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Problemas y ejercicios de
Reacción Química
Tema 7: Equilibrios de ácidos y bases
Hidrólisis: pH de una disolución de una s...
Curso Básico de Reactividad Química
http://triplenlace.com/CBRQ/
Este ejercicio pertenece al
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disolución 0,2 M de ácido acé...
HAc + NaOH  NaAc+ H2O
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Cálculo de la dilución de
HAc y NaOH:
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 M’ = 0,1 mol/L
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 M’ = 0,1 mol/L
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Ac– + HAc OH–+H2O
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Ac– + HAc OH–+H2O
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Reacción química 7.Ácidos y bases - Ejercicio 04 Hidrólisis, pH de una disolución de ácido débil

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¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ?

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Reacción química 7.Ácidos y bases - Ejercicio 04 Hidrólisis, pH de una disolución de ácido débil

  1. 1. Problemas y ejercicios de Reacción Química Tema 7: Equilibrios de ácidos y bases Hidrólisis: pH de una disolución de una sal de ácido débil triplenlace.com/ejercicios-y-problemas
  2. 2. Curso Básico de Reactividad Química http://triplenlace.com/CBRQ/ Este ejercicio pertenece al
  3. 3. ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? triplenlace.com Consejo Trate de resolver este ejercicio (y todos) por sí mismo/a antes de ver las soluciones. Si no lo intenta, no lo asimilará bien.
  4. 4. HAc + NaOH  NaAc+ H2O triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? Al hacer la mezcla se va a producir una reacción ácido-base de neutralización. Como se parte de idénticas cantidades del ácido y de la base y estos están igualmente concentrados, se formará la sal NaAc y no sobrará nada de ácido ni de base. Ahora bien, aunque la reacción es mol a mol, la concentración de la sal no será 0,2 M porque al mezclar el ácido con la base el volumen se dobla. Por eso, debemos calcular las concentraciones que tendrían el ácido y la base en un volumen de 100 mL, no de 50
  5. 5. Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  6. 6. Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? Para calcular las nuevas concentraciones se puede aplicar la fórmula general de la dilución HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  7. 7. Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’ triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  8. 8. Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  9. 9. Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? HAc + NaOH  NaAc+ H2O Como la reacción es mol a mol y tenemos en un litro 0,1 moles de ácido y 0,1 moles de base, al reaccionar ambos darán 0,1 moles de sal (por litro). Pero la sal NaAc se disocia completamente produciendo Ac– y Na+ en proporción, también, mol a mol. Por lo tanto, la concentración de Ac– será igualmente 0,1 M
  10. 10. Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  11. 11. Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? Este Ac– que se forma es la base conjugada del ácido HAc HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  12. 12. Ac– + HAc OH–+H2O Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? Como el Ac– es base conjugada de un ácido débil, se comporta como una base fuerte y puede atacar incluso al agua. La reacción se denomina “hidrólisis” HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  13. 13. Ac– + HAc OH–+H2O Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? Dan reacciones de hidrólisis las sales • de ácido débil y base fuerte (como NaAc, que procede de HAc y NaOH) • de ácido fuerte y base débil (como NH4Cl, que procede de HN3 y HCl) • de ácido débil y base débil (como NH4Ac, que procede de NH3 y HAc) HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  14. 14. Ac– + HAc OH–+H2O Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M Reacción de hidrólisis triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  15. 15. INICIO CAMBIO EQUIL. Ac– + HAc OH–+H2O Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M Reacción de hidrólisis triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  16. 16. 0,1 MINICIO CAMBIO EQUIL. – – Ac– + HAc OH–+H2O Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M Reacción de hidrólisis triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  17. 17. 0,1 MINICIO CAMBIO EQUIL. –x M + x M + x M – – Ac– + HAc OH–+H2O Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M Reacción de hidrólisis triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  18. 18. 0,1 MINICIO CAMBIO (0,1 –x) M x MEQUIL. –x M + x M + x M – – x M Ac– + HAc OH–+H2O Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M Reacción de hidrólisis triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  19. 19. 0,1 MINICIO CAMBIO (0,1 –x) M x MEQUIL. –x M + x M + x M – – x M Ac– + HAc OH–+H2O Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M Reacción de hidrólisis Kh = [HAc][OH –] [Ac –] triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? Esta es la expresión de la constante de equilibrio de esta reacción, que llamamos constante de hidrólisis, Kh. Su valor no suele darse como dato, por lo que debe operarse como se indica a continuación… HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  20. 20. 0,1 MINICIO CAMBIO (0,1 –x) M x MEQUIL. –x M + x M + x M – – x M Ac– + HAc OH–+H2O Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M Reacción de hidrólisis Kh = [HAc] = [OH –] [Ac –] [HAc] [H3O+] [Ac–] [OH–] [H3O+] triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? Se multiplica numerador y denominador por [H3O+] HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  21. 21. 0,1 MINICIO CAMBIO (0,1 –x) M x MEQUIL. –x M + x M + x M – – x M Ac– + HAc OH–+H2O Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M Reacción de hidrólisis Kh = [HAc] = [OH –] [Ac –] [HAc] = [H3O+] [Ac–] [OH–] Kw Ka[H3O+] triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? Los factores dentro de la elipse son, por definición, el producto iónico del agua (Kw = 10-14). El resto es la inversa de la constante del equilibrio de disociación del HAc (es decir, la constante de acidez, Ka, de este ácido) Ac–+HAc +H2O H2O+ HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  22. 22. 0,1 MINICIO CAMBIO (0,1 –x) M x MEQUIL. –x M + x M + x M – – x M Ac– + HAc OH–+H2O Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M Reacción de hidrólisis Kh = [HAc] = [OH –] [Ac –] [HAc] = [H3O+] [Ac–] [OH–] Kw Ka[H3O+] = 10–14 1,76·10-5 triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  23. 23. 0,1 MINICIO CAMBIO (0,1 –x) M x MEQUIL. –x M + x M + x M – – x M Ac– + HAc OH–+H2O Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M Reacción de hidrólisis Kh = [HAc] = [OH –] [Ac –] [HAc] = [H3O+] [Ac–] [OH–] Kw Ka[H3O+] = 10–14 1,76·10-5 = 5,7·10-10 triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  24. 24. 0,1 MINICIO CAMBIO (0,1 –x) M x MEQUIL. –x M + x M + x M – – x M Ac– + HAc OH–+H2O Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M Reacción de hidrólisis Kh = [HAc] = [OH –] [Ac –] [HAc] = [H3O+] [Ac–] [OH–] Kw Ka[H3O+] = 10–14 1,76·10-5 = 5,7·10-10 Kh = 5,7·10-10 = x2 0,1 – x triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  25. 25. 0,1 MINICIO CAMBIO (0,1 –x) M x MEQUIL. –x M + x M + x M – – x M Ac– + HAc OH–+H2O Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M Reacción de hidrólisis Kh = [HAc] = [OH –] [Ac –] [HAc] = [H3O+] [Ac–] [OH–] Kw Ka[H3O+] = 10–14 1,76·10-5 = 5,7·10-10  x = –7,55 10-6 7,55 10-6 Kh = 5,7·10-10 = x2 0,1 – x triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? HAc + NaOH  NaAc+ H2O Este valor no tiene sentido químico
  26. 26. 0,1 MINICIO CAMBIO (0,1 –x) M x MEQUIL. –x M + x M + x M – – x M Ac– + HAc OH–+H2O Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M Reacción de hidrólisis Kh = [HAc] = [OH –] [Ac –] [HAc] = [H3O+] [Ac–] [OH–] Kw Ka[H3O+] = 10–14 1,76·10-5 = 5,7·10-10  x = –7,55 10-6 7,55 10-6 Kh = 5,7·10-10 = x2 0,1 – x triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  27. 27. 0,1 MINICIO CAMBIO (0,1 –x) M x MEQUIL. –x M + x M + x M – – x M Ac– + HAc OH–+H2O Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M Reacción de hidrólisis Kh = [HAc] = [OH –] [Ac –] [HAc] = [H3O+] [Ac–] [OH–] Kw Ka[H3O+] = 10–14 1,76·10-5 = 5,7·10-10 pOH = –log[OH–] = –log(7,55 10-6 ) = 5,12  x = –7,55 10-6 7,55 10-6 Kh = 5,7·10-10 = x2 0,1 – x triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? HAc + NaOH  NaAc+ H2O
  28. 28. 0,1 MINICIO CAMBIO (0,1 –x) M x MEQUIL. –x M + x M + x M – – x M Ac– + HAc OH–+H2O Cálculo de la dilución de HAc y NaOH: V  M = V’  M’ 50  0,2 = 100  M’  M’ = 0,1 mol/L  El Ac– que se forma tiene una concentración 0,1 M Reacción de hidrólisis Kh = [HAc] = [OH –] [Ac –] [HAc] = [H3O+] [Ac–] [OH–] Kw Ka[H3O+] = 10–14 1,76·10-5 = 5,7·10-10 pOH = –log[OH–] = –log(7,55 10-6 ) = 5,12 pH = 14 – pOH = 8,88  x = 7,55 10-6 Kh = 5,7·10-10 = x2 0,1 – x –7,55 10-6 triplenlace.com ¿Cuál será es el pH de la disolución obtenida tras añadir 50 mL de NaOH 0,2 M a 50 mL de una disolución 0,2 M de ácido acético (Ka = 1,76·10-5 M) ? HAc + NaOH  NaAc+ H2O
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