UNIVERSIDAD DE VALPARAISO FACULTAD DE FARMACIACARRERA DE QUÍMICA Y FARMACIAQUÍMICA GENERAL

GUIA DE ESTUDIOS Nº 8

1.- Para cada una de las siguientes especies, determine todos los equilibrios de disociación e identifique los ácidos, bases, ácidos conjugados y bases conjugadas, de todos los equilibrios y prediga si son fuertes o débiles.

a) H2SO4 b) NH3

c) H2CO3

d) HIO3

e) CH3COOHf)C6H5NH2

g) C5H5Nh) NH2OHi)HC3H3O3

j)HC3H5O2

k) H2C2O4

2.- Para cada una de las siguientes reacciones identifique los ácidos, bases, ácidos conjugados y bases conjugadas.

a) HSO4 - + NH3 => SO4-2 + NH4 +

b) HPO4-2 + NH4 + => H2PO4

- + NH3

c) SO3-2 + NH4 + => HSO3

- + NH3

3. Para las parejas ácido-base. HB/B- pka = 2,75 y HA/A- pka = 11,95

a) Indique las reacciones en agua del ácido HA y ácido HB

b) Escriba la expresión de la K eq del ácido HB y HA

c) El ácido más débil es

d) La base conjugada más fuerte es

e) El valor de la constante de acidez, Ka para ambos ácidos4.- Calcular la concentración de H3O+ , OH-, el pH y pOH en las siguientes

soluciones:

i) solución de HF de pH = 0,4 Ka 1

ii) solución de CH3COOH 0,2 M. Ka = 1.78 x 10 -5

iii) solución de CaOH de pOH = 1,5. Kb 1

iv) solución de HClO4 0.12 M Ka 1

v) solución de NH3 pH = 12.5 Kb = 1.78 x 10 -5

vi) solución de HCl 0.4 M Ka >>> 1

vii) solución de HOCN 0.1 M pKa =3.46

viii) solución de N2H4 0.205 M pKb = 5.77

ix) solución de C5H5N pOH = 5.5 pKb = 8.85

x) solución de HNO2 pH = 2.3 pKa = 3.35

5.- Calcule:

a) La concentración de todas las especies presentes en solución acuosa 0,1 M de HClb) La concentración de todas las especies presentes en solución acuosa 0,01 M de HCN c) La concentración de todas las especies presentes en solución acuosa 0,56 M de ácido Citrico.

6.- Calcule el pH de cada una de las siguientes soluciones de ácidos fuertes: a)1,8x10-4 M de HBr, b) 1,02 g de HNO3 en 250,0 mL de solución, c) 50,0 mL de una solución preparada a partir de 2,0 mL de HClO4 0,5 M, d) una solución formada mezclando 10,0 mL de HBr 0,010 M con 20,0 mL de HCl 2,5x10-3 M.

7.- Calcule la [OH-] y el pH de a) una solución de Sr(OH)2 3,5x10-4 M; b) 1,5 g de LiOH en 250 mL de solución; c) 1,0 mL de NaOH 0,095 M llevado a una solución de 2,0 L; d) una solución formada adicionando 5,0 mL de KOH 0,0105M a 15,0 mL de Ca(OH)2 3,5x10-3

M.

8.- El ingrediente activo de la aspirina es el ácido acetilsalicílico, HC9H7O4 un ácido monoprótico con Ka 3,3 x 10-4 a 25 °C ¿Cuál es el pH de una solución obtenida disolviendo dos tabletas de aspirina, cada una con 325 mg de ácido acetilsalicílico en 250 mL de agua.

9.- Calcular la concentración de ácido acético necesaria para dar una [H+] de 3,5 x 10-4. Ka = 1,75 x 10-5

10.- El pH de una solución 0,55 mol/L de una base BOH, es 11,0. Calcule el valor de su Kb.

11.- La concentración de iones OH- en una solución de ácido hipocloroso de pH = 4,2 es:

12.- Cuál es el pH de una solución 0,10 Molar de HCN si su Ka = 4,9 x 10-10

13.- Si el pOH de una solución 0,56 M de un ácido desconocido es 12,12 su Ka es:

14.- Determine la masa de NaOH que debe emplearse para obtener 250 ml de solución de pH 12.datos Kb >>> 1

15.- El ácido salicilico C6H4OHCOOH, se emplea en la fabricación de la aspirina. Una solución saturada de este ácido, que contiene 2,2 g por litro de solución, da un pH de 2,43 ¿ Cual es el valor del Ka?

16.- El pH de una solución de vinagre blanco es de 2,45. Este vinagre es una solución acuosa de ácido acético con una densidad de 1.09 g/ml ¿ Cual es el porcentaje, en masa, de ácido acético en la solución?

17.- Se dispone de soluciones de igual concentración de las siguientes sustancias:

HCl (Ka >> 1) HF (Ka = 6,8 x 10-4) CH3COOH (Ka = 1,78 x 10-5) HClO (Ka = 3,0x10-8) HCN (Ka = 4,8 x 10-!0)

Es posible afirmar que:

I La solución de HCN presenta la mayor concentración de iones OH-II La solución de HCl presenta la mayor concentración de iones OH-III La solución de HF presenta mayor pHIV La solución de HCL presenta menor pH

A) Sólo IB) I y IIIC) Sólo IVD) I y IV E) II, III y IV

18.- Para cada una de las siguientes sales, indique si sus soluciones acuosas serán ácidas, básicas o neutras.

a) Na2CO3

b) Ca(CN)2

c) NH4ClO4

d) Fe(NO3)3

e) KIf) KNO2

g) CH3NH3Clh) C6H5NHCli) NaC3H5O2

19.- Calcular el pH de una disolución de carbonato de calcio 0.1 M.Ka1 = 4.2 x 10-7 Ka2 0 4.8 x 10 -11

R.- 11.7

20.- Calcular la concentración de una disolución de acetato de sodio cuyo pH = 9 Ka = 1.78 x 10 -5

R.-0.18 M

21.- Se prepara una solución amortiguadora adicionando 45 ml de NaF 0.15 M a 35 ml de HF 0.1 M. Determine el pH de a solución resultante.Ka HF = 6.8 x 10 -4

R.- 3.45

22.- ¿Cuántos gramos y moles de hipobromito de sodio se deben agregar a 1,00 L de ácido hipobromosos 0,200 M para formar una solución amortiguadora de pH = 8,80. Suponga que el volumen no cambia al agregar el sólido. Ka (HBrO) = 2,5 x 10-9

R.- 0,32 moles, 38,1 g de NaBrO

23.- Una solución amortiguadora contiene 0,11 mol de ácido acético, CH3COOH, y 0,15 mol de acetato de sodio, CH3COONa, en 1,0 litro de solución, a) determine el pH de esta solución amortiguadora; b) determine el pH de la solución amortiguadora después de agregar 0,02 mol de KOH; c) determine el pH de la solución amortiguadora después de agregar 0,02 mol de HCl. Ka(CH3COOH) = 1,8x10-5.

R: (a) pH = 4,88 (b) pH = 5,0 (c) pH = 4,74

24.- A 400 mL de HCOOH 1 M se añaden 21 g de HCOONa. Calcular el pH de la solución resultante.Ka = 1,76 x 10-4

25.- Calcular el pH de una solución buffer preparada mezclando 50 mL de NH3 1,07 M con 100 mL de NH4Cl 0,25 M.Kb = 1,8 x 10-5

R = 9,58

26.- ¿Cuantos moles de acetato de sodio deben agregar a 2.0 L de ácido acético 0.10 M para dar una solución que tiene un pH igual a 5? Ignore el cambio de volumen debido a la adición de la sal.Ka HAc = 1.78 x 10-5

R.- 0.34 moles

27.- ¿ Cual es el pH de una solución amortiguadora que es NH3 0.10 M y NH4 +

0.10 M?¿Cuál es el pH si se adicionan 12 ml de HCl 0.20 M a 125 ml de la solución amortiguadora?kb NH3 = 1.8 x10-5

R.- 9.26 ; 9.09

28.- El ácido acético (HAc) cuando se encuentra en disolución acuosa genera un pH de 3,2. Sin embargo cuando se agrega una sal de acetato de sodio (NaAc) a 100 ml de la solución anterior el pH cambia a 4,9. Determine la cantidad, en gramos, de la sal que se agrego.

Ka HAc = 1.78 x 10-5

R.- 0.265 g

29.- Las ecuaciones de equilibrio y los valores de Ka para tres sistemas de reacción se dan a continuación:

I) H2C2O4 (ac) + H2O H3O+ (ac) + HC2O4 - (ac) Ka = 5.6 x 10 -2

II) H3PO4 (ac) + H2O H3O+ (ac) + H2PO4 - (ac) Ka = 6.9 x 10 -3

III) HCOOH (ac) + H2O H3O+ (ac) + HCOO - (ac) Ka = 1.7 x 10 -4

a) ¿ Cual par conjugado sería el mejor para preparar una solución amortiguadora con un pH de 2.88?

b) Como prepararía 50 ml de una solución amortiguadora con un pH de 2.88 si se supone que se puede disponer de soluciones 0.1 M de cada par ?

R.- H3PO4 / H2PO4 -

30.- Se prepara una solución reguladora disolviendo en agua 2 moles e acetato de sodio y 2 moles de ácido acético, aforando a 1L de solución. Calcular el pH:Ka HAc = 1.78 x 10-5

a) en la solución resultanteb) al añadir 4 moles de NaOHc) 0.6 moles de HCl

Desprecie el volumen adicionado por la base y el ácido

R.- a) 4.74 b) 4.92 c) 4.48

31.- ¿ Cual es el pH de una solución en la cual se adicionan 20 ml de NaOH 0.10 M a 25 ml de HCl 0.10 M ? Ka HCl > 1 Kb NaOH > 1 R.- 1.95

32.- Encuentre el pH de la solución obtenida cuando 32 ml de etilamina 0.087 M se titulan al punto de equivalencia con HCl 0.15 M.Kb = 5.6 x 10 -4

R.- 5.90

33.- Calcule el pH de una solución que se obtiene mezclando 500 ml de NH3 0.10 M con 20 ml de HCl 0.15 M.

R.- 9.08

34.- Una muestra de 0.288 g de un ácido orgánico monoprótico se disuelve en 50 ml de agua y se titulo con una solución de NaOH 0.115 M. Después de la adición de 17.54 ml de base, se registró un pH de 4.92. El punto de equivalencia se alcanzó al agregar 33.82 ml en total de base.

a) determine la masa molar del ácido

R.- a) MM : 74.0 g/mol

35.-10 ml de una solución de NaOH se mezclan con 20 ml de HCl 1 N. La disolución así obtenida tiene un pH ácido. Para su completa neutralización se requiere 13 ml de NaOH 0.5 N. Determine la concentración de la solución inicial de NaOH, expresada en g/ml.

R.- 0.0540 g/ml

Preguntas tipo Integral

1.- Si se disuelven 2,0 mL de HCl en un litro de agua podemos decir:

I La solución tendrá un pH menor que 7II La solución conducirá la corriente eléctricaIII La concentración de OH- en la solución será menor que 10-7 M

A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo IIID) I y IIE) I, II y III

1.- 10 ml de ácido clorhídrico (HCl) de pH = 1,5 se toman y se agregan a 40 ml de solución. determine la variación de pH de ambas soluciones.

a) 0.60 unidades de pHb) 2.2 unidades de pHc) 0.69 unidades de pHd) 0,2 unidades de pHNinguna de las anteriores

2.- Calcule la cantidad de gramos de ión acetato (CH3COO- ) (MM = 59 g/mol) presentes en 1 L de solución, si el pH medido fue de 2,4.

a) 0,23gb) 59 gc) 9,35 x 10-4 gd) 2,3 ge) Ninguna de las anteriores

3.- El ácido acético (HAc) cuando se encuentra en 200 ml de disolución acuosa genera un pH de 3,2. Determine el pH de la solución final si se agregan 20 ml de una solución de NaOH 0.3 M Datos: MM HAc = 60 g/mol MM NaAc = 82 g/mol

3.- Según el siguiente diagrama, calcule:

CH3COOH (0.1M)

30 ml

Agua

500 ml

HCl ( 3 g )

250 ml

10 ml50 ml

A B C

Calcule:

a) pH inicial de A y Cb) pH final de B

Datos:Ka CH3COOH = 1.8 x10 –5 Ka HCl >>> 1

4.- Se tienen las siguientes dos soluciones:

Solución A: 300 ml de solución de NaOH 0,1 MSolución B: 250 ml de solución de NH4Cl 5 M

Determine:a) pH final cuando se agregan a la solución A 25 ml de una solución 2 M de HNO2

b) pH final cuando se agregan a la solución B 25 ml de una solución 0,002 M de HNO2

c) pH final cuando se juntan las soluciones A y B.

Datos:Ka HNO2 : 5,41 x10-4 Kb NH3 : 1,78 x10-5 Ka HCl >>1

CONSTANTES DE IONIZACIÓN DE ACIDOS

Nombre Fórmula Ka

Acido acético CH3COOH (HAc) 1,8 10-5

Acido benzoico H(C7H5O2) 6,3 10-5

Acido bórico H3BO3 5,9 10-10

Acido cianhídrico HCN 4,9 10-10

Acido fluorhídrico HF 6,8 10-4

Acido fórmico HCOOH 1,7 10-4

Acido hipocloroso HClO 3,5 10-8

Acido nitroso HNO2 4,5 10-4

Acido Propiónico HC3H5O2 1,3 10-5

Acido carbónico H2CO3 4.20 x 10-7

Acido clorhídrico HCl >>> 1

Acido bromhídrico HBr >>> 1

Acido yodhídrico HI >>> 1

Acido nítrico HNO3 >>> 1

Acido perclórico HClO4 >>> 1

Acido clórico HClO3 >>> 1

Acido sulfúrico H2SO4 ª >>> 1

CONSTANTES DE DISOCIACIÓN DE BASES DEBILES

Nombre Fórmula Kb

Amoniaco NH3 1,8 * 10-5

Etilamina C 2H5NH2 6,4 * 10- 4

Dimetilamina (CH3)2 NH 5,4 * 10- 4

Anilina C6H5NH2 4,3 * 10-10

Hidracina H2NNH2 1,3 * 10- 6

Piridina C5H5N 1,7 * 10- 9

Hidróxido de litio LiOH >>> 1

Hidróxido de sodio NaOH >>> 1

Hidróxido de potasio KOH >>> 1

Hidróxido de calcio Ca(OH)2 >>> 1

Hidróxido de bario Ba(OH)2 >>> 1