PROBLEMES ÀCID-BASE PER A CLASSE

Tema 6. EQUILIBRI ACID-BASE EN MEDI AQUÓS
1. Ordena per força àcida creixent les següents espècies:
H2SO3 (pK1 = 1,81); HCOOH (pKa =3 ,75); NH4+ (pKa = 9,24)

2. La metilamina CH3NH2 (pKb = 3,30), l'anilina (fenilamina) C6H5NH2 (pKb = 9,38) i l'amoníac NH3 (pKb = 4,74) són bases.
a) Escriviu reaccions que el posen de manifest.
b) Expliqueu quin serà l'àcid conjugat més dèbil.

3. a) Com es mesura la força dels àcids o les bases segons la teoria protònica?
b) Escriu reaccions que justifiquen el caràcter àcid, bàsic o anfòter, segons la mateixa teoria, de les espècies: HCO3 NH4+, NO3 .

4. a)Utilitzant la teoria protònica, indica i justifica quals de les següents substàncies són àcids o bases: SO42- HCO3; Cl- , H3O+.
b)Dades : CH3COOH/CH3COO (pKa = 4,8); HF/F (pKa = 2,8); HCN/CN (pKa = 10,0), elegeix l'àcid més fort i la base més fort. Justifica l'elecció.

Constant de dissociació d'un àcid o d'una base. Grau de dissociació.
5. L'àcid fòrmic (HCOOH) està ionitzat en un 3,2 % en una dissolució aquosa 0,2 M. Calcula:
a) La constant d'acidesa de l'àcid fòrmic.
b) El percentatge d'ionització en una dissolució 0,01 M.
R: a)2.10-4 b) 14 %

6. Determina la concentració de OH i H+ en una dissolució d'amoníac 0,01 M, que està ionitzada en un 4,2 %. Calcula també la ka(NH4+) i la kb(NH3).
R: [OH-]=4,2.10-4 M; [H+ ]= 2,3.10-11 M

7. Respon, justificant la contestació, amb Vertader o FALS a cada una de les següents afirmacions:
a) Siga una dissolució aquosa 1 M de l'àcid fort HX:
a.1. La suma de les concentracions dels ions X i H+ és 2.
a.2. El pH de la dissolució és negatiu.
a.3. La concentració de HX (aq) és 1 M.
b)Siga una dissolució aquosa 0,1 M de l'àcid dèbil HI HA:
b.1. La concentració de l'ió H+ és igual a la de l'ió A.
b.2. El pH de la dissolució és major que 1.
b.3. La dissolució és bàsica.

.8. En el laboratori es va preparar una dissolució d'àcid iòdic (HIO3), dissolent 3,568 g d'este àcid en 150 mL d'aigua. Tenint en compte que el pH de la dissolució resultant va ser 1,06 calcula:
a) la constant de dissociació, ka, de l'àcid
b) el grau de dissociació de l'àcid
R: a) 0.157 b) 65,4%

9. Determina el grau de dissociació i el pH de les següents dissolucions aquoses, totes elles de concentració 0,5 M:
A) NaOH (base forta) B) HCN (Ka=4,9.10-10)
R: A) 100% ; pH=13,7 B) 3,12.10-3 % ; pH= 4,8

Hidròlisi d'una sal.
10. Seguidament se citen quatre sals. Per a totes elles, escriu el seu nom químic (o la seua fórmula): KCl; acetat de sodi (etanoat de sodi); KCN; NaBr; clorur d'amoni; NaClO4. Indica, per a cada una d'elles, si al dissoldre's en aigua produiran dissolucions àcides, bàsiques o neutres, explicant-lo.
Dades: ka (CH3COOH)= 1,8.10-5; ka (HCN)= 4,9.10-10; kb (NH3)= 1,8.10-5;

11. De les següents parelles de compostos indiqueu raonadament:
a) què àcid és més fort l'àcid acètic(CH3COOH) o l'àcid fòrmic (HCOOH)
b) què àcid és més fort: l'àcid fluorhídric (HF) o l'àcid clorhídric (HCl)
c) quina base és més forta: l'ió acetat o l'ió formiat
Dades: ka(àcid acètic)= 1,8.10-5 ka (àcid fòrmic)= 2,0.10-4
ka(àcid fluorhídric )= 7,8.10-4 Kw=10-14

12. a) Defineix àcids i bases segons la teoria protònica de Brönsted. Quines són les bases conjugades dels següents àcids de Brönsted?: HCl, H2O, NH4+, CH3COOH.
b) Indica quina de les següents afirmacions és correcta o falsa, explicant-lo:
b.1. En els parells àcid-base conjugats quant major siga la ka menor és la kb.
b.2. Una dissolució d'acetat de sodi (acetat de sodi) té un pH = 7.
b.3. Una dissolució de clorur d'amoni té un pH > 7.
b.4. Una dissolució de clorur de sodi té un pH = 7.

13. En cada un dels següents apartat, raoneu si la dissolució resultant al mesclar les dissolucions que s’indiquen , serà àcida, bàsica o neutra. a) 25 mL de CH3COOH 0,1 M + 25 mL de NaOH 0,1 M b) 25 mL de HCl 0,1 M + 25 mL de NaOH 0,1 M c) 25 mL de NaCl 0,1 M + 25 mL de CH3COONa 0,1 M d) 25 mL de HCl 0,1 M + 25 mL de NH3 0,1 M

Indicadors àcid-base.

14. Explica, mitjançant reaccions, el fet observat que en una dissolució aquosa d'amoníac, la fenolftaleína s'acoloreix de roig, mentre que una dissolució de clorur d'amoni no s'acoloreix.

Volumetries de neutralització.
15.-L'àcid acètic té una constant de dissociació d' 1,8.10-5 i l'àcid fòrmic (metanoic) 1,8.10-4. Es preparen dissolucions de la mateixa molaritat de cadascuna. Quina de les dues tindrà major pH ?. Es valoren volums iguals de cada una d'elles quina gasta més volum de NaOH ?

16.- Es desitja esbrinar la concentració total d'àcid acètic, CH3-COOH, en un vinagre comercial. Dos estudiants proposen i realitzen dos experiments diferents:
A) El primer pren amb una pipeta 5,0 mL de vinagre i afig unes gotes de fenolftaleína. Després comprova que es consumeixen 17,0 mL de dissolució 0,25 M de NaOH per a la neutralització del vinagre. Escriu la reacció de neutralització i calcula la molaritat i el nombre de grams de CH3-COOH per litre de vinagre.
B) El segon busca en un llibre la ka del CH3-COOH que resulta ser 1,8.10-5, i mesura amb un pHmetre el pH del vinagre, que resulta ser 2,4. Escriu la reacció de dissociació de l'àcid i calcula la molaritat i el nombre de grams de CH3-COOH per litre de vinagre.
R: A) 0,85 M i 51 g B) 0,88 M i 52,8 g

17. Una dissolució d'àcid fòrmic, HCOOH, que conté 10 g per litre de dissolució, té un pH de 2,2.
a) Calcula la constant d'acidesa de l'àcid fòrmic.
b)Es mesclen 10 mL de la dissolució àcida amb 30 mL d'una dissolució d'hidròxid de sodi 0,1 M. Dedueix com serà la dissolució resultant (àcida, bàsica o neutra).
R: a) 1,9 10-4 b) Bàsica

18. Es preparen 100 mL d'una dissolució aquosa a partir de 10 mL de NH3 (d = 0,9 g/ml; 25 % de riquesa). La constant de basicitat de l'amoníac és 1,8x10-5 M.
a) Calcula el pH de la dissolució.
a) Es fa reaccionar 10 mL de la dita dissolució amb 15 mL de dissolució 0,88 M d'àcid clorhídric. Explica si la dissolució resultant serà àcida, bàsica o neutra.
R: a) 12 b) àcida

19. L'hidracina (N2H4) és extremadament soluble en aigua, i les seues dissolucions dèbilment alcalines. Quan 4 g de hidracina es dissolen en aigua fins a obtindre 250 mL de dissolució, el pH de la dissolució va ser 10,85. Calcula:
a) El pKb de l'hidracina.
b) El volum de dissolució d'àcid clorhídric 0,2 M necessari per a neutralitzar totalment 10 mL de la dissolució de hidracina. Raona si el pH en el punt d'equivalència d'esta valoració serà àcid, bàsic o neutre.
R: a) 21,4 b) 25 mL

20. Calcula la constant d'acidesa d'un àcid dèbil HA monoprótic si es sap que en una dissolució 0,05 M d’aquest àcid està dissociat un 0,15 %. Quin és el pH de la dissolució?. Quants mL d'una dissolució 0,01 M d'hidròxid de sodi es necessitarien per a neutralitzar completament 100 mL de la dissolució anterior?
R a) 1,12.10-7 b) 4,12 c) 500 mL

21. Calcula el contingut (en %) en hidròxid de bari d'una mostra sòlida, si es dissol 2 g d'esta mostra en aigua fins a obtindre 100 mL de dissolució i 10 mL d'esta consumeixen 21,6 mL d'àcid clorhídric 0,1 M per a la seua neutralització. R: 92,5 %

22.- Disposem d'un got que conté una dissolució 0,1 M d'àcid HX i un altre got amb una dissolució 0,1 M d'àcid HY. Es mesura el pH d'estes dissolucions i resulta ser de 2,9 per a HX i d' 1,0 per a HY , a 25ºC.
A) Raona que àcid és més fort i quin és més dèbil a partir de les dades disponibles
B)Calcula les constants de dissociació ka i el grau de dissociació per a les dissolucions de HX i HY a 25ºC.
C)Si es prepararen dissolucions de les sals sòdiques d'estos dos àcids: NaX(ac) i NaY (ac). Raona el caràcter neutre, àcid o bàsic d'estes últimes dissolucions.
R: B) 1,59.10-5 i 1,26 % per a HX ; 100% per a HY

23. Quin volum d'una dissolució d'àcid acètic (àcid etanoic ) 0,1 M es necessitarà per poder neutralitzar 25 ml d'hidròxid de sodi 0,2 M?. R: 50 ml

5. Equilibri de solubilitat. Producte de solubilitat

24. Escriure l'expressió de Kps de les següents substàncies: clorur de plata, fluorur de calci, carbonat de bari (CaCO3), fosfat de calci (Ca3(PO4)2, hidròxid de magnesi.

25. Per preparar 250 mL de dissolució saturada de bromat de plata, AgBrO3, s’utilitzen 1,75 g d'esta sal. Quin es el valor del producte de solubilitat del bromat de plata?.
R: 8,82.10-4

26. Calcula quants grams de iodat de coure (II), Cu(IO3)2, es poden dissoldre en 5 L d'aigua si el seu producte de solubilitat és Kps = 7,4·10-8. R: 5,37 g

27. La solubilitat del carbonat de plata és 0,0032 g/100 mL. Calcula el producte de solubilitat de la dita sal. R: 6,24.10-12

28. El producte de solubilitat del fluorur de bari és 1,7·10-6. Calcula la solubilitat en g/L del fluorur de bari. R: 1,31 g/L

Efecte ió comú
29. Una dissolució saturada de fluorur de calci està en equilibri amb fluorur de calci sòlid. Explica què succeirà si es realitzen les següents operacions:
a) S'afig fluorur de sodi.
b) S'afig fluorur de calci.
c) S'afig aigua.

30. En quin d'estos tres líquids es dissoldrà una major quantitat de clorur de plom (II)?:
a). Aigua pura.
b). Una dissolució 0,1 M de nitrat de plom (II).
c). Una dissolució 0,1 M de clorur de sodi.

31. El producte de solubilitat del CaF2 es 1,7.10-10. Calcula la solubilitat del fluorur de calci en: a) aigua pura b) una dissolució de Ca(NO3)2 0, 1 M c) una dissolució de NaF 0,1 M d) Explica mitjançant les consideracions generals sobre equilibris químics en que cas serà major la solubilitat en aigua pura o en una dissolució de nitrat de calci. Compara les conclusions amb els resultats numèrics obtinguts anteriorment.
R: a) 3,49.10-4 M b) 2.10-5 M c) 1,7.10-8 M