Posts Tagged ‘pH’

Estequiometría-J2000A2

Sunday, May 2nd, 2010

Una muestra de 0,726g de (NH4)2SO4 se trata con hidróxido sódico en exceso desprendiéndose 0,24L de amoniaco gas medidos a 15ºC y 748mmHg
a) Calcula la pureza de la muestra expresada en % en peso
b) Determina el pH de una disolución preparada con un peso igual a l indicado inicialmente de muestra impura, que se disuelve en agua, enrasando hasta un volumen total de 100mL ( supón que ni el ion sulfato ni las impurezas influyen en el pH y que la reacción correspondiente es: ion amonio ↔ amoniaco + ion hidronio )
Datos: R=0,082atom.L/mol.K; Ka(ion amonio) = 1,0.10-9
N=14, S=32,1; O=16,0; H=1,0

pH de una disolución

Thursday, February 18th, 2010

Calcula el pH de una disolución formada por 15g de hidróxido de calcio en 2000cm3 de disolución.
Datos: H=1; O=16; Ca=40,1

Solución

El Ca(OH)2 es una base y por lo tanto, en disolución acuosa estará disociado según la reacción:
Ca(OH)2 → Ca2+ + 2(OH)-

  • Calculamos los moles de Ca(OH)2 que habrá en la disolución utilizando el peso molecular:

PM=40,1+1.2+16.2=74,1g
n=m/PM=15/74,1=0,20 moles

  • Utilizando la estequiometría de la reacción

Si 1mol de Ca(OH)2 produce 2moles de (OH)-
0,20 moles producirán x=0,20.2=0,40 moles

  • pOH=-log[OH]

[OH]=n/V=0,40moles/2L=0,20M
pOH=-log0,20=0,70

  • En cualquier disolución acuosa se verifica que: pH+pOH=14 → pH=14-pOH=14-0,70=13,30
Solución: pH=13,30

pH. Reacciones ácido-base

Thursday, February 18th, 2010

Se dispone de una disolución 0,15M de hidróxido de sodio y otra 0,25M de ácido sulfúrico. ¿Qué pH se obtendrá si se mezclan 250mL de la primera con 300mL de la segunda?

Solución

pH=-log[H+]

  • Escribimos la reacción ácido base

Ácido + Base → Sal + Agua
H2SO4 → 2H+ + (SO4)-2
NaOH → Na+ + (OH)-
H2SO4 + NaOH → Na2SO4 + H2O

  • Ajustamos la reacción

H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

  • Pasamos a moles

n(H2SO4)=M.V=0,25.0,3=0,075moles
n(NaOH)=M.V=0,15.0,25=0,0375moles

  • Vemos cuál es el reactivo limitante y cuál es el reactivo en exceso utilizando la estequiometría de la reacción

Si 1 mol de ácido sulfúrico reacciona con 2 moles de hidróxido de sodio
0,075 moles reaccionarán con x=0,075.2=0,15 moles de NaOH
Puesto que no tengo 0,15moles de NaOH, este será el reactivo limitante y deberé plantear la regla de tres en el sentido contrario:
Si 2 moles de hidróxido de sodio reaccionan con 1 mol de ácido sulfúrico
0,0375 reaccionarán con x=0,0375/2=0,0188 moles

Me va a sobrar ácido sulfúrico: n=0,075-0,0188=0,038 moles
Este ácido sulfúrico estará en un V=Vácido + Vbase=0,25+0,3=0,55L

El ácido súlfurico estará disociado según:
H2SO4 → 2H+ + (SO4)-2
Si por cada mol de ácido sulfúrico obtengo 2 moles de H+
con 0,038 moles obtendré x=0,076 moles
[H+]=n/V=0,076/0,55=0,138M

pH=-log[H+]=-log(0,138)=0,86

Solución: pH=0,86. pH ácido puesto que lo que sobra es ácido sulfúrico

pH-J2005A1

Monday, November 30th, 2009

Dada una disolución acuosa 0,0025M de ácido fluorhídrico, calcula:
a) Las concentraciones en el equilibrio de HF, F- y H+
b) El pH de la disolución y el grado de disociación
Dato: Ka=6,66.10-4

Solución:

a) El ácido fluorhídrico es un ácido débil y por lo tanto estará parcialmente disociado:
HF ↔ H+ + F-

Suponemos que se disocia x:

HF H+ F-
inicio 0,0025 0 0
equilibrio 0,0025-x x x

Ka=[H+][F-]/[HF]; 6,66.10-4=x2/(0,0025-x) → x=10-3M

[HF]=0,0025-x =0,0015M
[H+]=[F-]=0,001M

b) pH=-log[H+]=-log(0,001)=3

Se define el grado de disociación como α=x/Co=0,001/0,0025=0,4=40%

Hidrólisis de sales-J2006C4

Monday, November 30th, 2009

Considera disoluciones acuosas, de idéntica concentración, de los compuestos: HNO3, NH4Cl, NaCl y KF
a) Deduce si las disoluciones serán ácidas, básicas o neutras.
b) Ordénalas razonadamente en orden creciente de pH.
Datos: Ka(HF)=1,4.10-4; Kb(NH3)=1,8.10-5

Solución:

a)

HNO3 Se trata de un ácido fuerte, y por lo tanto, estará totalmente disociado, aportando H+ a la disolución acuosa, luego el pH será ácido.
NH4Cl Se trata de una sal que estará disociada. Las sales que proceden de ácidos y bases fuertes no modifican el pH de la disolución, pero si proceden de ácido y/o base débil, pueden dar lugar a hidrólisis, modificando el pH de la disolución. NH4Cl → NH4+ + Cl-
NH4+ procede de base débil, de modo que dará lugar a hidrólisis → NH4+ + H2O ↔ NH3 + H3O+ ; puesto que  libera protonos, producirá un pH ácido
Cl- procede de un ácido fuerte ( HCl), luego no da lugar a hidrólisis.

El pH de la disolución de la sal será ácido debido a la hidrólisis de NH4+

NaCl Es una sal, que estará totalmente disociada: NaCl ↔ Na+ + Cl-, pero ambos iones proceden de base o ácido fuerte, por lo que no dan lugar a hidrólisis, luego el pH=7, pH neutro
KF Es una sal, que estará totalmente disociada: KF ↔ K+ + F-
K+: procede de una base fuerte (KOH) luego no da lugar a hidrólisis
F-: procede de un ácido débil, luego da lugar a hidrólisis: F- + H2O ↔ FH + OH-
Puesto que libera grupos hidroxilo, dará lugar a un pH básico

b)Las sustancias con menor pH serán los ácidos y los de mayor pH, las bases:
HNO3 < NH4Cl < NaCl < KF

NOTA: en este caso, es muy sencillo deducir el orden de pH, pero ¿qué pasaría si tuviéramos varias sustancias que sufrieran hidrólisis y dieran el mismo pH? En ese caso sería necesario consultar las constantes de equilibrio ( Ka o Kb) y tener en cuenta que los ácidos y las bases conjugadas serán tanto más débiles cuanto más fuertes sean sus bases y ácidos conjugados.

Equilibrio ácido-base. Neutralización_J2006A1

Monday, November 30th, 2009

Se preparan 2 disoluciones, una con 1,61g de ácido metanoico en agua hasta un volumen de 100cm3 y otra de HCl, de igual volumen y concentración. Calcula:
a) El grado de disociación del ácido metanoico
b) el pH de las dos disoluciones
c) El volumen de hidróxido potásico 0,15M necesario para alcanzar el punto de equivalencia, en una neutralización ácido-base, de la disolución del ácido metanoico.
d) Los gramos de hidróxido de sodio que, añadidos sobre la disolución de HCl proporcionan un pH de 1. Considerar que no existe variación de volumen.
Datos: Ka=1,8.10-4; C=12; O=16; H=1

Equilibrios ácido-base_J2007A1

Monday, November 30th, 2009

El pH de un zumo de limón es de 3,4. Suponiendo que el ácido del limón se comporta como un ácido monoprótido (HA) con constante de acidez Ka=7,4.10-4, calcula:
a) La concentración de HA en ese zumo de limón
b) El volumen de una disolución de hidróxido sódico 0,005M necesaria para neutralizar 100mL del zumo de limón.

J2008C4

Monday, November 30th, 2009

Se preparan disoluciones acuosas de igual concentración de HCl, NaCl, NH4Cl y NaOH. Contesta de forma razonada:
a) ¿Qué disolución tendrá mayor pH?
b) ¿Qué disolución tendrá menor pH?
c) ¿Qué disolución es neutra?
d) ¿Qué disolución no cambiará su pH al diluirla?
Dato: Ka(NH4+) = 10-9

pH-J2008B2

Monday, November 30th, 2009

Se tiene una disolución de ácido nítrico de pH=2,30
a) Determina el número de moles de ion nitrato en disolución sabiendo que el volumen de la misma es de 250mL.
b) Calcula la masa de hidróxido de sodio necesaria para neutralizar 25mL de la disolución anterior.
c) Determina el pH de la disolución obtenida al añadir 25mL de hidróxido de sodio 0,001M a 25mL de la primera disolución de ácido nítrico, suponiendo que los volúmenes son aditivos.
Datos: Na=23, O=16; H=1