Pregunta B5.
- Una disolución 10 ^ −2M de cianuro de hidrógeno (HCN) tiene un pH de 5, 6.
Calcule :
a) El grado de disociación del HCN.
Reacciónde disociaciónde acido débil.
Si se denomina porα a grado de disociación del ácido, c₀ la concentración inicial, el cuadro de la reacción queda de la siguiente forma : HCN + H₂O↔ CN⁻ + H₃O⁺
C.
Iniciales(mol / L) c₀ Exc - -
C.
Equilibrio(mol / L) c₀₋c₀α Exc c₀α c₀α
Conocida la concentracion inicial y el pH, se calcula a partir de la definicion de pH el grado de disociacion.
PH = - log[H₃O⁺] → [H₃O⁺] = 10⁻<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5E%7B-pH%7D%20" />
Teniendo en cuenta a que es igual la concentración de hidronios según el cuadro de reacción :
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20coa%3D10%5E%7B-pH%7D%20%3A%5Cleft%20%5C%7B%20%7B%7B%5BH_%7B3%7DO%5E%7B%2B%7D%5D%3D10%5E%7B-pH%7D%7D%20%5Catop%20%7B%5BH_%7B3%7DO%5E%7B%2B%7D%5D%3Dc_%7Bo%7Da%7D%5Cright.%20%20%5C%5C%20c_%7Bo%7Da%3D10%5E%7B-pH%7D%20%3D%5C%20%5Ctextgreater%20%5C%20a%3D%20%5Cfrac%7B10%5E%7B-pH%7D%7D%7Bc_%7Bo%7D%7D%3D%20%5Cfrac%7B10%5E%7B-5%2C6%7D%7D%7B10%5E%7B-2%7D%7D%3D10%5E%7B-3%2C6%7D%3D2%2C5x10%5E%7B-4%7D%20%5C%5C%20a%3D0%2C025%25%20%20%20%20%20" />
b) La constante de disociación del ácido (Kₐ).
Por definición, y teniendo en cuenta el cuadro de reacción, la constante de disociación del ácido cianhídrico es :
Kₐ = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B%5BCN%5E%7B-%7D%5D.%5BH_%7B3%7DO%5E%7B%2B%7D%5D%7D%7B%5BHCN%5D%7D%3D%20%5Cfrac%7Bc_%7Bo%7Da%5E%7B2%7D%7D%7B1-a%7D%3D%20%5Cfrac%7B10%5E%7B-2%7D.%282%2C5.10%5E%7B-4%7D%29%5E%7B2%7D%7D%7B1-2%2C5.10%5E%7B-4%7D%7D%3D6%2C3.10%5E%7B-10%7D%20%20%20%20" />
c)La constante de basicidad del ion CN− (K<img src="https://tex.z-dn.net/?f=_%7Bb%7D%20" />).
Teniendo en cuenta que entre las constantes de ionización de un ácido y su base conjugada existe la relación :
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=K_%7Ba%7D.K_%7Bb%7D%3DK_%7Bw%7D%3D10%5E%7B-14%7D%3D%5C%20%5Ctextgreater%20%5C%20K_%7Bb%7D%3D%20%5Cfrac%7B10%5E%7B-14%7D%7D%7BK_%7Ba%7D%7D%3D%20%5Cfrac%7B10%5E%7B-14%7D%7D%7B6%2C3.10%5E%7B-10%7D%7D%3D1%2C6.10%5E%7B-5%7D%20%20%20%20%20%20%20%20" />
d)El pH de la disolución resultante al mezclar 100 mL de esta disolución de HCN con 100 mL de una disolución 2×10⁻²M de hidróxido de sodio.
Reacción entre un ácido débil y una basefuerte :
n(HCN)₀ = V·M = 100× 10⁻³· 10⁻² = 10⁻³ mol.
N(NaOH)₀ = V·M = 100× 10⁻³· 2 × 10⁻² = 2 × 10⁻³ mol.
El cuadro de reacción en función de los moles iniciales de cada uno es : HCN + NaOH ↔ NaCN + H₂O
C.
Iniciales (mol) 10⁻³ 2×10⁻³ - Exc
C.
Finales (mol) 0 10⁻³ 10⁻³ Exc
La concentración en exceso es :
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%5BNaOH%5D%20%3D%20%20%5Cfrac%7Bn%7D%7BV%7D%3D%20%5Cfrac%7B10%5E%7B-3%7D%7D%7B200.10%5E%7B-3%7D%7D%3D5.10%5E%7B-3%7Dmol%2FL%20" />
Por ser un base fuerte, la concentración de oxidrilos coincide con la de la base :
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%5BOH%5E%7B-%7D%5D%3D%5BNaOH%5D%3D5.10%5E%7B-3%7Dmol%2FL%3D%5C%20%5Ctextgreater%20%5C%20pOH%3D-log%5BOH%5E%7B-%7D%5D" /><img src="https://tex.z-dn.net/?f=%3Dlog%5BOH%5E%7B-%7D%5D%3D-log%285.10%5E%7B-3%7D%29%3D2%2C3%20%5C%5C%20pH%3D14-pOH%3D14-2%2C3%3D11%2C7%20" />
Prueba de selectividad para la comunidad de Madrid.
Convocatoria Jun 2012 - 2013.
Química.