GUÍA N°4: Ácido-base y Soluciones Buffer 1.

UNIVERSIDAD MAYOR
Facultad de Ciencias Silvoagropecuarias
Química General – Plan Común
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GUÍA N°4: Ácido-base y Soluciones Buffer
1.- Defina los ácidos y bases según las teorías ácido base que usted conoce.
2.- Defina el pH y pOH. Que relación existe entre estos términos.
3.- Indique cuál de las siguientes disoluciones es ácida, básica o neutra frente al agua:
a) [OH ] = 0,62 M
+
b) [H ] = 1,4 · 10-3 M
c) [OH ] = 3,3 · 10-10 M
+
d) [H ] =1,0 · 10-7 M
4.- Calcule la concentración de iones hidrógeno o protones (H+) en las disoluciones que tienen los
siguientes valores de pH:
a) 2,42
b) 11,21
c) 6,96
d) 14,00
5.- Por qué no se registran los valores de Ka para ácidos fuertes.
6.- La constante de acidez (Ka) del ácido fluorhídrico (HF) es 7,1 · 10-4. Calcule las concentraciones de
todas las especies presentes en una disolución de HF 0,10 M.
7.- Una solución de un ácido monoprótico débil 0,060 M tiene un pH de 3,44. Calcular la constante de
acidez del ácido monoprótico.
8.- Calcular el pH de cada una de las siguientes disoluciones:
a) HCl 0,10 M
b) HF 0,10 M (Ka = 6,75 · 10-4)
c) HF 0,05 M (Ka = 6,75 · 10-4)
d) HCN 0,10 M (Ka = 4,80 · 10-10)
9.- Calcular el pH de cada una de las siguientes disoluciones:
a) amoniaco 0,10 M (Kb = 1,78 · 10-5)
b) piridina 0,10 M (Kb = 1,70 · 10-9)
c) metilamina 0,10 M (Kb = 4,40 · 10-4)
d) amoniaco 0,26 M (Kb = 1,78 · 10-5)
10.- Qué información aporta la constante de acidez.
11.- Cuales son las concentraciones de todas las especies presentes en una disolución de ácido
cianhídrico 0,025 M (Ka = 4,80 · 10-10).
12.- La acumulación de ácido láctico en los músculos ocasiona dolor durante ejercicios extenuantes. La
Ka para el ácido láctico es 8,4 · 10-4. Determine el valor del pH de una solución 0,10 M de ácido
láctico.
13.- Defina el concepto de hidrólisis.
14.- Determine si las siguientes sales disueltas en agua son: ácida, básica o neutra
a) NaCN proveniente de la reacción entre el HCN (Ka = 4,80 · 10-10) y NaOH
b) NH4Cl proveniente de la reacción entre el HCl y NH3 (Kb = 1,78 · 10-5)
c) NaCl proveniente de la reacción entre el HCl y NaOH
d) KNO3 proveniente de la reacción entre el HNO3 y KOH
Autores: Ximena Arias I., Roberto Bravo M.
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15.- Defina los siguientes términos:
a) Reacción de neutralización
b) Neutralización completa
c) Neutralización incompleta
d) Titulación o valoración
e) Punto de equivalencia
f) Indicador de pH
16.- Considerando volúmenes aditivos, calcule el pH de las siguientes soluciones:
a) 10 mL de HCl 0,10 M con 20 mL de NaOH 0,10 M
b) 20 mL de HCl 0,10 M con 10 mL de NaOH 0,10 M
c) 20 mL de HCl 0,10 M con 10 mL de NaOH 0,20 M
d) 10 mL de HCl 0,20 M con 20 mL de NaOH 0,10 M
17.- Un volumen de 18,3 mL de disolución de ácido clorhídrico 0,100 M se neutraliza completamente con
50 mL de NaOH. ¿Cuál es la concentración del NaOH y el pH de la solución final?
18.- Defina los siguientes términos:
a) Buffer ácido
b) Buffer básico
c) Concentración de un buffer ácido
d) Rango de amortiguación
e) Capacidad amortiguadora
19.- Especifique cuál de los siguientes sistemas pueden clasificarse como solución amortiguadores:
a) KCl y HCl
b) HF (Ka = 6,8 ⋅ 10-4) y NaF
c) HCN (Ka = 4,9 ⋅ 10-10) y NaNO2
d) NaHSO4 y H2SO4
20.- Determine el pH de:
a) una disolución 0,20 M de ácido fluorhídrico (Ka = 6,75 · 10-4)
b) una disolución 0,20 M de ácido fluorhídrico (Ka = 6,75 · 10-4) y 0,40 M de fluoruro de sodio
c) una disolución 0,40 M de amoniaco (Kb = 1,78 · 10-5)
d) una disolución 0,40 M de amoniaco (Kb = 1,78 · 10-5) y 0,20 M de cloruro de amonio
21.- Cuál de las siguientes soluciones amortiguadoras es más eficaz, es decir tiene mayor capacidad
amortiguadora: Buffer acetato 0,5 M o buffer acetato 0,1 M. Justifique.
22.- Se preparan 100 mL de una solución buffer acetato de concentración 0,1 M cuyo pH es 4,75. Esta
solución es diluida a un volumen final de 1000 mL. ¿Cuál será el pH de la solución resultante?.
Explique.
23.- Considerando volúmenes aditivos, calcule el pH de las siguientes soluciones:
a) 10 mL de HF (Ka = 6,75 · 10-4) 0,10 M con 20 mL de NaOH 0,10 M
b) 20 mL de HF (Ka = 6,75 · 10-4) 0,10 M con 10 mL de NaOH 0,10 M
c) 20 mL de HF (Ka = 6,75 · 10-4) 0,10 M con 10 mL de NaOH 0,20 M
24.- Si se prepara una solución buffer usando una solución de ácido acético 1,0 M (Ka = 1,78 · 10-5) y una
solución de acetato de sodio 1,0 M. Al respecto señale:
a) Cuál es el rango de amortiguación de este buffer
b) Cuál será la relación sal/ácido para obtener un buffer a pH = 4,75
c) Cuál será la relación sal/ácido para obtener un buffer a pH = 5,00
d) Cuál será la relación sal/ácido para obtener un buffer a pH = 4,00
Autores: Ximena Arias I., Roberto Bravo M.
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25.- Se desea preparar 100 mL de una solución buffer 0,15 M y pH = 3,05. Para tal efecto se cuenta con
una solución 0,50 M de ácido nitroso, HNO2, (Ka = 5,10 · 10-4) y una solución 0,40 M de nitrito de
sodio, NaNO2. Al respecto señale:
a) Cuál es el rango de amortiguación de este buffer.
b) Cuál es la relación sal/ácido para este buffer.
c) Como es su capacidad amortiguadora. Explique.
d) Cuál es la concentración del ácido en la solución buffer
e) Cuál es la concentración de la sal en la solución buffer
f) Determine el volumen, en mililitros, de la solución de ácido que necesita para preparar dicho
buffer.
g) Determine el volumen, en mililitros, de la solución de sal que necesita para preparar dicho
buffer.
26.- El pH del plasma sanguíneo es 7,38. Suponiendo que el sistema amortiguador principal esta
compuesto por las especies ácido carbónico (H2CO3) (Ka1 = 4,20 ⋅ 10-7) y bicarbonato de sodio
(NaHCO3) determine:
a) La razón de concentración [NaHCO3]/[H2CO3].
b) Si la solución amortiguadora es más eficaz para ácido o para base. Explique
27.- La niacina es una vitamina del grupo B. Una solución 0,020M de niacina tiene un pH de 3,26. ¿Cuál
es la constante de disociación para esta vitamina?
28.- El pH del suelo influye sobre la movilidad de los diferentes elementos del suelo. Cada planta necesita
elementos en diferentes cantidades y esta es la razón por lo que cada planta requiere un rango
particular de pH para optimizar su crecimiento. El cultivo de remolacha requiere un pH levemente
ácido entre 6,1 y 7,4. Cual es la concentración de protones en este suelo.
29.- El nitrógeno es un elemento fundamental en la materia vegetal, ya que es el constituyente básico de
las proteínas, ácidos nucleicos, clorofilas, etc. Las plantas lo absorben principalmente por las raíces
en forma de NH4+ y NO3-. Asumiendo que el pH del suelo viene dado sólo por la concentración de
HNO3. Cuál es la concentración de ion nitrato (NO3-) en el suelo, si el pH es 6,25.
30.- Complete el siguiente cuadro:
pH
Lavandina
2,2
Refresco
Café negro
Antiácido
Leche
Vinagre
1,7
Jugo gástrico
Sangre
Agua de mar
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[H+]
[OH-]
pOH
3,1 x 10-12
1,6 x 10-9
3,5
2,0 x 10-8
11,6
5,1 x 10-8
6,0 x 10-7
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Resultados
3.-
4.-
6.-
a)
b)
c)
d)
básica
ácida
ácida
neutra
a) [H+] = 3,80 ⋅ 10-3
b) [H+] = 6,17 ⋅ 10-12
c) [H+] = 1,10 ⋅ 10-7
d) [H+] = 1,00 ⋅ 10-14
[HF] = 9,16 ⋅ 10-2
[H+] = [F-] = 8,43 ⋅ 10-3
[OH-] = 1,19 ⋅ 10-12
7.-
Ka = 2,20 ⋅ 10
8.-
pH = 1,00
pH = 2,07
pH = 2,22
pH = 5,15
9.-
11.-
-6
pH = 11,13
pH = 9,12
pH = 11,82
pH = 11,34
[HCN] = 0,025
[H+] = [CN-] = 3,5 ⋅ 10-6
[OH-] = 2,86 ⋅ 10-9
12.-
pH = 2,04
24.-
14.-
a) básica
b) ácida
c) neutra
d) neutra
a) 3,75 a 5,75
b) relación sal/ácido = 1
c) relación sal/ácido = 1,78
d) relación sal/ácido = 0,18
25.-
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
26.-
a) relación sal/ácido = 10
b) cuando se agrega ácido
27.-
1,51 · 10-5
28.-
7,94 · 10-7M a 3,98 · 10-8 M
29.-
5,62 · 10-7 M
16.-
a) pH = 12,52
b) pH = 1,48
c) pH = 7,00
d) pH = 7,00
17.-
[NaOH] = 0,0366 mol/L
19.-
a) No
b) Si
c) No
d) No
20.-
a)
b)
c)
d)
pH = 1,93
pH = 3,45
pH = 11,43
pH = 9,55
22.-
pH = 4,75
23.-
a) pH = 12,52
b) pH = 3,15
c) pH = 7,99
Autores: Ximena Arias I., Roberto Bravo M.
2,29 a 4,29
relación sal/ácido = 0,58
mejor para bases
[ácido] = 0,0949 M
[sal] = 0,0551 M
18,98 mL del ácido
13,78 mL de la sal