Ejercicios de quimica

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1. Tenemos dos disoluciones, una contiene un mol de ácido clorhídrico, HCl
(ácido fuerte), y la otra, un mol de ácido acético, CH 3 COOH (ácido débil).
¿Cuál de las dos gastará más hidróxido sódico, NaOH, en su neutralización?
Igual cantidad. El proceso de neutralización transcurre mol a mol, independientemente
de que un ácido, HCl, sea fuerte, y el otro, CH 3 COOH, débil. Los procesos de
neutralización son:
HCl _ NaOH ? NaCl _


H 2 O
CH 3 COOH _ NaOH ? CH 3 COONa _ H 2 O
2. ¿Es cierto que el cloruro amónico, como cualquier sal inorgánica, al disolverse
en agua pura no produce ninguna variación en el pH? Justifica la respuesta.
Falso. Ciertas sales experimentan reacciones ácido-base con el agua, denominadas
genéricamente reacciones de hidrólisis, que conllevan una variación en el pH.
3. Señalar cuáles de los siguientes enunciados son falsos todos ellos referidos al
punto de equivalencia de una valoración ácido-base:
a) el pH siempre es 7;
b) en ese momento el número de moles de ácido y base que han reaccionado
es el mismo;
c) existe un indicador universal válido para cualquier valoración
que es el tornasol (viraje 6-8);
d) todas las anteriores son falsas.
a) Falso. Algunas sales experimentan reacciones de hidrólisis.
b) Falso. Solo es cierto en el caso de que ácido y base reaccionen mol a mol.
c) Falso. En función del pH existente en el punto de equivalencia, que puede ser mayor,
menor o igual a 7, es necesario elegir el indicador adecuado, ya que estos tienen
un intervalo de viraje característico (función del pH).
d) Verdadero.
1. Expón brevemente las analogías y diferencias entre las teorías de Arrhenius
y la de Brönsted-Lowry.
La definición de ácido en ambas teorías es casi idéntica. Sin embargo, la teoría de
Brönsted-Lowry es más general, pues no está restringida a disoluciones acuosas.
La definición de base no coincide en absoluto, pues las bases de Arrhenius deben disociar
el ion OH _ , y siempre en disolución acuosa, mientras que las de Brönsted
aceptan protones, y pueden estar en disolución acuosa o no.
2. Escribe la reacción de neutralización entre un ácido y una base según la teoría
de Arrhenius y según la teoría de Brönsted-Lowry.
Arrhenius: HA _ BOH ? B _ _ A _ _ H 2 O
Brönsted-Lowry:
HA _ B ? A _ _ HB _
3. De las siguientes especies químicas, HNO 3 , OH_, NaOH, Al 3_, CH 3 NH 2 y NH 4
indica cuáles se pueden clasificar como ácidos o como bases según las teorías
de Arrhenius y de Brönsted-Lowry.
4. Escribe los procesos ácido-base resultantes al disolver en agua las siguientes
especies: CN
_; ClO_; NH 4_; HCOOH; NH 3 .
CN _ _ H 2 O ? HCN _ OH _
ClO _ _ H 2 O ? HClO _ OH _
 NH 4
_ _ H 2 O ? NH 3 _ H 3 O _
HCOOH _ H 2 O ? HCOO _ _ H 3 O _
NH 3 _ H 2 O ? NH 4
_ _ OH _
5. Indica cuál es el par conjugado de las siguientes especies químicas: H 2 O; CN_;
OH
_; H 3 O_; H 2 SO 4 ; NH 3 .
El par ácido/base conjugado del H 2 O, cuando actúa como ácido, es H 2 O/OH _
El par ácido/base conjugado del H 2 O, cuando actúa como base, es H 3 O _ /H 2 O
El par ácido/base conjugado del CN _ , que es una base, es HCN/CN _
El par ácido/base del OH _ , que es una base, es H 2 O/OH _
El par ácido base del H 3 O _ , que es un ácido, es H 3 O _ /H 2 O
El par ácido/base del H 2 SO 4 , que es un ácido, es H 2 SO 4 /HSO 4
_
El par ácido/base del NH 3 , que es una base, es NH 4 _ /NH 3
6. Completa los siguientes equilibrios ácido-base indicando el nombre de todas
las especies que aparezcan en las distintas reacciones, así como los pares
conjugados que existen:
a) H 3 O _ _ ClO _ ?? H 2 O _ HClO
Hidronio _ hipoclorito ?? agua _ ácido hipocloroso
(ácido1) (base2) (base1) (ácido2)
b) NH 4
_ _ OH _ ?? NH 3 _ H 2 O
Amonio _ hidróxido ?? amoníaco _ agua
(ácido1) (base2) (base1) (ácido2)
c) H 2 O _ CO 3
2 _ ?? H 3 O _ _ HCO 3
_
Agua _ carbonato ?? hidronio _ hidrogenocarbonato
(ácido1) (base2) (base1) (ácido2)
d) HNO 3 _ H 2 O ?? NO 3 _ _ H 3 O _
Ácido nítrico _ agua ?? nitrato _ hidronio
(ácido1) (base2) (base1) (ácido2)
7. Utilizando la teoría de Brönsted-Lowry, indica cuáles de las siguientes especies
químicas pueden actuar solo como ácidos, cuáles solo como bases y cuáles
como ácidos y bases: H 2 CO 3 ; OH
_; H 2 PO 4_; NO 2_; HCO_; O 2_.
El ácido carbónico, H 2 CO 3 , solo actúa como ácido.
El hidróxido, OH _ , solo actúa como base.
El dihidrogenofosfato, H 2 PO 4 , puede actuar como ácido y como base.
El nitrito, NO 2 solo puede actuar como base.
El hidrogenocarbonato, HCO 3 puede actuar como ácido y como base.
El óxido, O 2 _ , solo puede actuar como base.
10. Calcula:
a) El pH de 100 mL de una disolución de ácido nítrico comercial del 25% de
riqueza y densidad 1,15 g/mL.
b) El pH de la disolución resultante de mezclar 25 mL de la disolución anterior
con 25 mL de hidróxido de potasio 0,25 M.
a) 100 mL de disolución pesan 100 × 1,15 gramos _ 115 g
De esos 115 g, el 25% es ácido nítrico puro, es decir, 115 × 0,25 _ 28,75 g de ácido
puro.
Esa masa suponen 28,75/63 moles de ácido nítrico en 100 mL de disolución.
El ácido nítrico es un ácido fuerte, que se disocia completamente.
Por tanto, la concentración de cationes hidronio será:
[H 3 O _ ] __
63
28
×
,7
0
5
,1
__ 4,56 M. Y el pH será, por tanto, pH _ _ 0,66
b) En 25 mL de la disolución de ácido nítrico hay _
25 × 1,1
6
5
3
× 0,25
__ 0,114 moles de
ácido.
Unidad 9. Reacciones ácido-base
3
En 25 mL de la disolución de hidróxido de potasio hay 0,025 × 25 _ 0,0625 moles
de base.
Hay exceso de ácido. Tras la neutralización de la base, quedan 0,114 _ 0,0625 _
_ 0,0515 moles de ácido, en una disolución de (suponiendo que se suman los
volúmenes) 50 mL, lo que supone una concentración de hidronio de [
H 3 O_ ] _
__
0,
0
0
,
5
_



1 _ x
17. Calcula la constante de ionización de un ácido débil monoprótico sabiendo
que en una disolución acuosa 0,4 M de dicho ácido se ioniza al 1,5%.
El equilibrio de disociación es el siguiente: HA _ H 2 O ? ? A _ _ H 3 O _ . Si el grado de
disociación es del 1,5%, entonces _
0
x
,4
_ _ 0,015, luego
x _ 0,006
Así,
K a __
0,
x
4
·
_
x
x
_
_ 5,71 · 10 _ 4
18. El componente activo de la aspirina es el ácido acetilsalicílico, un ácido monoprótico
débil cuya fórmula empírica es C 9 O 4 H 8 . Calcula el pH de una disolución
resultado de disolver 0,1 g de aspirina en agua hasta un volumen de
100 mL.
La concentración de la disolución es c _
El equilibrio de disociación es:
C 9 O 4 H 8 _ H 2 O ? ? C 9 O 4 H 7
_ _ H 3 O _
K a _ 3,7 · 10 _ 4 _ _
c
x
_
· x
x
_
La solución es
x _ 1,26 · 10 _ 3 y pH _ 2,9
19. Calcula:
a) El pH de la disolución resultante de mezclar 50 mL de HCl 1,0 M con 75 mL
de NaOH 0,5 M.
b) Los mL de disolución acuosa 0,10 M de NaOH que hay que añadir a 100 mL
de agua para que el pH resultante sea 12,0.
a) Ambos se disocian totalmente.
El n.º de moles de ácido de la primera disolución es de 0,05 × 1
_ 0,05 moles.
El n.º de moles de base de la segunda disolución es de 0,075 × 0,5 _ 0,0375 moles.
Se neutralizan 0,0375 moles de ácido y el mismo n.º de moles de base, quedando
en la disolución 0,0125 moles, en 125 mL de disolución total (suponiendo que los
volúmenes se pueden sumar).
Así, la concentración de cationes hidronio es de 0,1 M y el pH _ 1
b) Si el pH _ 12, entonces [OH _ ] _ 10 _ 2 M. Esa concentración se consigue si se
cumple que 10 _ 2 _ __
0
V
,1
×
_
0,
V
1 _
La solución es
V _ 1,11 · 10 _ 2 _ 11,1 mL
20. Una disolución 10_4 M de hidróxido de sodio tiene el mismo pH que otra disolución
de hipoclorito de sodio, NaClO. Calcula la concentración inicial de
la disolución de hipoclorito de sodio.
n.° de moles de OH _
___
volumen final (en L)
_
180
0
g
,1
· m
g
ol _ 1 _
__
0,1 L
Unidad 9. Reacciones ácido-base
6
_
c _ x
_
x x
_
_
0,4 _
x x x
_
_
El hipoclorito es la base conjugada de un ácido débil. Es necesario tener en cuenta
su equilibrio de disociación: ClO _ _ H 2 O ? ? HClO _ OH _ , donde la constante es:
K a _ 3,33 · 10 _ 7 _ _
c
x
_
· x
x
_
Si el pH es el mismo que la disolución de NaOH, entonces la concentración de hidróxido
disuelto debe ser 10 _ 4 M _
x. Así, c _ 0,03 M
21. El nitrato de amonio es una sal que se utiliza como fertilizante. Al añadir al suelo
una disolución acuosa de dicha sal, ¿producirá alguna variación en su pH?
Para responder a la pregunta, debemos comprobar si los dos iones del fertilizante
experimentan hidrólisis ácida o básica.
El nitrato es la base conjugada del ácido nítrico, que es un ácido fuerte. No presenta
hidrólisis.
El amonio es el ácido conjugado de una base débil, el amoníaco. Experimenta una
hidrólisis ácida. El fertilizante disminuirá el pH del suelo.
22. Una disolución acuosa de cianuro potásico, ¿es ácida, básica o neutra? Justifica
la respuesta.
Para responder a la pregunta, debemos comprobar si los dos iones de la sal experimentan
hidrólisis ácida o básica.
El catión potasio es el ácido conjugado de la base fuerte KOH, por tanto, no presentará
hidrólisis.
El cianuro es la base conjugada del ácido cianhídrico, un ácido débil. Por tanto, esperimentará
una hidrólisis básica. La disolución será básica.
23. Razona si las disoluciones acuosas de las siguientes sales serán ácidas, básicas
o neutras:
a) KCl; b) NH 4 Br; d) Na 2 CO 3 ; Na 2 S; e) AlCl 3 .
a) El catión potasio es el ácido conjugado de la base fuerte KOH, por tanto, no presentará
hidrólisis.
El cloruro es la base conjugada del ácido fuerte HCl, por tanto, no presenta
hidrólisis.
La disolución será neutra.
b) El amonio es el ácido conjugado de la base débil amoníaco. Experimenta una hidrólisis
ácida.
El bromuro es la base conjugada del ácido fuerte HBr, por tanto, no presenta hidrólisis.
La disolución será ácida.
c) El catión sodio es el ácido conjugado de la base fuerte NaOH, por tanto, no presentará
hidrólisis.

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