Pregunta A4.
Un ácido monoprótico presenta una constante decidez Ka = 2, 5×10–5.
A) Calcule la concentración inicial de este ácido necesaria para obtener una disolución con pH = pKa – 2.
Reacción de disociación de ácido débil.
Si se denomina por x a la concentración de ácido disociada, y c₀ la concentración inicial, cuadro de reacción queda de la siguiente forma : HA + H₂O ↔ A⁻ + H₃O⁺
C.
Iniciales (mol / L) C₀ Exc - -
C.
Equilibrio (mol / L) C₀ - x Exc x x
Por definición :
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20K_%7Ba%7D%3D%20%5Cfrac%7B%5BA%5E%7B-%7D%5D.%5BH_%7B3%7DO%5E%7B%2B%7D%5D%7D%7B%5BHA%5D%7D%3D%20%5Cfrac%7Bx%5E%7B2%7D%7D%7BC_%7B0%7D-x%7D%20%5C%5C%20pH%3D-log%20%5BH_%7B3%7DO%5E%7B%2B%7D%5D" />⇒<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%5BH_%7B3%7DO%5E%7B%2B%7D%5D%3D10%5E%7B-pH%7D%20" />
Según el cuadro de reacción
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%5BH_%7B3%7DO%5E%7B%2B%7D%5D%3Dx%3D10%5E%7B-pH%7D%20%5C%5C%20pH%3DpK_%7Ba%7D-2%3D-log%282%2C5.10%5E%7B-5%7D%29-2%3D4%2C6-2%3D2%2C6%20%5C%5C%20x%3D10%5E%7B-2%2C6%7D%3D2%2C5.10%5E%7B-3%7D" />
Despejando la expresión de Kₐ
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20K_%7Ba%7D%20%3D%20%20%5Cfrac%7Bx%5E%7B2%7D%20%7D%7BC_%7B0%7D-x%7D%20%3B%20C_%7B0%7D-x%3D%20%5Cfrac%7Bx%5E%7B2%7D%7D%7BK_%7Ba%7D%7D%20%3B%20C_%7B0%7D-x%3D%20%5Cfrac%7B%282%2C5.10%5E%7B-3%7D%29%5E%7B-2%7D%7D%7B2%2C5.10%5E%7B-5%7D%7D%2B2%2C5.10%5E%7B-3%7D%3D0%2C02525M" />
b) Calcule la masa de KOH necesaria para neutralizar 100 mL de la disolución del ácido del apartado A.
Reacción de neutralización ácido - base
HA + KOH → A⁻(aq) - K⁺ (aq) + H₂O
Reacción uno a uno, por lo tanto : <img src="https://tex.z-dn.net/?f=n%28HA%29%3Dn%28KOH%29%20" />
El ácido está en la solución⇒<img src="https://tex.z-dn.net/?f=n%28HA%29%3D%20M_%7BHA%7D%20.%20V_%7BHA%7D" />
La base se presenta en forma sólida ⇒<img src="https://tex.z-dn.net/?f=n%28KOH%29%3D%20%5Cfrac%7Bm%28KOH%29%7D%7Bm%28KOH%29%7D%20" />
Igualando se despeja la masa de hidróxido necesaria para la completa neutralización.
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=n%28KOH%29%3D%20%5Cfrac%7Bm%28KOH%29%7D%7BM%28KOH%29%7D%20%20%5C%5C%20m%28KOH%29%3D%20M_%7BHA%7D.%20V_%7BHA%7D%20.M%28KOH%29%3D0%2C2525.100" />×<img src="https://tex.z-dn.net/?f=10%5E%7B3%7D.56%2C1%3D1%2C42g%20KOH" />
c) Razone si el pH resultante de la neutralización del apartado b) es ácido, básico o neutro.
Por tratarse de un ácido débil, al neutralizarse, se forma base conjugada fuerte (A⁻), que reacciona con el agua en un equilibrio de hidrólisis, regenerando parte del ácido y liberando OH⁻, que producen en la disolución un pH básico.
PRUEBA SELECTIVIDAD MADRID CONVOCATORIA SEP 2014 - 2015 QUIMICA.