comercial se
necesitan 36,20 ml de una disolución 0,106 M de NaOH. Calcular la concentración de ácido acético en el vinagre expresada: a) en mol/l; b) en % en masa (densidad del vinagre 1,007 g/ml).
a) Escribimos la fórmula:
NaOH (ac) + CH3 – COOH (ac) • H2O (l) + CH3 – COONa (ac)
nº moles ácido = nº moles base
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36,2 mL · 10-3 = L disolución NaOH · 0,106
Cvinagre = 0,38
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mol NaOH
moles
= =10 · 10-3 L vinagre · Concentración
L disolución
L
moles CH 3 − COOH
L disolución
b) dvinagre = 1,007 g/mL vinagre.
0,38 moles CH 3 − COOH 1 mL vinagre
60 g CH 3 − COOH
1L
·
·
·
·100 = 2,26%
1 L vinagre
1,007 g vinagre 1000 mL 1 mol CH 3 − COOH
26.- Se valora una disolución de ácido clorhídrico de concentración desconocida con carbonato de sodio
usando naranja de metilo como indicador. Se pesan 0.650 gr. De Na2 CO3 (s), se disuelven en agua y se neutralizan con 30.6 mL de la disolución de ácido clorhídrico. Calcular la concentración en mol/l del ácido.
2 HCl (ac) + Na 2 CO3 → 2 NaCl (ac) + CO2 ( g ) + H 2 O(l )
0.650 gNa2CO3
1molNa2CO 3 2molHCl
1
= 0.40 molHCl
L
100 g .Na2CO3 1molNa2CO3 30.6·10 −3 L.HCl
26.
Se valora una disolución de ácido clorhídrico de concentración desconocida con carbonato de sodio utilizando naranja de metilo como indicador. Para ello, se pesan exactamente 0,650 g de Na2CO3 (s), se disuelven en
agua y se neutralizan con 30,6 ml de la disolución de ácido clorhídrico. Calcular la concentración en mol/L del
ácido.
Na2CO3 + 2 HCl Æ 2 NaCl + CO2 + H2O
27.-
Una muestra de KOH comercial contiene KCl como impureza. Para determinar el % de KOH en la
muestra se pesan 0,230 g y se disuelven en agua. La disolución se valora con HCl 0,105 M utilizando fenolftaleína
como indicador, siendo necesarios 37,20 mL. Calcular la pureza del KOH comercial.
M = 0,23 grs KOH
HCL: 0,105 M
37,20 mL fenolftaleína
La reacción quedaría así:
KOH + HCl
→
KCl + H O
Calculamos la pureza (gramos de KOH en gramos de la mezcla) del KOH
95,1% de pureza en masa posee el KOH comercial.
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