Ejercicios resueltos de equilibrio ácido-base: pH, Ka y Kb

Equilibrio del amoníaco

¿Qué concentración debe tener una disolución de amoníaco para que su pH sea de 10,35?

¿Cuál será el grado de disociación del amoníaco en la disolución? (Dato: Kb(NH₃) = 1,78·10⁻⁵)

3.1. La disociación del amoníaco en agua es:

NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻

A partir del pH se calcula el pOH:

pOH = 14 - pH = 3,65, por lo que [OH⁻] = 10⁻ᵖᴼᴴ = 2,24·10⁻⁴ M

Tabla de equilibrio:

• Concentración molar: NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻
• [Equilibrio]: C₀ - 2,24·10⁻⁴ | 2,24·10⁻⁴ | 2,24·10⁻⁴

A partir del valor de Kb se calcula la concentración de la disolución de amoníaco.

Cálculo del grado de disociación

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Equilibrio de la anilina (C₆H₅NH₂)

La anilina es una base débil con una Kb = 4,1·10⁻¹⁰.

O pH dunha disolución acuosa 0,10 M de anilina.

O valor da constante de acidez do ácido conxugado da anilina. (Dato: Kw = 1,0·10⁻¹⁴)

4.1. La reacción que tiene lugar es:

C₆H₅NH₂ + H₂O ⇌ C₆H₅NH₃⁺ + OH⁻

Tabla de equilibrio:

• [Inicial]: 0,1 M | - | -
• Reaccionan: -x M | x M | x M
• [Equilibrio]: (0,1 - x) M | x M | x M

pOH = -log[OH⁻] = -log(6,4·10⁻⁶) = 5,19

pH + pOH = 14 ⟶ pH = 14 - 5,19 = 8,81

Cálculo de la constante de acidez

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Disolución de ácido acético (ácido etanoico)

Una disolución acuosa contiene 0,1 moles por litro de ácido acético.

Reacción de disociación y concentración molar de las especies en el equilibrio

Cálculo del pH y grado de ionización (Dato: Ka(C₂H₄O₂) = 1,8·10⁻⁵)

5.1. La reacción que tiene lugar es:

CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO⁻ + H₃O⁺

Tabla de equilibrio:

• [Inicial]: 0,1 M | - | -
• Reaccionan: -x M | x M | x M
• [Equilibrio]: (0,1 - x) M | x M | x M

Despejando el valor de x y despreciando esta frente a 0,1 M, resulta: x = 1,34·10⁻³

Concentraciones finales:

• [CH₃COOH] = 0,1 - 1,34·10⁻³ = 9,9·10⁻² M
• [CH₃COO⁻] = [H₃O⁺] = 1,3·10⁻³ M
• [OH⁻] = 7,7·10⁻¹² M

Cálculo del pH y grado de disociación

pH = -log[H₃O⁺] = 2,9

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