QQuímica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E...
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 1
AacuteCIDOS E BASES
loz PROBLEMAS
AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
1 Unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42 a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies
existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibriob) Calcula o pH e a K do amonQuiacuteaco
(PAU Xuntildeo 11)Rta a) [NH₃]ₑ = 000966 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = [NH₄⁺]ₑ = 42middot10⁻⁴ moldmsup3 b) pH = 106 K = 18middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀ = 001060 moldmsup3
Grao de ionizacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α = 420 = 004260
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de cada unha das especies presentes na disolucioacuten [NH₃]ₑ [OH⁻]ₑ [NH₄⁺]ₑ [H⁺]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Constante de basicidade do NH₃ K
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B (OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
O grao de disociacioacuten α eacute
α=[NH3]d[NH3]0
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Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a concentracioacuten de amoniacuteaco disociado
[NH₃] = α middot [NH₃]₀ = 004260 middot 001060 moldmsup3 = 420middot10⁻⁴ moldmsup3
polo que a concentracioacuten do amoniacuteaco no equilibrio eacute
[NH₃]ₑ = [NH₃]₀ ndash [NH₃] = 001060 moldmsup3 ndash 420middot10⁻⁴ moldmsup3 = 000966 moldmsup3
Da estequiometriacutea da reaccioacuten poacutedese calcular a concentracioacuten de ioacutens amonio e hidroacutexido
[OH⁻]ₑ = [NH₄⁺]ₑ = [NH₃] = 420middot10⁻⁴ moldmsup3
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno calcuacutelase do produto ioacutenico da auga
[H+ ]e=K w
[OHminus]e =
100 middot10minus14
420 middot10minus4 =238middot10minus11 mol dm3
b) O pH valeraacute
pH = - log[H⁺] = -log(238middot10⁻sup1sup1) = 106
A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= 420middot10minus4 middot 420 middot10minus4
00096 6=18 middot10minus5
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten 001 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 001 = 12 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhQuiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calculaa) A constante de acidezb) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 13)Rta a) Kₐ = 667middot10⁻⁴ b) pH = 30 [OH⁻]ₑ = 100middot10⁻sup1sup1 moldmsup3
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido fuorhiacutedrico [HF]₀ = 250middot10⁻sup3 moldmsup3
Grao de ionizacioacuten do HF na disolucioacuten α = 400 = 0400
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Constante de acidez do HF Kₐ
pH da disolucioacuten pH
Concentracioacuten dos ioacutens hidroacutexido no equilibrio [OH⁻]ₑ
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
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Eficuaficioacutens
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Como o aacutecido fuorhiacutedrico eacute un aacutecido deacutebil disoacuteciase parcialmente en auga segundo a ecuacioacuten
HF(aq) H⁺(aq) + F⁻(aq)
O grao de disociacioacuten α eacute
α=[HF]d[HF ]0
Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a concentracioacuten de aacutecido fuorhiacutedrico disociado
[HF] = α middot [HF]₀ = 0400 middot 250middot10⁻sup3 moldmsup3 = 100middot10⁻sup3 moldmsup3
polo que a concentracioacuten do aacutecido fuorhiacutedrico no equilibrio eacute
[HF]ₑ = [HF]₀ ndash [HF] = 250middot10⁻sup3 moldmsup3 ndash 100middot10⁻sup3 moldmsup3 = 150middot10⁻sup3 moldmsup3
Da estequiometriacutea da disociacioacuten a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno e a de ioacutens fuoruro eacute igual aacute de aacutecido fuorhiacutedrico disociado
[H⁺]ₑ = [F⁻]ₑ = [HF] = 100middot10⁻sup3 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[H+ ]e middot [Fminus]e
[HF ]e =
100 middot10minus3 middot100 middot10minus3
150 middot10minus3 =667 middot10minus4
b) O pH valeraacute
pH = - log[H⁺] = -log(100middot10⁻sup3) = 30
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido calcuacutelase do produto ioacutenico da auga
[OHminus]e=K w
[H+]e =
100 middot10minus14
100 middot10minus3 =100middot 10minus11 moldm3
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o aacutecido fuorhiacutedrico fose un aacutecido forte o pH dunha disolucioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 seriacutea pH asymp -log 25middot10⁻sup3 = 26 Un aacutecido deacutebil teraacute un pH menos aacutecido maacuteis proacuteximo a 7
3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indicaa) O pH desta disolucioacutenb) O grao de disociacioacuten do aacutecidoDato Kₐ = 327middot10⁻⁴ (PAU Xuntildeo 08)Rta a) pH = 27 b) α = 14
Datos Cifras signifficativas 3
Masa de aacutecido HC₉H₇O₄ m = 0650 g
Volume de disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3
Constante de acidez Kₐ = 327middot10⁻⁴
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Datos Cifras signifficativas 3
Masa molar do aacutecido HC₉H₇O₄ M(HC₉H₇O₄) = 180 gmol
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Grao de disociacioacuten α
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) A cantidade de aacutecido que hai en 250 cmsup3 de disolucioacuten eacute
n0(HC9 H7 O4)=0650 g HC9 H7 O4
1 mol HC9 H7 O4
180 g HC9 H7 O4
=361 middot10minus3 mol HC9 H 7O4
polo que a concentracioacuten da disolucioacuten eacute
[HC9 H7 O4 ]0=361middot10minus3 mol HC9 H 7O4
0250 dm3 D=00146 4moldm3
Como eacute un aacutecido deacutebil monoproacutetico disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten
HC₉H₇O₄(aq) H⁺(aq) + C₉H₇O₄⁻ (aq)
Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten HC₉H₇O₄ H⁺ C₉H₇O₄⁻
[X]₀ inicial 001464 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001464 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[C9 H7O4
minus]e middot[H+]e[HC9 H7O4]e
Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio
327 middot 10minus4= x middot x00146 4minusx
Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 001464 e resolver a ecuacioacuten
327 middot 10minus4asymp x 2
00146 4
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que daacute
xasympradic00146 4middot327 middot10minus4=217 middot 10minus3 mol dm3
Pero ao calcular o grao de disociacioacuten
α=[s ]d[s]0
= 217 middot10minus3 mol dm3
00146 4mol dm3 =015=15
vese que non eacute desprezable polo que hai que resolver a ecuacioacuten de segundo grao
xsup2 + 327middot10⁻⁴ x ndash 472middot10⁻⁶ = 0
x = 202middot10⁻sup3 moldmsup3
Calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(202middot10⁻sup3) = 270
b) O grao de disociacioacuten corrixida a concentracioacuten eacute
α=[s ]d[s]0
= 202 middot10minus3 mol dm3
0144 mol dm3 =0140=140
4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies
existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibriob) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecidoDato Kₐ(C₂H₄O₂) = 18middot10⁻⁵ (PAU Set 15 Set 08)Rta a) [CH₃COO⁻] = [H⁺] = 0001633 moldmsup3 [CH₃COOH] = 0099 moldmsup3 b) pH = 288 α = 133
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido aceacutetico [CH₃ndashCOOH]₀ = 0100 moldmsup3
Constante de acidez Kₐ = 180middot10⁻⁵
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacuten acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Grao de disociacioacuten α
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
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a) O aacutecido aceacutetico eacute un aacutecido deacutebil e disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]e middot [H+ ]e
[CH3minusCOOH]e
Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio
180middot 10minus5= x middotx0100minusx
Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 0100 e resolver a ecuacioacuten
180middot 10minus5asymp x 2
0100
que daacute
xasympradic 0100middot 180middot10minus5=133middot10minus3 mol dm3
Ao calcular o grao de disociacioacuten
α=[s ]d[s]0
= 133 middot10minus3 mol dm3
0100 mol dm3 =00136 3=133
vese que eacute desprezable polo que a solucioacuten eacute aceptable
[H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = x = 0001633 moldmsup3
[CH₃COOH]ₑ = 0100 ndash 0001633 = 0099 moldmsup3
b) Calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(133middot10⁻sup3) = 288
5 Considera unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3a) Calcula o pH desta disolucioacutenb) Calcula o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 11)Rta a) pH = 1103 b) α = 165
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀ = 650middot10⁻sup2 moldmsup3
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
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Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B (OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s]d[s]0
Soluficioacuten
a) Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial 650middot10⁻sup2 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 650middot10⁻sup2 ndash x x x moldmsup3
A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= x middot x
(650 middot10minus2minusx )=178 middot10minus5
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 650middot10⁻sup2 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic650middot10minus2 middot178middot10minus5=108middot10minus3 mol dm3
que comparada con 650middot10⁻sup2 eacute desprezable
Erro (= grao de disociacioacuten) = 108middot10⁻sup3 moldmsup3 650middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001665 = 165 lt 5
[OH⁻]ₑ = x = 108middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 14
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(108middot10⁻sup3) = 297
pH = 14 ndash 297 = 1103
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten 650middot10⁻sup2moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 650middot10⁻sup2 = 128 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
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b) O grao de disociacioacuten α eacute
α=[s ]d[s]0
= 108 middot10minus3 mol dm3
65middot10minus2 mol dm3 =00166 5=165
6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilinab) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilinaDato K = 10middot10⁻sup1⁴ (PAU Xuntildeo 15)Rta a) pH = 881 b) Kₐ = 24middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten da disolucioacuten de anilina [C₆H₅NH₂]₀ = 0100 moldmsup3
Constante de basicidade del a anilina K = 410middot10⁻sup1⁰
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina Kₐ
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pK = pH + pOH = 14
Soluficioacuten
a) Como a anilina eacute unha base deacutebil disociarse en auga segundo a ecuacioacuten
C₆H₅NH₂(aq) + H₂O(l) C₆H₅NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten C₆H₅NH₂ C₆H₅NH₃⁺
OH⁻
[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3
A constante de basicidade K eacute
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K b=[C6 H5 NH3
+]emiddot [OH-]e[C6 H5 NH2]e
= x middotx
(0100minusx )=410 middot10minus10
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0100 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0100middot410 middot10minus10=640middot10minus6 mol dm3
que comparada con 0100 eacute desprezable
[OH⁻]ₑ = x = 640middot10⁻⁶ mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 14
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(640middot10⁻⁶) = 519
pH = 1400 ndash 519 = 881
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se a anilina fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten de concen-tracioacuten 01 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 01 = 13 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
b) O aacutecido conxugado da anilina eacute un aacutecido porque en disolucioacuten acuosa cederiacutea hidroxenioacutens aacute auga
C₆H₅NH₃⁺(aq) C₆H₅NH₂(aq) + H⁺(aq)
A expresioacuten da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina eacute
K a=[C6 H5 NH2]emiddot [H
+]e[C6 H 5 NH3
+]e
Se multiplicamos a constante de basicidade da anilina pola constante de acidez do seu aacutecido conxugado obtemos
K b middotK a=[C6 H5 NH3
+]e middot[OH-]e[C6 H5 NH2]e
middot[C6 H5 NH2]emiddot [H
+]e[C6 H5 NH3
+]e=[OH-]e middot [H+]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
K a=K w
K b
=100 middot10minus14
410 middot10minus10=244 middot10minus5
7 a) Qe concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco para que o seu pH sexa de 1035b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 13)Rta a) [NH₃]₀ = 304middot10⁻sup3 moldmsup3 b) α = 737
Datos Cifras signifficativas 3
pH da disolucioacuten de amoniacuteaco pH = 1035
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
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Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) A partir do pH podemos calcular o pOH
pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365
e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio
[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que
x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= (224 middot 10minus4)2
(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5
Despexando c₀
c 0=(224middot10minus4)2
178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3
b) O grao de disociacioacuten α eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 224 middot10minus4 mol dm3
304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737
Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11
8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142
Datos Cifras signifficativas 3
Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃
Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa
Temperatura T = 10 deg = 283 K
Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco
n (NH3)=p middot VR middot T
= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3
831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )
A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12
[NH3]=n(NH3)
V D
=172 mol NH3
450 dm3 D=0382 mol dm3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= x middotx
(0382minusx )=178middot 10minus5
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3
que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 261 middot10minus3 mol dm3
0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068
Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)
[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 1400
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258
pH = 14 ndash 258 = 1142
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten
(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22
Datos Cifras signifficativas 3
Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3
Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13
Inficoacutegnitas
Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
Soluficioacuten
a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga
[HA ]0=0100 mol HA
0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D
O grao de disociacioacuten α eacute
α=n d
n0
Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado
n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc
1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc
cunha concentracioacuten
[HA ]d=150 middot103 mol HA
0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3
A ecuacioacuten eacute
HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻
[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3
0394=914 middot 10minus5
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222
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10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27
c) Kₐ = 20middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Temperatura T = 25 deg = 298 K
Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3
Inficoacutegnitas
Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) e b) Disociaacuteronse
[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =
= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc
mol CH3 ndash COOH inic middot020
mol CH3ndash COOH inic
dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc
dm3 disolucioacuten
Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa
[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga
pH + pOH = 14
Primeiro calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272
pOH = 1400 ndash 272 = 1128
[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3
c) A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3
020=20 middot10minus5
Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado
11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios
para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)
Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3
Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130
Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3
Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de aacutecido disociado n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Disociaacuteronse
[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic
middot 00106 0mol HA inic
dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc
dm3 disolucioacuten
Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
130 middot10minus3 middot130 middot10minus3
00086 7=19 middot10minus4
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289
c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute
HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)
O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute
V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA
1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH
1 mol HAmiddot
1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH
=50middot 10minus3 dm3 D NaOH
V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3
12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten
oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17
Datos Cifras signifficativas 2
Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3
pH da disolucioacuten pH = 200
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ
Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=
[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e
[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]
Soluficioacuten
a) Como pH = ndashlog[H⁺]
20 = ndashlog[H⁺]
[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3
b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute
[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)
V=
030 mol CH3minusCOOH
0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D
Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3
Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 001 middot001
60=17middot 10minus5
loz CUESTIOacuteNS
1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
(PAU Set 11)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18
Soluficioacuten
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno
Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺
Aacutecido radic radic radic
Base radic radic
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia
2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
(PAU Xuntildeo 16)
Soluficioacuten
b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
base aacutecido aacutecido conx base conx
Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos
HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
aacutecido base base conx aacutecido conx
Ceden ioacutens hidroacutexeno
3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 15)
Soluficioacuten
CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19
4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 11)
Soluficioacuten
a)
CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺
NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺
NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺
CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN
5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
(PAU Set 13)
Soluficioacuten
a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)
6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base
conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)
Soluficioacuten
a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 2
Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a concentracioacuten de amoniacuteaco disociado
[NH₃] = α middot [NH₃]₀ = 004260 middot 001060 moldmsup3 = 420middot10⁻⁴ moldmsup3
polo que a concentracioacuten do amoniacuteaco no equilibrio eacute
[NH₃]ₑ = [NH₃]₀ ndash [NH₃] = 001060 moldmsup3 ndash 420middot10⁻⁴ moldmsup3 = 000966 moldmsup3
Da estequiometriacutea da reaccioacuten poacutedese calcular a concentracioacuten de ioacutens amonio e hidroacutexido
[OH⁻]ₑ = [NH₄⁺]ₑ = [NH₃] = 420middot10⁻⁴ moldmsup3
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno calcuacutelase do produto ioacutenico da auga
[H+ ]e=K w
[OHminus]e =
100 middot10minus14
420 middot10minus4 =238middot10minus11 mol dm3
b) O pH valeraacute
pH = - log[H⁺] = -log(238middot10⁻sup1sup1) = 106
A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= 420middot10minus4 middot 420 middot10minus4
00096 6=18 middot10minus5
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten 001 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 001 = 12 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhQuiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calculaa) A constante de acidezb) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 13)Rta a) Kₐ = 667middot10⁻⁴ b) pH = 30 [OH⁻]ₑ = 100middot10⁻sup1sup1 moldmsup3
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido fuorhiacutedrico [HF]₀ = 250middot10⁻sup3 moldmsup3
Grao de ionizacioacuten do HF na disolucioacuten α = 400 = 0400
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Constante de acidez do HF Kₐ
pH da disolucioacuten pH
Concentracioacuten dos ioacutens hidroacutexido no equilibrio [OH⁻]ₑ
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 3
Eficuaficioacutens
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Como o aacutecido fuorhiacutedrico eacute un aacutecido deacutebil disoacuteciase parcialmente en auga segundo a ecuacioacuten
HF(aq) H⁺(aq) + F⁻(aq)
O grao de disociacioacuten α eacute
α=[HF]d[HF ]0
Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a concentracioacuten de aacutecido fuorhiacutedrico disociado
[HF] = α middot [HF]₀ = 0400 middot 250middot10⁻sup3 moldmsup3 = 100middot10⁻sup3 moldmsup3
polo que a concentracioacuten do aacutecido fuorhiacutedrico no equilibrio eacute
[HF]ₑ = [HF]₀ ndash [HF] = 250middot10⁻sup3 moldmsup3 ndash 100middot10⁻sup3 moldmsup3 = 150middot10⁻sup3 moldmsup3
Da estequiometriacutea da disociacioacuten a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno e a de ioacutens fuoruro eacute igual aacute de aacutecido fuorhiacutedrico disociado
[H⁺]ₑ = [F⁻]ₑ = [HF] = 100middot10⁻sup3 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[H+ ]e middot [Fminus]e
[HF ]e =
100 middot10minus3 middot100 middot10minus3
150 middot10minus3 =667 middot10minus4
b) O pH valeraacute
pH = - log[H⁺] = -log(100middot10⁻sup3) = 30
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido calcuacutelase do produto ioacutenico da auga
[OHminus]e=K w
[H+]e =
100 middot10minus14
100 middot10minus3 =100middot 10minus11 moldm3
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o aacutecido fuorhiacutedrico fose un aacutecido forte o pH dunha disolucioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 seriacutea pH asymp -log 25middot10⁻sup3 = 26 Un aacutecido deacutebil teraacute un pH menos aacutecido maacuteis proacuteximo a 7
3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indicaa) O pH desta disolucioacutenb) O grao de disociacioacuten do aacutecidoDato Kₐ = 327middot10⁻⁴ (PAU Xuntildeo 08)Rta a) pH = 27 b) α = 14
Datos Cifras signifficativas 3
Masa de aacutecido HC₉H₇O₄ m = 0650 g
Volume de disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3
Constante de acidez Kₐ = 327middot10⁻⁴
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 4
Datos Cifras signifficativas 3
Masa molar do aacutecido HC₉H₇O₄ M(HC₉H₇O₄) = 180 gmol
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Grao de disociacioacuten α
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) A cantidade de aacutecido que hai en 250 cmsup3 de disolucioacuten eacute
n0(HC9 H7 O4)=0650 g HC9 H7 O4
1 mol HC9 H7 O4
180 g HC9 H7 O4
=361 middot10minus3 mol HC9 H 7O4
polo que a concentracioacuten da disolucioacuten eacute
[HC9 H7 O4 ]0=361middot10minus3 mol HC9 H 7O4
0250 dm3 D=00146 4moldm3
Como eacute un aacutecido deacutebil monoproacutetico disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten
HC₉H₇O₄(aq) H⁺(aq) + C₉H₇O₄⁻ (aq)
Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten HC₉H₇O₄ H⁺ C₉H₇O₄⁻
[X]₀ inicial 001464 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001464 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[C9 H7O4
minus]e middot[H+]e[HC9 H7O4]e
Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio
327 middot 10minus4= x middot x00146 4minusx
Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 001464 e resolver a ecuacioacuten
327 middot 10minus4asymp x 2
00146 4
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 5
que daacute
xasympradic00146 4middot327 middot10minus4=217 middot 10minus3 mol dm3
Pero ao calcular o grao de disociacioacuten
α=[s ]d[s]0
= 217 middot10minus3 mol dm3
00146 4mol dm3 =015=15
vese que non eacute desprezable polo que hai que resolver a ecuacioacuten de segundo grao
xsup2 + 327middot10⁻⁴ x ndash 472middot10⁻⁶ = 0
x = 202middot10⁻sup3 moldmsup3
Calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(202middot10⁻sup3) = 270
b) O grao de disociacioacuten corrixida a concentracioacuten eacute
α=[s ]d[s]0
= 202 middot10minus3 mol dm3
0144 mol dm3 =0140=140
4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies
existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibriob) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecidoDato Kₐ(C₂H₄O₂) = 18middot10⁻⁵ (PAU Set 15 Set 08)Rta a) [CH₃COO⁻] = [H⁺] = 0001633 moldmsup3 [CH₃COOH] = 0099 moldmsup3 b) pH = 288 α = 133
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido aceacutetico [CH₃ndashCOOH]₀ = 0100 moldmsup3
Constante de acidez Kₐ = 180middot10⁻⁵
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacuten acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Grao de disociacioacuten α
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 6
a) O aacutecido aceacutetico eacute un aacutecido deacutebil e disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]e middot [H+ ]e
[CH3minusCOOH]e
Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio
180middot 10minus5= x middotx0100minusx
Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 0100 e resolver a ecuacioacuten
180middot 10minus5asymp x 2
0100
que daacute
xasympradic 0100middot 180middot10minus5=133middot10minus3 mol dm3
Ao calcular o grao de disociacioacuten
α=[s ]d[s]0
= 133 middot10minus3 mol dm3
0100 mol dm3 =00136 3=133
vese que eacute desprezable polo que a solucioacuten eacute aceptable
[H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = x = 0001633 moldmsup3
[CH₃COOH]ₑ = 0100 ndash 0001633 = 0099 moldmsup3
b) Calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(133middot10⁻sup3) = 288
5 Considera unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3a) Calcula o pH desta disolucioacutenb) Calcula o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 11)Rta a) pH = 1103 b) α = 165
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀ = 650middot10⁻sup2 moldmsup3
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 7
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B (OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s]d[s]0
Soluficioacuten
a) Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial 650middot10⁻sup2 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 650middot10⁻sup2 ndash x x x moldmsup3
A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= x middot x
(650 middot10minus2minusx )=178 middot10minus5
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 650middot10⁻sup2 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic650middot10minus2 middot178middot10minus5=108middot10minus3 mol dm3
que comparada con 650middot10⁻sup2 eacute desprezable
Erro (= grao de disociacioacuten) = 108middot10⁻sup3 moldmsup3 650middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001665 = 165 lt 5
[OH⁻]ₑ = x = 108middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 14
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(108middot10⁻sup3) = 297
pH = 14 ndash 297 = 1103
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten 650middot10⁻sup2moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 650middot10⁻sup2 = 128 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 8
b) O grao de disociacioacuten α eacute
α=[s ]d[s]0
= 108 middot10minus3 mol dm3
65middot10minus2 mol dm3 =00166 5=165
6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilinab) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilinaDato K = 10middot10⁻sup1⁴ (PAU Xuntildeo 15)Rta a) pH = 881 b) Kₐ = 24middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten da disolucioacuten de anilina [C₆H₅NH₂]₀ = 0100 moldmsup3
Constante de basicidade del a anilina K = 410middot10⁻sup1⁰
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina Kₐ
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pK = pH + pOH = 14
Soluficioacuten
a) Como a anilina eacute unha base deacutebil disociarse en auga segundo a ecuacioacuten
C₆H₅NH₂(aq) + H₂O(l) C₆H₅NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten C₆H₅NH₂ C₆H₅NH₃⁺
OH⁻
[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3
A constante de basicidade K eacute
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 9
K b=[C6 H5 NH3
+]emiddot [OH-]e[C6 H5 NH2]e
= x middotx
(0100minusx )=410 middot10minus10
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0100 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0100middot410 middot10minus10=640middot10minus6 mol dm3
que comparada con 0100 eacute desprezable
[OH⁻]ₑ = x = 640middot10⁻⁶ mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 14
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(640middot10⁻⁶) = 519
pH = 1400 ndash 519 = 881
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se a anilina fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten de concen-tracioacuten 01 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 01 = 13 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
b) O aacutecido conxugado da anilina eacute un aacutecido porque en disolucioacuten acuosa cederiacutea hidroxenioacutens aacute auga
C₆H₅NH₃⁺(aq) C₆H₅NH₂(aq) + H⁺(aq)
A expresioacuten da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina eacute
K a=[C6 H5 NH2]emiddot [H
+]e[C6 H 5 NH3
+]e
Se multiplicamos a constante de basicidade da anilina pola constante de acidez do seu aacutecido conxugado obtemos
K b middotK a=[C6 H5 NH3
+]e middot[OH-]e[C6 H5 NH2]e
middot[C6 H5 NH2]emiddot [H
+]e[C6 H5 NH3
+]e=[OH-]e middot [H+]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
K a=K w
K b
=100 middot10minus14
410 middot10minus10=244 middot10minus5
7 a) Qe concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco para que o seu pH sexa de 1035b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 13)Rta a) [NH₃]₀ = 304middot10⁻sup3 moldmsup3 b) α = 737
Datos Cifras signifficativas 3
pH da disolucioacuten de amoniacuteaco pH = 1035
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 10
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) A partir do pH podemos calcular o pOH
pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365
e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio
[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que
x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= (224 middot 10minus4)2
(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5
Despexando c₀
c 0=(224middot10minus4)2
178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3
b) O grao de disociacioacuten α eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 224 middot10minus4 mol dm3
304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737
Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada
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8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142
Datos Cifras signifficativas 3
Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃
Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa
Temperatura T = 10 deg = 283 K
Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco
n (NH3)=p middot VR middot T
= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3
831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )
A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute
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[NH3]=n(NH3)
V D
=172 mol NH3
450 dm3 D=0382 mol dm3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= x middotx
(0382minusx )=178middot 10minus5
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3
que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 261 middot10minus3 mol dm3
0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068
Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)
[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 1400
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258
pH = 14 ndash 258 = 1142
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten
(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22
Datos Cifras signifficativas 3
Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3
Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2
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Inficoacutegnitas
Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
Soluficioacuten
a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga
[HA ]0=0100 mol HA
0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D
O grao de disociacioacuten α eacute
α=n d
n0
Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado
n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc
1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc
cunha concentracioacuten
[HA ]d=150 middot103 mol HA
0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3
A ecuacioacuten eacute
HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻
[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3
0394=914 middot 10minus5
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222
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10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27
c) Kₐ = 20middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Temperatura T = 25 deg = 298 K
Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3
Inficoacutegnitas
Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) e b) Disociaacuteronse
[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =
= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc
mol CH3 ndash COOH inic middot020
mol CH3ndash COOH inic
dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc
dm3 disolucioacuten
Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
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Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa
[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga
pH + pOH = 14
Primeiro calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272
pOH = 1400 ndash 272 = 1128
[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3
c) A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3
020=20 middot10minus5
Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado
11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios
para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)
Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3
Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130
Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3
Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de aacutecido disociado n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
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Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Disociaacuteronse
[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic
middot 00106 0mol HA inic
dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc
dm3 disolucioacuten
Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
130 middot10minus3 middot130 middot10minus3
00086 7=19 middot10minus4
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289
c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute
HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)
O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute
V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA
1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH
1 mol HAmiddot
1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH
=50middot 10minus3 dm3 D NaOH
V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3
12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten
oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol
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Datos Cifras signifficativas 2
Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3
pH da disolucioacuten pH = 200
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ
Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=
[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e
[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]
Soluficioacuten
a) Como pH = ndashlog[H⁺]
20 = ndashlog[H⁺]
[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3
b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute
[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)
V=
030 mol CH3minusCOOH
0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D
Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3
Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 001 middot001
60=17middot 10minus5
loz CUESTIOacuteNS
1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
(PAU Set 11)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18
Soluficioacuten
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno
Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺
Aacutecido radic radic radic
Base radic radic
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia
2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
(PAU Xuntildeo 16)
Soluficioacuten
b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
base aacutecido aacutecido conx base conx
Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos
HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
aacutecido base base conx aacutecido conx
Ceden ioacutens hidroacutexeno
3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 15)
Soluficioacuten
CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19
4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 11)
Soluficioacuten
a)
CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺
NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺
NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺
CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN
5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
(PAU Set 13)
Soluficioacuten
a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)
6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base
conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)
Soluficioacuten
a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 3
Eficuaficioacutens
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Como o aacutecido fuorhiacutedrico eacute un aacutecido deacutebil disoacuteciase parcialmente en auga segundo a ecuacioacuten
HF(aq) H⁺(aq) + F⁻(aq)
O grao de disociacioacuten α eacute
α=[HF]d[HF ]0
Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a concentracioacuten de aacutecido fuorhiacutedrico disociado
[HF] = α middot [HF]₀ = 0400 middot 250middot10⁻sup3 moldmsup3 = 100middot10⁻sup3 moldmsup3
polo que a concentracioacuten do aacutecido fuorhiacutedrico no equilibrio eacute
[HF]ₑ = [HF]₀ ndash [HF] = 250middot10⁻sup3 moldmsup3 ndash 100middot10⁻sup3 moldmsup3 = 150middot10⁻sup3 moldmsup3
Da estequiometriacutea da disociacioacuten a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno e a de ioacutens fuoruro eacute igual aacute de aacutecido fuorhiacutedrico disociado
[H⁺]ₑ = [F⁻]ₑ = [HF] = 100middot10⁻sup3 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[H+ ]e middot [Fminus]e
[HF ]e =
100 middot10minus3 middot100 middot10minus3
150 middot10minus3 =667 middot10minus4
b) O pH valeraacute
pH = - log[H⁺] = -log(100middot10⁻sup3) = 30
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido calcuacutelase do produto ioacutenico da auga
[OHminus]e=K w
[H+]e =
100 middot10minus14
100 middot10minus3 =100middot 10minus11 moldm3
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o aacutecido fuorhiacutedrico fose un aacutecido forte o pH dunha disolucioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 seriacutea pH asymp -log 25middot10⁻sup3 = 26 Un aacutecido deacutebil teraacute un pH menos aacutecido maacuteis proacuteximo a 7
3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indicaa) O pH desta disolucioacutenb) O grao de disociacioacuten do aacutecidoDato Kₐ = 327middot10⁻⁴ (PAU Xuntildeo 08)Rta a) pH = 27 b) α = 14
Datos Cifras signifficativas 3
Masa de aacutecido HC₉H₇O₄ m = 0650 g
Volume de disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3
Constante de acidez Kₐ = 327middot10⁻⁴
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 4
Datos Cifras signifficativas 3
Masa molar do aacutecido HC₉H₇O₄ M(HC₉H₇O₄) = 180 gmol
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Grao de disociacioacuten α
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) A cantidade de aacutecido que hai en 250 cmsup3 de disolucioacuten eacute
n0(HC9 H7 O4)=0650 g HC9 H7 O4
1 mol HC9 H7 O4
180 g HC9 H7 O4
=361 middot10minus3 mol HC9 H 7O4
polo que a concentracioacuten da disolucioacuten eacute
[HC9 H7 O4 ]0=361middot10minus3 mol HC9 H 7O4
0250 dm3 D=00146 4moldm3
Como eacute un aacutecido deacutebil monoproacutetico disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten
HC₉H₇O₄(aq) H⁺(aq) + C₉H₇O₄⁻ (aq)
Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten HC₉H₇O₄ H⁺ C₉H₇O₄⁻
[X]₀ inicial 001464 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001464 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[C9 H7O4
minus]e middot[H+]e[HC9 H7O4]e
Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio
327 middot 10minus4= x middot x00146 4minusx
Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 001464 e resolver a ecuacioacuten
327 middot 10minus4asymp x 2
00146 4
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 5
que daacute
xasympradic00146 4middot327 middot10minus4=217 middot 10minus3 mol dm3
Pero ao calcular o grao de disociacioacuten
α=[s ]d[s]0
= 217 middot10minus3 mol dm3
00146 4mol dm3 =015=15
vese que non eacute desprezable polo que hai que resolver a ecuacioacuten de segundo grao
xsup2 + 327middot10⁻⁴ x ndash 472middot10⁻⁶ = 0
x = 202middot10⁻sup3 moldmsup3
Calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(202middot10⁻sup3) = 270
b) O grao de disociacioacuten corrixida a concentracioacuten eacute
α=[s ]d[s]0
= 202 middot10minus3 mol dm3
0144 mol dm3 =0140=140
4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies
existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibriob) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecidoDato Kₐ(C₂H₄O₂) = 18middot10⁻⁵ (PAU Set 15 Set 08)Rta a) [CH₃COO⁻] = [H⁺] = 0001633 moldmsup3 [CH₃COOH] = 0099 moldmsup3 b) pH = 288 α = 133
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido aceacutetico [CH₃ndashCOOH]₀ = 0100 moldmsup3
Constante de acidez Kₐ = 180middot10⁻⁵
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacuten acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Grao de disociacioacuten α
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 6
a) O aacutecido aceacutetico eacute un aacutecido deacutebil e disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]e middot [H+ ]e
[CH3minusCOOH]e
Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio
180middot 10minus5= x middotx0100minusx
Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 0100 e resolver a ecuacioacuten
180middot 10minus5asymp x 2
0100
que daacute
xasympradic 0100middot 180middot10minus5=133middot10minus3 mol dm3
Ao calcular o grao de disociacioacuten
α=[s ]d[s]0
= 133 middot10minus3 mol dm3
0100 mol dm3 =00136 3=133
vese que eacute desprezable polo que a solucioacuten eacute aceptable
[H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = x = 0001633 moldmsup3
[CH₃COOH]ₑ = 0100 ndash 0001633 = 0099 moldmsup3
b) Calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(133middot10⁻sup3) = 288
5 Considera unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3a) Calcula o pH desta disolucioacutenb) Calcula o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 11)Rta a) pH = 1103 b) α = 165
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀ = 650middot10⁻sup2 moldmsup3
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 7
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B (OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s]d[s]0
Soluficioacuten
a) Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial 650middot10⁻sup2 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 650middot10⁻sup2 ndash x x x moldmsup3
A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= x middot x
(650 middot10minus2minusx )=178 middot10minus5
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 650middot10⁻sup2 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic650middot10minus2 middot178middot10minus5=108middot10minus3 mol dm3
que comparada con 650middot10⁻sup2 eacute desprezable
Erro (= grao de disociacioacuten) = 108middot10⁻sup3 moldmsup3 650middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001665 = 165 lt 5
[OH⁻]ₑ = x = 108middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 14
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(108middot10⁻sup3) = 297
pH = 14 ndash 297 = 1103
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten 650middot10⁻sup2moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 650middot10⁻sup2 = 128 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 8
b) O grao de disociacioacuten α eacute
α=[s ]d[s]0
= 108 middot10minus3 mol dm3
65middot10minus2 mol dm3 =00166 5=165
6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilinab) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilinaDato K = 10middot10⁻sup1⁴ (PAU Xuntildeo 15)Rta a) pH = 881 b) Kₐ = 24middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten da disolucioacuten de anilina [C₆H₅NH₂]₀ = 0100 moldmsup3
Constante de basicidade del a anilina K = 410middot10⁻sup1⁰
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina Kₐ
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pK = pH + pOH = 14
Soluficioacuten
a) Como a anilina eacute unha base deacutebil disociarse en auga segundo a ecuacioacuten
C₆H₅NH₂(aq) + H₂O(l) C₆H₅NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten C₆H₅NH₂ C₆H₅NH₃⁺
OH⁻
[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3
A constante de basicidade K eacute
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 9
K b=[C6 H5 NH3
+]emiddot [OH-]e[C6 H5 NH2]e
= x middotx
(0100minusx )=410 middot10minus10
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0100 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0100middot410 middot10minus10=640middot10minus6 mol dm3
que comparada con 0100 eacute desprezable
[OH⁻]ₑ = x = 640middot10⁻⁶ mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 14
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(640middot10⁻⁶) = 519
pH = 1400 ndash 519 = 881
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se a anilina fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten de concen-tracioacuten 01 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 01 = 13 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
b) O aacutecido conxugado da anilina eacute un aacutecido porque en disolucioacuten acuosa cederiacutea hidroxenioacutens aacute auga
C₆H₅NH₃⁺(aq) C₆H₅NH₂(aq) + H⁺(aq)
A expresioacuten da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina eacute
K a=[C6 H5 NH2]emiddot [H
+]e[C6 H 5 NH3
+]e
Se multiplicamos a constante de basicidade da anilina pola constante de acidez do seu aacutecido conxugado obtemos
K b middotK a=[C6 H5 NH3
+]e middot[OH-]e[C6 H5 NH2]e
middot[C6 H5 NH2]emiddot [H
+]e[C6 H5 NH3
+]e=[OH-]e middot [H+]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
K a=K w
K b
=100 middot10minus14
410 middot10minus10=244 middot10minus5
7 a) Qe concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco para que o seu pH sexa de 1035b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 13)Rta a) [NH₃]₀ = 304middot10⁻sup3 moldmsup3 b) α = 737
Datos Cifras signifficativas 3
pH da disolucioacuten de amoniacuteaco pH = 1035
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 10
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) A partir do pH podemos calcular o pOH
pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365
e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio
[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que
x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= (224 middot 10minus4)2
(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5
Despexando c₀
c 0=(224middot10minus4)2
178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3
b) O grao de disociacioacuten α eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 224 middot10minus4 mol dm3
304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737
Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11
8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142
Datos Cifras signifficativas 3
Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃
Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa
Temperatura T = 10 deg = 283 K
Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco
n (NH3)=p middot VR middot T
= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3
831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )
A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12
[NH3]=n(NH3)
V D
=172 mol NH3
450 dm3 D=0382 mol dm3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= x middotx
(0382minusx )=178middot 10minus5
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3
que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 261 middot10minus3 mol dm3
0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068
Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)
[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 1400
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258
pH = 14 ndash 258 = 1142
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten
(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22
Datos Cifras signifficativas 3
Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3
Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13
Inficoacutegnitas
Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
Soluficioacuten
a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga
[HA ]0=0100 mol HA
0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D
O grao de disociacioacuten α eacute
α=n d
n0
Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado
n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc
1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc
cunha concentracioacuten
[HA ]d=150 middot103 mol HA
0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3
A ecuacioacuten eacute
HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻
[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3
0394=914 middot 10minus5
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222
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10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27
c) Kₐ = 20middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Temperatura T = 25 deg = 298 K
Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3
Inficoacutegnitas
Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) e b) Disociaacuteronse
[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =
= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc
mol CH3 ndash COOH inic middot020
mol CH3ndash COOH inic
dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc
dm3 disolucioacuten
Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
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Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa
[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga
pH + pOH = 14
Primeiro calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272
pOH = 1400 ndash 272 = 1128
[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3
c) A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3
020=20 middot10minus5
Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado
11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios
para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)
Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3
Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130
Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3
Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de aacutecido disociado n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
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Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Disociaacuteronse
[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic
middot 00106 0mol HA inic
dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc
dm3 disolucioacuten
Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
130 middot10minus3 middot130 middot10minus3
00086 7=19 middot10minus4
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289
c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute
HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)
O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute
V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA
1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH
1 mol HAmiddot
1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH
=50middot 10minus3 dm3 D NaOH
V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3
12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten
oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17
Datos Cifras signifficativas 2
Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3
pH da disolucioacuten pH = 200
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ
Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=
[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e
[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]
Soluficioacuten
a) Como pH = ndashlog[H⁺]
20 = ndashlog[H⁺]
[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3
b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute
[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)
V=
030 mol CH3minusCOOH
0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D
Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3
Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 001 middot001
60=17middot 10minus5
loz CUESTIOacuteNS
1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
(PAU Set 11)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18
Soluficioacuten
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno
Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺
Aacutecido radic radic radic
Base radic radic
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia
2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
(PAU Xuntildeo 16)
Soluficioacuten
b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
base aacutecido aacutecido conx base conx
Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos
HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
aacutecido base base conx aacutecido conx
Ceden ioacutens hidroacutexeno
3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 15)
Soluficioacuten
CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19
4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 11)
Soluficioacuten
a)
CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺
NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺
NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺
CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN
5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
(PAU Set 13)
Soluficioacuten
a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)
6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base
conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)
Soluficioacuten
a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 4
Datos Cifras signifficativas 3
Masa molar do aacutecido HC₉H₇O₄ M(HC₉H₇O₄) = 180 gmol
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Grao de disociacioacuten α
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) A cantidade de aacutecido que hai en 250 cmsup3 de disolucioacuten eacute
n0(HC9 H7 O4)=0650 g HC9 H7 O4
1 mol HC9 H7 O4
180 g HC9 H7 O4
=361 middot10minus3 mol HC9 H 7O4
polo que a concentracioacuten da disolucioacuten eacute
[HC9 H7 O4 ]0=361middot10minus3 mol HC9 H 7O4
0250 dm3 D=00146 4moldm3
Como eacute un aacutecido deacutebil monoproacutetico disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten
HC₉H₇O₄(aq) H⁺(aq) + C₉H₇O₄⁻ (aq)
Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten HC₉H₇O₄ H⁺ C₉H₇O₄⁻
[X]₀ inicial 001464 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001464 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[C9 H7O4
minus]e middot[H+]e[HC9 H7O4]e
Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio
327 middot 10minus4= x middot x00146 4minusx
Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 001464 e resolver a ecuacioacuten
327 middot 10minus4asymp x 2
00146 4
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 5
que daacute
xasympradic00146 4middot327 middot10minus4=217 middot 10minus3 mol dm3
Pero ao calcular o grao de disociacioacuten
α=[s ]d[s]0
= 217 middot10minus3 mol dm3
00146 4mol dm3 =015=15
vese que non eacute desprezable polo que hai que resolver a ecuacioacuten de segundo grao
xsup2 + 327middot10⁻⁴ x ndash 472middot10⁻⁶ = 0
x = 202middot10⁻sup3 moldmsup3
Calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(202middot10⁻sup3) = 270
b) O grao de disociacioacuten corrixida a concentracioacuten eacute
α=[s ]d[s]0
= 202 middot10minus3 mol dm3
0144 mol dm3 =0140=140
4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies
existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibriob) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecidoDato Kₐ(C₂H₄O₂) = 18middot10⁻⁵ (PAU Set 15 Set 08)Rta a) [CH₃COO⁻] = [H⁺] = 0001633 moldmsup3 [CH₃COOH] = 0099 moldmsup3 b) pH = 288 α = 133
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido aceacutetico [CH₃ndashCOOH]₀ = 0100 moldmsup3
Constante de acidez Kₐ = 180middot10⁻⁵
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacuten acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Grao de disociacioacuten α
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 6
a) O aacutecido aceacutetico eacute un aacutecido deacutebil e disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]e middot [H+ ]e
[CH3minusCOOH]e
Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio
180middot 10minus5= x middotx0100minusx
Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 0100 e resolver a ecuacioacuten
180middot 10minus5asymp x 2
0100
que daacute
xasympradic 0100middot 180middot10minus5=133middot10minus3 mol dm3
Ao calcular o grao de disociacioacuten
α=[s ]d[s]0
= 133 middot10minus3 mol dm3
0100 mol dm3 =00136 3=133
vese que eacute desprezable polo que a solucioacuten eacute aceptable
[H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = x = 0001633 moldmsup3
[CH₃COOH]ₑ = 0100 ndash 0001633 = 0099 moldmsup3
b) Calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(133middot10⁻sup3) = 288
5 Considera unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3a) Calcula o pH desta disolucioacutenb) Calcula o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 11)Rta a) pH = 1103 b) α = 165
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀ = 650middot10⁻sup2 moldmsup3
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 7
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B (OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s]d[s]0
Soluficioacuten
a) Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial 650middot10⁻sup2 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 650middot10⁻sup2 ndash x x x moldmsup3
A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= x middot x
(650 middot10minus2minusx )=178 middot10minus5
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 650middot10⁻sup2 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic650middot10minus2 middot178middot10minus5=108middot10minus3 mol dm3
que comparada con 650middot10⁻sup2 eacute desprezable
Erro (= grao de disociacioacuten) = 108middot10⁻sup3 moldmsup3 650middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001665 = 165 lt 5
[OH⁻]ₑ = x = 108middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 14
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(108middot10⁻sup3) = 297
pH = 14 ndash 297 = 1103
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten 650middot10⁻sup2moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 650middot10⁻sup2 = 128 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 8
b) O grao de disociacioacuten α eacute
α=[s ]d[s]0
= 108 middot10minus3 mol dm3
65middot10minus2 mol dm3 =00166 5=165
6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilinab) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilinaDato K = 10middot10⁻sup1⁴ (PAU Xuntildeo 15)Rta a) pH = 881 b) Kₐ = 24middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten da disolucioacuten de anilina [C₆H₅NH₂]₀ = 0100 moldmsup3
Constante de basicidade del a anilina K = 410middot10⁻sup1⁰
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina Kₐ
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pK = pH + pOH = 14
Soluficioacuten
a) Como a anilina eacute unha base deacutebil disociarse en auga segundo a ecuacioacuten
C₆H₅NH₂(aq) + H₂O(l) C₆H₅NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten C₆H₅NH₂ C₆H₅NH₃⁺
OH⁻
[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3
A constante de basicidade K eacute
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 9
K b=[C6 H5 NH3
+]emiddot [OH-]e[C6 H5 NH2]e
= x middotx
(0100minusx )=410 middot10minus10
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0100 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0100middot410 middot10minus10=640middot10minus6 mol dm3
que comparada con 0100 eacute desprezable
[OH⁻]ₑ = x = 640middot10⁻⁶ mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 14
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(640middot10⁻⁶) = 519
pH = 1400 ndash 519 = 881
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se a anilina fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten de concen-tracioacuten 01 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 01 = 13 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
b) O aacutecido conxugado da anilina eacute un aacutecido porque en disolucioacuten acuosa cederiacutea hidroxenioacutens aacute auga
C₆H₅NH₃⁺(aq) C₆H₅NH₂(aq) + H⁺(aq)
A expresioacuten da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina eacute
K a=[C6 H5 NH2]emiddot [H
+]e[C6 H 5 NH3
+]e
Se multiplicamos a constante de basicidade da anilina pola constante de acidez do seu aacutecido conxugado obtemos
K b middotK a=[C6 H5 NH3
+]e middot[OH-]e[C6 H5 NH2]e
middot[C6 H5 NH2]emiddot [H
+]e[C6 H5 NH3
+]e=[OH-]e middot [H+]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
K a=K w
K b
=100 middot10minus14
410 middot10minus10=244 middot10minus5
7 a) Qe concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco para que o seu pH sexa de 1035b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 13)Rta a) [NH₃]₀ = 304middot10⁻sup3 moldmsup3 b) α = 737
Datos Cifras signifficativas 3
pH da disolucioacuten de amoniacuteaco pH = 1035
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 10
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) A partir do pH podemos calcular o pOH
pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365
e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio
[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que
x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= (224 middot 10minus4)2
(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5
Despexando c₀
c 0=(224middot10minus4)2
178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3
b) O grao de disociacioacuten α eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 224 middot10minus4 mol dm3
304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737
Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11
8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142
Datos Cifras signifficativas 3
Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃
Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa
Temperatura T = 10 deg = 283 K
Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco
n (NH3)=p middot VR middot T
= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3
831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )
A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12
[NH3]=n(NH3)
V D
=172 mol NH3
450 dm3 D=0382 mol dm3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= x middotx
(0382minusx )=178middot 10minus5
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3
que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 261 middot10minus3 mol dm3
0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068
Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)
[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 1400
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258
pH = 14 ndash 258 = 1142
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten
(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22
Datos Cifras signifficativas 3
Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3
Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13
Inficoacutegnitas
Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
Soluficioacuten
a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga
[HA ]0=0100 mol HA
0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D
O grao de disociacioacuten α eacute
α=n d
n0
Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado
n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc
1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc
cunha concentracioacuten
[HA ]d=150 middot103 mol HA
0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3
A ecuacioacuten eacute
HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻
[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3
0394=914 middot 10minus5
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222
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10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27
c) Kₐ = 20middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Temperatura T = 25 deg = 298 K
Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3
Inficoacutegnitas
Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) e b) Disociaacuteronse
[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =
= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc
mol CH3 ndash COOH inic middot020
mol CH3ndash COOH inic
dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc
dm3 disolucioacuten
Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
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Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa
[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga
pH + pOH = 14
Primeiro calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272
pOH = 1400 ndash 272 = 1128
[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3
c) A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3
020=20 middot10minus5
Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado
11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios
para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)
Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3
Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130
Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3
Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de aacutecido disociado n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
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Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Disociaacuteronse
[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic
middot 00106 0mol HA inic
dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc
dm3 disolucioacuten
Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
130 middot10minus3 middot130 middot10minus3
00086 7=19 middot10minus4
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289
c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute
HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)
O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute
V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA
1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH
1 mol HAmiddot
1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH
=50middot 10minus3 dm3 D NaOH
V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3
12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten
oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol
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Datos Cifras signifficativas 2
Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3
pH da disolucioacuten pH = 200
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ
Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=
[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e
[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]
Soluficioacuten
a) Como pH = ndashlog[H⁺]
20 = ndashlog[H⁺]
[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3
b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute
[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)
V=
030 mol CH3minusCOOH
0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D
Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3
Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 001 middot001
60=17middot 10minus5
loz CUESTIOacuteNS
1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
(PAU Set 11)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18
Soluficioacuten
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno
Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺
Aacutecido radic radic radic
Base radic radic
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia
2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
(PAU Xuntildeo 16)
Soluficioacuten
b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
base aacutecido aacutecido conx base conx
Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos
HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
aacutecido base base conx aacutecido conx
Ceden ioacutens hidroacutexeno
3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 15)
Soluficioacuten
CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19
4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 11)
Soluficioacuten
a)
CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺
NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺
NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺
CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN
5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
(PAU Set 13)
Soluficioacuten
a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)
6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base
conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)
Soluficioacuten
a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 5
que daacute
xasympradic00146 4middot327 middot10minus4=217 middot 10minus3 mol dm3
Pero ao calcular o grao de disociacioacuten
α=[s ]d[s]0
= 217 middot10minus3 mol dm3
00146 4mol dm3 =015=15
vese que non eacute desprezable polo que hai que resolver a ecuacioacuten de segundo grao
xsup2 + 327middot10⁻⁴ x ndash 472middot10⁻⁶ = 0
x = 202middot10⁻sup3 moldmsup3
Calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(202middot10⁻sup3) = 270
b) O grao de disociacioacuten corrixida a concentracioacuten eacute
α=[s ]d[s]0
= 202 middot10minus3 mol dm3
0144 mol dm3 =0140=140
4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies
existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibriob) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecidoDato Kₐ(C₂H₄O₂) = 18middot10⁻⁵ (PAU Set 15 Set 08)Rta a) [CH₃COO⁻] = [H⁺] = 0001633 moldmsup3 [CH₃COOH] = 0099 moldmsup3 b) pH = 288 α = 133
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido aceacutetico [CH₃ndashCOOH]₀ = 0100 moldmsup3
Constante de acidez Kₐ = 180middot10⁻⁵
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacuten acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Grao de disociacioacuten α
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 6
a) O aacutecido aceacutetico eacute un aacutecido deacutebil e disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]e middot [H+ ]e
[CH3minusCOOH]e
Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio
180middot 10minus5= x middotx0100minusx
Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 0100 e resolver a ecuacioacuten
180middot 10minus5asymp x 2
0100
que daacute
xasympradic 0100middot 180middot10minus5=133middot10minus3 mol dm3
Ao calcular o grao de disociacioacuten
α=[s ]d[s]0
= 133 middot10minus3 mol dm3
0100 mol dm3 =00136 3=133
vese que eacute desprezable polo que a solucioacuten eacute aceptable
[H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = x = 0001633 moldmsup3
[CH₃COOH]ₑ = 0100 ndash 0001633 = 0099 moldmsup3
b) Calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(133middot10⁻sup3) = 288
5 Considera unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3a) Calcula o pH desta disolucioacutenb) Calcula o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 11)Rta a) pH = 1103 b) α = 165
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀ = 650middot10⁻sup2 moldmsup3
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 7
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B (OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s]d[s]0
Soluficioacuten
a) Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial 650middot10⁻sup2 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 650middot10⁻sup2 ndash x x x moldmsup3
A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= x middot x
(650 middot10minus2minusx )=178 middot10minus5
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 650middot10⁻sup2 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic650middot10minus2 middot178middot10minus5=108middot10minus3 mol dm3
que comparada con 650middot10⁻sup2 eacute desprezable
Erro (= grao de disociacioacuten) = 108middot10⁻sup3 moldmsup3 650middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001665 = 165 lt 5
[OH⁻]ₑ = x = 108middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 14
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(108middot10⁻sup3) = 297
pH = 14 ndash 297 = 1103
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten 650middot10⁻sup2moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 650middot10⁻sup2 = 128 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 8
b) O grao de disociacioacuten α eacute
α=[s ]d[s]0
= 108 middot10minus3 mol dm3
65middot10minus2 mol dm3 =00166 5=165
6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilinab) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilinaDato K = 10middot10⁻sup1⁴ (PAU Xuntildeo 15)Rta a) pH = 881 b) Kₐ = 24middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten da disolucioacuten de anilina [C₆H₅NH₂]₀ = 0100 moldmsup3
Constante de basicidade del a anilina K = 410middot10⁻sup1⁰
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina Kₐ
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pK = pH + pOH = 14
Soluficioacuten
a) Como a anilina eacute unha base deacutebil disociarse en auga segundo a ecuacioacuten
C₆H₅NH₂(aq) + H₂O(l) C₆H₅NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten C₆H₅NH₂ C₆H₅NH₃⁺
OH⁻
[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3
A constante de basicidade K eacute
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 9
K b=[C6 H5 NH3
+]emiddot [OH-]e[C6 H5 NH2]e
= x middotx
(0100minusx )=410 middot10minus10
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0100 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0100middot410 middot10minus10=640middot10minus6 mol dm3
que comparada con 0100 eacute desprezable
[OH⁻]ₑ = x = 640middot10⁻⁶ mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 14
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(640middot10⁻⁶) = 519
pH = 1400 ndash 519 = 881
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se a anilina fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten de concen-tracioacuten 01 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 01 = 13 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
b) O aacutecido conxugado da anilina eacute un aacutecido porque en disolucioacuten acuosa cederiacutea hidroxenioacutens aacute auga
C₆H₅NH₃⁺(aq) C₆H₅NH₂(aq) + H⁺(aq)
A expresioacuten da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina eacute
K a=[C6 H5 NH2]emiddot [H
+]e[C6 H 5 NH3
+]e
Se multiplicamos a constante de basicidade da anilina pola constante de acidez do seu aacutecido conxugado obtemos
K b middotK a=[C6 H5 NH3
+]e middot[OH-]e[C6 H5 NH2]e
middot[C6 H5 NH2]emiddot [H
+]e[C6 H5 NH3
+]e=[OH-]e middot [H+]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
K a=K w
K b
=100 middot10minus14
410 middot10minus10=244 middot10minus5
7 a) Qe concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco para que o seu pH sexa de 1035b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 13)Rta a) [NH₃]₀ = 304middot10⁻sup3 moldmsup3 b) α = 737
Datos Cifras signifficativas 3
pH da disolucioacuten de amoniacuteaco pH = 1035
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 10
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) A partir do pH podemos calcular o pOH
pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365
e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio
[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que
x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= (224 middot 10minus4)2
(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5
Despexando c₀
c 0=(224middot10minus4)2
178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3
b) O grao de disociacioacuten α eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 224 middot10minus4 mol dm3
304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737
Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11
8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142
Datos Cifras signifficativas 3
Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃
Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa
Temperatura T = 10 deg = 283 K
Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco
n (NH3)=p middot VR middot T
= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3
831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )
A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12
[NH3]=n(NH3)
V D
=172 mol NH3
450 dm3 D=0382 mol dm3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= x middotx
(0382minusx )=178middot 10minus5
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3
que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 261 middot10minus3 mol dm3
0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068
Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)
[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 1400
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258
pH = 14 ndash 258 = 1142
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten
(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22
Datos Cifras signifficativas 3
Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3
Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13
Inficoacutegnitas
Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
Soluficioacuten
a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga
[HA ]0=0100 mol HA
0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D
O grao de disociacioacuten α eacute
α=n d
n0
Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado
n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc
1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc
cunha concentracioacuten
[HA ]d=150 middot103 mol HA
0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3
A ecuacioacuten eacute
HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻
[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3
0394=914 middot 10minus5
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222
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10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27
c) Kₐ = 20middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Temperatura T = 25 deg = 298 K
Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3
Inficoacutegnitas
Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) e b) Disociaacuteronse
[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =
= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc
mol CH3 ndash COOH inic middot020
mol CH3ndash COOH inic
dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc
dm3 disolucioacuten
Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa
[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga
pH + pOH = 14
Primeiro calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272
pOH = 1400 ndash 272 = 1128
[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3
c) A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3
020=20 middot10minus5
Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado
11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios
para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)
Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3
Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130
Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3
Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de aacutecido disociado n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
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Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Disociaacuteronse
[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic
middot 00106 0mol HA inic
dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc
dm3 disolucioacuten
Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
130 middot10minus3 middot130 middot10minus3
00086 7=19 middot10minus4
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289
c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute
HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)
O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute
V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA
1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH
1 mol HAmiddot
1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH
=50middot 10minus3 dm3 D NaOH
V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3
12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten
oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17
Datos Cifras signifficativas 2
Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3
pH da disolucioacuten pH = 200
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ
Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=
[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e
[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]
Soluficioacuten
a) Como pH = ndashlog[H⁺]
20 = ndashlog[H⁺]
[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3
b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute
[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)
V=
030 mol CH3minusCOOH
0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D
Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3
Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 001 middot001
60=17middot 10minus5
loz CUESTIOacuteNS
1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
(PAU Set 11)
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Soluficioacuten
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno
Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺
Aacutecido radic radic radic
Base radic radic
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia
2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
(PAU Xuntildeo 16)
Soluficioacuten
b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
base aacutecido aacutecido conx base conx
Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos
HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
aacutecido base base conx aacutecido conx
Ceden ioacutens hidroacutexeno
3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 15)
Soluficioacuten
CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19
4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 11)
Soluficioacuten
a)
CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺
NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺
NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺
CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN
5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
(PAU Set 13)
Soluficioacuten
a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)
6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base
conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)
Soluficioacuten
a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 6
a) O aacutecido aceacutetico eacute un aacutecido deacutebil e disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]e middot [H+ ]e
[CH3minusCOOH]e
Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio
180middot 10minus5= x middotx0100minusx
Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 0100 e resolver a ecuacioacuten
180middot 10minus5asymp x 2
0100
que daacute
xasympradic 0100middot 180middot10minus5=133middot10minus3 mol dm3
Ao calcular o grao de disociacioacuten
α=[s ]d[s]0
= 133 middot10minus3 mol dm3
0100 mol dm3 =00136 3=133
vese que eacute desprezable polo que a solucioacuten eacute aceptable
[H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = x = 0001633 moldmsup3
[CH₃COOH]ₑ = 0100 ndash 0001633 = 0099 moldmsup3
b) Calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(133middot10⁻sup3) = 288
5 Considera unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3a) Calcula o pH desta disolucioacutenb) Calcula o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 11)Rta a) pH = 1103 b) α = 165
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀ = 650middot10⁻sup2 moldmsup3
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 7
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B (OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s]d[s]0
Soluficioacuten
a) Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial 650middot10⁻sup2 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 650middot10⁻sup2 ndash x x x moldmsup3
A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= x middot x
(650 middot10minus2minusx )=178 middot10minus5
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 650middot10⁻sup2 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic650middot10minus2 middot178middot10minus5=108middot10minus3 mol dm3
que comparada con 650middot10⁻sup2 eacute desprezable
Erro (= grao de disociacioacuten) = 108middot10⁻sup3 moldmsup3 650middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001665 = 165 lt 5
[OH⁻]ₑ = x = 108middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 14
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(108middot10⁻sup3) = 297
pH = 14 ndash 297 = 1103
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten 650middot10⁻sup2moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 650middot10⁻sup2 = 128 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 8
b) O grao de disociacioacuten α eacute
α=[s ]d[s]0
= 108 middot10minus3 mol dm3
65middot10minus2 mol dm3 =00166 5=165
6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilinab) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilinaDato K = 10middot10⁻sup1⁴ (PAU Xuntildeo 15)Rta a) pH = 881 b) Kₐ = 24middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten da disolucioacuten de anilina [C₆H₅NH₂]₀ = 0100 moldmsup3
Constante de basicidade del a anilina K = 410middot10⁻sup1⁰
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina Kₐ
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pK = pH + pOH = 14
Soluficioacuten
a) Como a anilina eacute unha base deacutebil disociarse en auga segundo a ecuacioacuten
C₆H₅NH₂(aq) + H₂O(l) C₆H₅NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten C₆H₅NH₂ C₆H₅NH₃⁺
OH⁻
[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3
A constante de basicidade K eacute
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 9
K b=[C6 H5 NH3
+]emiddot [OH-]e[C6 H5 NH2]e
= x middotx
(0100minusx )=410 middot10minus10
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0100 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0100middot410 middot10minus10=640middot10minus6 mol dm3
que comparada con 0100 eacute desprezable
[OH⁻]ₑ = x = 640middot10⁻⁶ mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 14
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(640middot10⁻⁶) = 519
pH = 1400 ndash 519 = 881
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se a anilina fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten de concen-tracioacuten 01 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 01 = 13 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
b) O aacutecido conxugado da anilina eacute un aacutecido porque en disolucioacuten acuosa cederiacutea hidroxenioacutens aacute auga
C₆H₅NH₃⁺(aq) C₆H₅NH₂(aq) + H⁺(aq)
A expresioacuten da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina eacute
K a=[C6 H5 NH2]emiddot [H
+]e[C6 H 5 NH3
+]e
Se multiplicamos a constante de basicidade da anilina pola constante de acidez do seu aacutecido conxugado obtemos
K b middotK a=[C6 H5 NH3
+]e middot[OH-]e[C6 H5 NH2]e
middot[C6 H5 NH2]emiddot [H
+]e[C6 H5 NH3
+]e=[OH-]e middot [H+]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
K a=K w
K b
=100 middot10minus14
410 middot10minus10=244 middot10minus5
7 a) Qe concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco para que o seu pH sexa de 1035b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 13)Rta a) [NH₃]₀ = 304middot10⁻sup3 moldmsup3 b) α = 737
Datos Cifras signifficativas 3
pH da disolucioacuten de amoniacuteaco pH = 1035
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 10
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) A partir do pH podemos calcular o pOH
pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365
e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio
[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que
x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= (224 middot 10minus4)2
(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5
Despexando c₀
c 0=(224middot10minus4)2
178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3
b) O grao de disociacioacuten α eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 224 middot10minus4 mol dm3
304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737
Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11
8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142
Datos Cifras signifficativas 3
Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃
Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa
Temperatura T = 10 deg = 283 K
Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco
n (NH3)=p middot VR middot T
= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3
831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )
A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12
[NH3]=n(NH3)
V D
=172 mol NH3
450 dm3 D=0382 mol dm3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= x middotx
(0382minusx )=178middot 10minus5
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3
que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 261 middot10minus3 mol dm3
0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068
Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)
[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 1400
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258
pH = 14 ndash 258 = 1142
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten
(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22
Datos Cifras signifficativas 3
Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3
Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13
Inficoacutegnitas
Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
Soluficioacuten
a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga
[HA ]0=0100 mol HA
0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D
O grao de disociacioacuten α eacute
α=n d
n0
Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado
n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc
1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc
cunha concentracioacuten
[HA ]d=150 middot103 mol HA
0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3
A ecuacioacuten eacute
HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻
[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3
0394=914 middot 10minus5
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14
10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27
c) Kₐ = 20middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Temperatura T = 25 deg = 298 K
Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3
Inficoacutegnitas
Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) e b) Disociaacuteronse
[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =
= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc
mol CH3 ndash COOH inic middot020
mol CH3ndash COOH inic
dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc
dm3 disolucioacuten
Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa
[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga
pH + pOH = 14
Primeiro calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272
pOH = 1400 ndash 272 = 1128
[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3
c) A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3
020=20 middot10minus5
Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado
11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios
para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)
Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3
Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130
Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3
Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de aacutecido disociado n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Disociaacuteronse
[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic
middot 00106 0mol HA inic
dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc
dm3 disolucioacuten
Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
130 middot10minus3 middot130 middot10minus3
00086 7=19 middot10minus4
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289
c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute
HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)
O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute
V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA
1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH
1 mol HAmiddot
1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH
=50middot 10minus3 dm3 D NaOH
V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3
12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten
oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17
Datos Cifras signifficativas 2
Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3
pH da disolucioacuten pH = 200
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ
Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=
[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e
[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]
Soluficioacuten
a) Como pH = ndashlog[H⁺]
20 = ndashlog[H⁺]
[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3
b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute
[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)
V=
030 mol CH3minusCOOH
0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D
Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3
Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 001 middot001
60=17middot 10minus5
loz CUESTIOacuteNS
1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
(PAU Set 11)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18
Soluficioacuten
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno
Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺
Aacutecido radic radic radic
Base radic radic
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia
2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
(PAU Xuntildeo 16)
Soluficioacuten
b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
base aacutecido aacutecido conx base conx
Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos
HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
aacutecido base base conx aacutecido conx
Ceden ioacutens hidroacutexeno
3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 15)
Soluficioacuten
CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19
4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 11)
Soluficioacuten
a)
CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺
NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺
NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺
CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN
5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
(PAU Set 13)
Soluficioacuten
a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)
6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base
conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)
Soluficioacuten
a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 7
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B (OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s]d[s]0
Soluficioacuten
a) Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial 650middot10⁻sup2 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 650middot10⁻sup2 ndash x x x moldmsup3
A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= x middot x
(650 middot10minus2minusx )=178 middot10minus5
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 650middot10⁻sup2 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic650middot10minus2 middot178middot10minus5=108middot10minus3 mol dm3
que comparada con 650middot10⁻sup2 eacute desprezable
Erro (= grao de disociacioacuten) = 108middot10⁻sup3 moldmsup3 650middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001665 = 165 lt 5
[OH⁻]ₑ = x = 108middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 14
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(108middot10⁻sup3) = 297
pH = 14 ndash 297 = 1103
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten 650middot10⁻sup2moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 650middot10⁻sup2 = 128 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 8
b) O grao de disociacioacuten α eacute
α=[s ]d[s]0
= 108 middot10minus3 mol dm3
65middot10minus2 mol dm3 =00166 5=165
6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilinab) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilinaDato K = 10middot10⁻sup1⁴ (PAU Xuntildeo 15)Rta a) pH = 881 b) Kₐ = 24middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten da disolucioacuten de anilina [C₆H₅NH₂]₀ = 0100 moldmsup3
Constante de basicidade del a anilina K = 410middot10⁻sup1⁰
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina Kₐ
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pK = pH + pOH = 14
Soluficioacuten
a) Como a anilina eacute unha base deacutebil disociarse en auga segundo a ecuacioacuten
C₆H₅NH₂(aq) + H₂O(l) C₆H₅NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten C₆H₅NH₂ C₆H₅NH₃⁺
OH⁻
[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3
A constante de basicidade K eacute
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 9
K b=[C6 H5 NH3
+]emiddot [OH-]e[C6 H5 NH2]e
= x middotx
(0100minusx )=410 middot10minus10
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0100 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0100middot410 middot10minus10=640middot10minus6 mol dm3
que comparada con 0100 eacute desprezable
[OH⁻]ₑ = x = 640middot10⁻⁶ mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 14
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(640middot10⁻⁶) = 519
pH = 1400 ndash 519 = 881
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se a anilina fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten de concen-tracioacuten 01 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 01 = 13 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
b) O aacutecido conxugado da anilina eacute un aacutecido porque en disolucioacuten acuosa cederiacutea hidroxenioacutens aacute auga
C₆H₅NH₃⁺(aq) C₆H₅NH₂(aq) + H⁺(aq)
A expresioacuten da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina eacute
K a=[C6 H5 NH2]emiddot [H
+]e[C6 H 5 NH3
+]e
Se multiplicamos a constante de basicidade da anilina pola constante de acidez do seu aacutecido conxugado obtemos
K b middotK a=[C6 H5 NH3
+]e middot[OH-]e[C6 H5 NH2]e
middot[C6 H5 NH2]emiddot [H
+]e[C6 H5 NH3
+]e=[OH-]e middot [H+]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
K a=K w
K b
=100 middot10minus14
410 middot10minus10=244 middot10minus5
7 a) Qe concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco para que o seu pH sexa de 1035b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 13)Rta a) [NH₃]₀ = 304middot10⁻sup3 moldmsup3 b) α = 737
Datos Cifras signifficativas 3
pH da disolucioacuten de amoniacuteaco pH = 1035
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
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Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) A partir do pH podemos calcular o pOH
pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365
e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio
[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que
x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= (224 middot 10minus4)2
(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5
Despexando c₀
c 0=(224middot10minus4)2
178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3
b) O grao de disociacioacuten α eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 224 middot10minus4 mol dm3
304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737
Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada
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8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142
Datos Cifras signifficativas 3
Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃
Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa
Temperatura T = 10 deg = 283 K
Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco
n (NH3)=p middot VR middot T
= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3
831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )
A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute
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[NH3]=n(NH3)
V D
=172 mol NH3
450 dm3 D=0382 mol dm3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= x middotx
(0382minusx )=178middot 10minus5
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3
que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 261 middot10minus3 mol dm3
0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068
Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)
[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 1400
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258
pH = 14 ndash 258 = 1142
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten
(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22
Datos Cifras signifficativas 3
Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3
Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13
Inficoacutegnitas
Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
Soluficioacuten
a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga
[HA ]0=0100 mol HA
0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D
O grao de disociacioacuten α eacute
α=n d
n0
Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado
n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc
1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc
cunha concentracioacuten
[HA ]d=150 middot103 mol HA
0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3
A ecuacioacuten eacute
HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻
[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3
0394=914 middot 10minus5
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14
10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27
c) Kₐ = 20middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Temperatura T = 25 deg = 298 K
Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3
Inficoacutegnitas
Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) e b) Disociaacuteronse
[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =
= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc
mol CH3 ndash COOH inic middot020
mol CH3ndash COOH inic
dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc
dm3 disolucioacuten
Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa
[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga
pH + pOH = 14
Primeiro calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272
pOH = 1400 ndash 272 = 1128
[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3
c) A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3
020=20 middot10minus5
Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado
11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios
para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)
Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3
Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130
Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3
Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de aacutecido disociado n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Disociaacuteronse
[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic
middot 00106 0mol HA inic
dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc
dm3 disolucioacuten
Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
130 middot10minus3 middot130 middot10minus3
00086 7=19 middot10minus4
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289
c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute
HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)
O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute
V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA
1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH
1 mol HAmiddot
1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH
=50middot 10minus3 dm3 D NaOH
V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3
12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten
oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17
Datos Cifras signifficativas 2
Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3
pH da disolucioacuten pH = 200
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ
Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=
[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e
[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]
Soluficioacuten
a) Como pH = ndashlog[H⁺]
20 = ndashlog[H⁺]
[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3
b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute
[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)
V=
030 mol CH3minusCOOH
0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D
Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3
Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 001 middot001
60=17middot 10minus5
loz CUESTIOacuteNS
1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
(PAU Set 11)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18
Soluficioacuten
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno
Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺
Aacutecido radic radic radic
Base radic radic
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia
2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
(PAU Xuntildeo 16)
Soluficioacuten
b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
base aacutecido aacutecido conx base conx
Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos
HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
aacutecido base base conx aacutecido conx
Ceden ioacutens hidroacutexeno
3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 15)
Soluficioacuten
CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19
4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 11)
Soluficioacuten
a)
CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺
NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺
NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺
CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN
5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
(PAU Set 13)
Soluficioacuten
a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)
6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base
conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)
Soluficioacuten
a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
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Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
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Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
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cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 8
b) O grao de disociacioacuten α eacute
α=[s ]d[s]0
= 108 middot10minus3 mol dm3
65middot10minus2 mol dm3 =00166 5=165
6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilinab) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilinaDato K = 10middot10⁻sup1⁴ (PAU Xuntildeo 15)Rta a) pH = 881 b) Kₐ = 24middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten da disolucioacuten de anilina [C₆H₅NH₂]₀ = 0100 moldmsup3
Constante de basicidade del a anilina K = 410middot10⁻sup1⁰
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina Kₐ
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pK = pH + pOH = 14
Soluficioacuten
a) Como a anilina eacute unha base deacutebil disociarse en auga segundo a ecuacioacuten
C₆H₅NH₂(aq) + H₂O(l) C₆H₅NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten C₆H₅NH₂ C₆H₅NH₃⁺
OH⁻
[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3
A constante de basicidade K eacute
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 9
K b=[C6 H5 NH3
+]emiddot [OH-]e[C6 H5 NH2]e
= x middotx
(0100minusx )=410 middot10minus10
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0100 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0100middot410 middot10minus10=640middot10minus6 mol dm3
que comparada con 0100 eacute desprezable
[OH⁻]ₑ = x = 640middot10⁻⁶ mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 14
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(640middot10⁻⁶) = 519
pH = 1400 ndash 519 = 881
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se a anilina fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten de concen-tracioacuten 01 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 01 = 13 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
b) O aacutecido conxugado da anilina eacute un aacutecido porque en disolucioacuten acuosa cederiacutea hidroxenioacutens aacute auga
C₆H₅NH₃⁺(aq) C₆H₅NH₂(aq) + H⁺(aq)
A expresioacuten da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina eacute
K a=[C6 H5 NH2]emiddot [H
+]e[C6 H 5 NH3
+]e
Se multiplicamos a constante de basicidade da anilina pola constante de acidez do seu aacutecido conxugado obtemos
K b middotK a=[C6 H5 NH3
+]e middot[OH-]e[C6 H5 NH2]e
middot[C6 H5 NH2]emiddot [H
+]e[C6 H5 NH3
+]e=[OH-]e middot [H+]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
K a=K w
K b
=100 middot10minus14
410 middot10minus10=244 middot10minus5
7 a) Qe concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco para que o seu pH sexa de 1035b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 13)Rta a) [NH₃]₀ = 304middot10⁻sup3 moldmsup3 b) α = 737
Datos Cifras signifficativas 3
pH da disolucioacuten de amoniacuteaco pH = 1035
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 10
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) A partir do pH podemos calcular o pOH
pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365
e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio
[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que
x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= (224 middot 10minus4)2
(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5
Despexando c₀
c 0=(224middot10minus4)2
178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3
b) O grao de disociacioacuten α eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 224 middot10minus4 mol dm3
304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737
Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11
8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142
Datos Cifras signifficativas 3
Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃
Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa
Temperatura T = 10 deg = 283 K
Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco
n (NH3)=p middot VR middot T
= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3
831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )
A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12
[NH3]=n(NH3)
V D
=172 mol NH3
450 dm3 D=0382 mol dm3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= x middotx
(0382minusx )=178middot 10minus5
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3
que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 261 middot10minus3 mol dm3
0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068
Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)
[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 1400
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258
pH = 14 ndash 258 = 1142
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten
(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22
Datos Cifras signifficativas 3
Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3
Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13
Inficoacutegnitas
Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
Soluficioacuten
a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga
[HA ]0=0100 mol HA
0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D
O grao de disociacioacuten α eacute
α=n d
n0
Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado
n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc
1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc
cunha concentracioacuten
[HA ]d=150 middot103 mol HA
0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3
A ecuacioacuten eacute
HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻
[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3
0394=914 middot 10minus5
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222
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10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27
c) Kₐ = 20middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Temperatura T = 25 deg = 298 K
Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3
Inficoacutegnitas
Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) e b) Disociaacuteronse
[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =
= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc
mol CH3 ndash COOH inic middot020
mol CH3ndash COOH inic
dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc
dm3 disolucioacuten
Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa
[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga
pH + pOH = 14
Primeiro calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272
pOH = 1400 ndash 272 = 1128
[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3
c) A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3
020=20 middot10minus5
Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado
11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios
para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)
Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3
Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130
Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3
Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de aacutecido disociado n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
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Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Disociaacuteronse
[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic
middot 00106 0mol HA inic
dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc
dm3 disolucioacuten
Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
130 middot10minus3 middot130 middot10minus3
00086 7=19 middot10minus4
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289
c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute
HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)
O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute
V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA
1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH
1 mol HAmiddot
1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH
=50middot 10minus3 dm3 D NaOH
V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3
12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten
oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17
Datos Cifras signifficativas 2
Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3
pH da disolucioacuten pH = 200
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ
Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=
[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e
[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]
Soluficioacuten
a) Como pH = ndashlog[H⁺]
20 = ndashlog[H⁺]
[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3
b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute
[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)
V=
030 mol CH3minusCOOH
0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D
Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3
Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 001 middot001
60=17middot 10minus5
loz CUESTIOacuteNS
1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
(PAU Set 11)
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Soluficioacuten
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno
Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺
Aacutecido radic radic radic
Base radic radic
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia
2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
(PAU Xuntildeo 16)
Soluficioacuten
b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
base aacutecido aacutecido conx base conx
Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos
HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
aacutecido base base conx aacutecido conx
Ceden ioacutens hidroacutexeno
3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 15)
Soluficioacuten
CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19
4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 11)
Soluficioacuten
a)
CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺
NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺
NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺
CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN
5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
(PAU Set 13)
Soluficioacuten
a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)
6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base
conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)
Soluficioacuten
a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
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- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
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- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
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- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
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- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
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- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
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- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
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- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
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- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
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- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
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- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
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- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
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- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
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- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
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- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
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- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
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- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
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- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
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- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
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- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
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- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
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- loz CUESTIOacuteNS
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- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
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- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
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- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
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- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
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- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
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- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
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- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
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- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
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- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
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- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
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- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
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- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
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- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
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- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
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- loz LABORATORIO
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- 1 Explica detalladamente
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- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
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- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
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- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
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- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 9
K b=[C6 H5 NH3
+]emiddot [OH-]e[C6 H5 NH2]e
= x middotx
(0100minusx )=410 middot10minus10
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0100 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0100middot410 middot10minus10=640middot10minus6 mol dm3
que comparada con 0100 eacute desprezable
[OH⁻]ₑ = x = 640middot10⁻⁶ mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 14
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(640middot10⁻⁶) = 519
pH = 1400 ndash 519 = 881
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se a anilina fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten de concen-tracioacuten 01 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 01 = 13 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
b) O aacutecido conxugado da anilina eacute un aacutecido porque en disolucioacuten acuosa cederiacutea hidroxenioacutens aacute auga
C₆H₅NH₃⁺(aq) C₆H₅NH₂(aq) + H⁺(aq)
A expresioacuten da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina eacute
K a=[C6 H5 NH2]emiddot [H
+]e[C6 H 5 NH3
+]e
Se multiplicamos a constante de basicidade da anilina pola constante de acidez do seu aacutecido conxugado obtemos
K b middotK a=[C6 H5 NH3
+]e middot[OH-]e[C6 H5 NH2]e
middot[C6 H5 NH2]emiddot [H
+]e[C6 H5 NH3
+]e=[OH-]e middot [H+]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
K a=K w
K b
=100 middot10minus14
410 middot10minus10=244 middot10minus5
7 a) Qe concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco para que o seu pH sexa de 1035b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 13)Rta a) [NH₃]₀ = 304middot10⁻sup3 moldmsup3 b) α = 737
Datos Cifras signifficativas 3
pH da disolucioacuten de amoniacuteaco pH = 1035
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 10
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) A partir do pH podemos calcular o pOH
pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365
e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio
[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que
x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= (224 middot 10minus4)2
(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5
Despexando c₀
c 0=(224middot10minus4)2
178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3
b) O grao de disociacioacuten α eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 224 middot10minus4 mol dm3
304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737
Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11
8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142
Datos Cifras signifficativas 3
Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃
Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa
Temperatura T = 10 deg = 283 K
Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco
n (NH3)=p middot VR middot T
= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3
831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )
A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12
[NH3]=n(NH3)
V D
=172 mol NH3
450 dm3 D=0382 mol dm3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= x middotx
(0382minusx )=178middot 10minus5
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3
que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 261 middot10minus3 mol dm3
0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068
Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)
[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 1400
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258
pH = 14 ndash 258 = 1142
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten
(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22
Datos Cifras signifficativas 3
Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3
Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13
Inficoacutegnitas
Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
Soluficioacuten
a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga
[HA ]0=0100 mol HA
0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D
O grao de disociacioacuten α eacute
α=n d
n0
Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado
n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc
1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc
cunha concentracioacuten
[HA ]d=150 middot103 mol HA
0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3
A ecuacioacuten eacute
HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻
[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3
0394=914 middot 10minus5
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14
10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27
c) Kₐ = 20middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Temperatura T = 25 deg = 298 K
Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3
Inficoacutegnitas
Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) e b) Disociaacuteronse
[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =
= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc
mol CH3 ndash COOH inic middot020
mol CH3ndash COOH inic
dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc
dm3 disolucioacuten
Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa
[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga
pH + pOH = 14
Primeiro calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272
pOH = 1400 ndash 272 = 1128
[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3
c) A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3
020=20 middot10minus5
Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado
11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios
para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)
Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3
Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130
Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3
Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de aacutecido disociado n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Disociaacuteronse
[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic
middot 00106 0mol HA inic
dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc
dm3 disolucioacuten
Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
130 middot10minus3 middot130 middot10minus3
00086 7=19 middot10minus4
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289
c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute
HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)
O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute
V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA
1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH
1 mol HAmiddot
1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH
=50middot 10minus3 dm3 D NaOH
V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3
12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten
oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17
Datos Cifras signifficativas 2
Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3
pH da disolucioacuten pH = 200
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ
Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=
[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e
[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]
Soluficioacuten
a) Como pH = ndashlog[H⁺]
20 = ndashlog[H⁺]
[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3
b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute
[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)
V=
030 mol CH3minusCOOH
0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D
Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3
Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 001 middot001
60=17middot 10minus5
loz CUESTIOacuteNS
1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
(PAU Set 11)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18
Soluficioacuten
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno
Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺
Aacutecido radic radic radic
Base radic radic
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia
2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
(PAU Xuntildeo 16)
Soluficioacuten
b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
base aacutecido aacutecido conx base conx
Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos
HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
aacutecido base base conx aacutecido conx
Ceden ioacutens hidroacutexeno
3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 15)
Soluficioacuten
CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19
4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 11)
Soluficioacuten
a)
CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺
NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺
NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺
CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN
5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
(PAU Set 13)
Soluficioacuten
a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)
6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base
conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)
Soluficioacuten
a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 10
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) A partir do pH podemos calcular o pOH
pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365
e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio
[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que
x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3
A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= (224 middot 10minus4)2
(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5
Despexando c₀
c 0=(224middot10minus4)2
178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3
b) O grao de disociacioacuten α eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 224 middot10minus4 mol dm3
304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737
Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11
8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142
Datos Cifras signifficativas 3
Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃
Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa
Temperatura T = 10 deg = 283 K
Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco
n (NH3)=p middot VR middot T
= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3
831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )
A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12
[NH3]=n(NH3)
V D
=172 mol NH3
450 dm3 D=0382 mol dm3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= x middotx
(0382minusx )=178middot 10minus5
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3
que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 261 middot10minus3 mol dm3
0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068
Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)
[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 1400
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258
pH = 14 ndash 258 = 1142
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten
(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22
Datos Cifras signifficativas 3
Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3
Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13
Inficoacutegnitas
Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
Soluficioacuten
a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga
[HA ]0=0100 mol HA
0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D
O grao de disociacioacuten α eacute
α=n d
n0
Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado
n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc
1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc
cunha concentracioacuten
[HA ]d=150 middot103 mol HA
0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3
A ecuacioacuten eacute
HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻
[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3
0394=914 middot 10minus5
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222
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10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27
c) Kₐ = 20middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Temperatura T = 25 deg = 298 K
Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3
Inficoacutegnitas
Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) e b) Disociaacuteronse
[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =
= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc
mol CH3 ndash COOH inic middot020
mol CH3ndash COOH inic
dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc
dm3 disolucioacuten
Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
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Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa
[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga
pH + pOH = 14
Primeiro calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272
pOH = 1400 ndash 272 = 1128
[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3
c) A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3
020=20 middot10minus5
Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado
11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios
para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)
Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3
Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130
Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3
Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de aacutecido disociado n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
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Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Disociaacuteronse
[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic
middot 00106 0mol HA inic
dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc
dm3 disolucioacuten
Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
130 middot10minus3 middot130 middot10minus3
00086 7=19 middot10minus4
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289
c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute
HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)
O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute
V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA
1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH
1 mol HAmiddot
1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH
=50middot 10minus3 dm3 D NaOH
V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3
12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten
oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol
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Datos Cifras signifficativas 2
Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3
pH da disolucioacuten pH = 200
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ
Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=
[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e
[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]
Soluficioacuten
a) Como pH = ndashlog[H⁺]
20 = ndashlog[H⁺]
[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3
b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute
[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)
V=
030 mol CH3minusCOOH
0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D
Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3
Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 001 middot001
60=17middot 10minus5
loz CUESTIOacuteNS
1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
(PAU Set 11)
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Soluficioacuten
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno
Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺
Aacutecido radic radic radic
Base radic radic
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia
2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
(PAU Xuntildeo 16)
Soluficioacuten
b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
base aacutecido aacutecido conx base conx
Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos
HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
aacutecido base base conx aacutecido conx
Ceden ioacutens hidroacutexeno
3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 15)
Soluficioacuten
CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19
4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 11)
Soluficioacuten
a)
CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺
NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺
NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺
CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN
5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
(PAU Set 13)
Soluficioacuten
a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)
6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base
conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)
Soluficioacuten
a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11
8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142
Datos Cifras signifficativas 3
Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃
Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa
Temperatura T = 10 deg = 283 K
Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3
Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵
Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1
Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
Inficoacutegnitas
Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Disolucioacuten D
Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x
Cantidade da substancia X n(X)
Cantidade disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e
b
[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco
n (NH3)=p middot VR middot T
= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3
831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )
A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12
[NH3]=n(NH3)
V D
=172 mol NH3
450 dm3 D=0382 mol dm3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= x middotx
(0382minusx )=178middot 10minus5
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3
que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 261 middot10minus3 mol dm3
0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068
Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)
[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 1400
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258
pH = 14 ndash 258 = 1142
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten
(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22
Datos Cifras signifficativas 3
Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3
Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13
Inficoacutegnitas
Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
Soluficioacuten
a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga
[HA ]0=0100 mol HA
0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D
O grao de disociacioacuten α eacute
α=n d
n0
Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado
n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc
1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc
cunha concentracioacuten
[HA ]d=150 middot103 mol HA
0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3
A ecuacioacuten eacute
HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻
[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3
0394=914 middot 10minus5
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14
10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27
c) Kₐ = 20middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Temperatura T = 25 deg = 298 K
Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3
Inficoacutegnitas
Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) e b) Disociaacuteronse
[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =
= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc
mol CH3 ndash COOH inic middot020
mol CH3ndash COOH inic
dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc
dm3 disolucioacuten
Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa
[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga
pH + pOH = 14
Primeiro calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272
pOH = 1400 ndash 272 = 1128
[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3
c) A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3
020=20 middot10minus5
Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado
11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios
para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)
Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3
Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130
Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3
Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de aacutecido disociado n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Disociaacuteronse
[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic
middot 00106 0mol HA inic
dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc
dm3 disolucioacuten
Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
130 middot10minus3 middot130 middot10minus3
00086 7=19 middot10minus4
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289
c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute
HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)
O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute
V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA
1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH
1 mol HAmiddot
1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH
=50middot 10minus3 dm3 D NaOH
V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3
12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten
oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17
Datos Cifras signifficativas 2
Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3
pH da disolucioacuten pH = 200
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ
Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=
[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e
[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]
Soluficioacuten
a) Como pH = ndashlog[H⁺]
20 = ndashlog[H⁺]
[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3
b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute
[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)
V=
030 mol CH3minusCOOH
0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D
Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3
Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 001 middot001
60=17middot 10minus5
loz CUESTIOacuteNS
1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
(PAU Set 11)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18
Soluficioacuten
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno
Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺
Aacutecido radic radic radic
Base radic radic
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia
2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
(PAU Xuntildeo 16)
Soluficioacuten
b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
base aacutecido aacutecido conx base conx
Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos
HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
aacutecido base base conx aacutecido conx
Ceden ioacutens hidroacutexeno
3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 15)
Soluficioacuten
CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19
4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 11)
Soluficioacuten
a)
CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺
NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺
NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺
CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN
5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
(PAU Set 13)
Soluficioacuten
a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)
6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base
conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)
Soluficioacuten
a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12
[NH3]=n(NH3)
V D
=172 mol NH3
450 dm3 D=0382 mol dm3
Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻
[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute
K b=[NH4
+]emiddot [OH -]e[NH3]e
= x middotx
(0382minusx )=178middot 10minus5
Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a
x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3
que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute
α=[NH3]d[NH3]0
= 261 middot10minus3 mol dm3
0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068
Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)
[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3
Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴
resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten
pK = pH + pOH = 1400
que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH
pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258
pH = 14 ndash 258 = 1142
Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7
9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten
(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22
Datos Cifras signifficativas 3
Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3
Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13
Inficoacutegnitas
Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
Soluficioacuten
a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga
[HA ]0=0100 mol HA
0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D
O grao de disociacioacuten α eacute
α=n d
n0
Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado
n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc
1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc
cunha concentracioacuten
[HA ]d=150 middot103 mol HA
0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3
A ecuacioacuten eacute
HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻
[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3
0394=914 middot 10minus5
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14
10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27
c) Kₐ = 20middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Temperatura T = 25 deg = 298 K
Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3
Inficoacutegnitas
Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) e b) Disociaacuteronse
[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =
= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc
mol CH3 ndash COOH inic middot020
mol CH3ndash COOH inic
dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc
dm3 disolucioacuten
Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa
[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga
pH + pOH = 14
Primeiro calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272
pOH = 1400 ndash 272 = 1128
[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3
c) A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3
020=20 middot10minus5
Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado
11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios
para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)
Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3
Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130
Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3
Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de aacutecido disociado n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Disociaacuteronse
[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic
middot 00106 0mol HA inic
dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc
dm3 disolucioacuten
Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
130 middot10minus3 middot130 middot10minus3
00086 7=19 middot10minus4
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289
c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute
HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)
O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute
V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA
1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH
1 mol HAmiddot
1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH
=50middot 10minus3 dm3 D NaOH
V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3
12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten
oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17
Datos Cifras signifficativas 2
Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3
pH da disolucioacuten pH = 200
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ
Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=
[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e
[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]
Soluficioacuten
a) Como pH = ndashlog[H⁺]
20 = ndashlog[H⁺]
[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3
b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute
[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)
V=
030 mol CH3minusCOOH
0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D
Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3
Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 001 middot001
60=17middot 10minus5
loz CUESTIOacuteNS
1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
(PAU Set 11)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18
Soluficioacuten
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno
Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺
Aacutecido radic radic radic
Base radic radic
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia
2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
(PAU Xuntildeo 16)
Soluficioacuten
b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
base aacutecido aacutecido conx base conx
Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos
HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
aacutecido base base conx aacutecido conx
Ceden ioacutens hidroacutexeno
3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 15)
Soluficioacuten
CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19
4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 11)
Soluficioacuten
a)
CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺
NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺
NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺
CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN
5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
(PAU Set 13)
Soluficioacuten
a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)
6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base
conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)
Soluficioacuten
a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13
Inficoacutegnitas
Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ
pH da disolucioacuten pH
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
Soluficioacuten
a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga
[HA ]0=0100 mol HA
0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D
O grao de disociacioacuten α eacute
α=n d
n0
Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado
n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc
1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc
cunha concentracioacuten
[HA ]d=150 middot103 mol HA
0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3
A ecuacioacuten eacute
HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻
[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3
0394=914 middot 10minus5
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14
10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27
c) Kₐ = 20middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Temperatura T = 25 deg = 298 K
Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3
Inficoacutegnitas
Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) e b) Disociaacuteronse
[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =
= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc
mol CH3 ndash COOH inic middot020
mol CH3ndash COOH inic
dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc
dm3 disolucioacuten
Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa
[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga
pH + pOH = 14
Primeiro calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272
pOH = 1400 ndash 272 = 1128
[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3
c) A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3
020=20 middot10minus5
Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado
11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios
para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)
Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3
Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130
Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3
Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de aacutecido disociado n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Disociaacuteronse
[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic
middot 00106 0mol HA inic
dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc
dm3 disolucioacuten
Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
130 middot10minus3 middot130 middot10minus3
00086 7=19 middot10minus4
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289
c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute
HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)
O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute
V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA
1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH
1 mol HAmiddot
1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH
=50middot 10minus3 dm3 D NaOH
V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3
12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten
oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17
Datos Cifras signifficativas 2
Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3
pH da disolucioacuten pH = 200
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ
Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=
[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e
[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]
Soluficioacuten
a) Como pH = ndashlog[H⁺]
20 = ndashlog[H⁺]
[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3
b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute
[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)
V=
030 mol CH3minusCOOH
0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D
Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3
Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 001 middot001
60=17middot 10minus5
loz CUESTIOacuteNS
1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
(PAU Set 11)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18
Soluficioacuten
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno
Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺
Aacutecido radic radic radic
Base radic radic
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia
2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
(PAU Xuntildeo 16)
Soluficioacuten
b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
base aacutecido aacutecido conx base conx
Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos
HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
aacutecido base base conx aacutecido conx
Ceden ioacutens hidroacutexeno
3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 15)
Soluficioacuten
CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19
4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 11)
Soluficioacuten
a)
CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺
NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺
NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺
CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN
5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
(PAU Set 13)
Soluficioacuten
a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)
6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base
conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)
Soluficioacuten
a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
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A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
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ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
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- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14
10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27
c) Kₐ = 20middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Temperatura T = 25 deg = 298 K
Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3
Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3
Inficoacutegnitas
Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de substancia disociada n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) e b) Disociaacuteronse
[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =
= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc
mol CH3 ndash COOH inic middot020
mol CH3ndash COOH inic
dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc
dm3 disolucioacuten
Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa
[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga
pH + pOH = 14
Primeiro calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272
pOH = 1400 ndash 272 = 1128
[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3
c) A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3
020=20 middot10minus5
Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado
11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios
para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)
Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3
Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130
Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3
Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de aacutecido disociado n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Disociaacuteronse
[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic
middot 00106 0mol HA inic
dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc
dm3 disolucioacuten
Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
130 middot10minus3 middot130 middot10minus3
00086 7=19 middot10minus4
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289
c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute
HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)
O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute
V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA
1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH
1 mol HAmiddot
1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH
=50middot 10minus3 dm3 D NaOH
V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3
12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten
oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17
Datos Cifras signifficativas 2
Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3
pH da disolucioacuten pH = 200
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ
Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=
[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e
[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]
Soluficioacuten
a) Como pH = ndashlog[H⁺]
20 = ndashlog[H⁺]
[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3
b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute
[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)
V=
030 mol CH3minusCOOH
0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D
Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3
Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 001 middot001
60=17middot 10minus5
loz CUESTIOacuteNS
1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
(PAU Set 11)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18
Soluficioacuten
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno
Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺
Aacutecido radic radic radic
Base radic radic
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia
2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
(PAU Xuntildeo 16)
Soluficioacuten
b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
base aacutecido aacutecido conx base conx
Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos
HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
aacutecido base base conx aacutecido conx
Ceden ioacutens hidroacutexeno
3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 15)
Soluficioacuten
CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19
4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 11)
Soluficioacuten
a)
CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺
NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺
NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺
CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN
5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
(PAU Set 13)
Soluficioacuten
a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)
6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base
conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)
Soluficioacuten
a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
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A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
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ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3
As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa
[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3
A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga
pH + pOH = 14
Primeiro calcuacutelase o pH
pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272
pOH = 1400 ndash 272 = 1128
[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3
c) A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3
020=20 middot10minus5
Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado
11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios
para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)
Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH
Datos Cifras signifficativas 3
Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3
Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130
Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3
Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3
Inficoacutegnitas
pH da disolucioacuten pH
Constante de acidez Kₐ
Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V
Outros siacutembolos
Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x
Cantidade de aacutecido disociado n
Cantidade inicial n₀
Concentracioacuten da substancia X [X]
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Disociaacuteronse
[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic
middot 00106 0mol HA inic
dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc
dm3 disolucioacuten
Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
130 middot10minus3 middot130 middot10minus3
00086 7=19 middot10minus4
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289
c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute
HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)
O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute
V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA
1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH
1 mol HAmiddot
1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH
=50middot 10minus3 dm3 D NaOH
V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3
12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten
oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17
Datos Cifras signifficativas 2
Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3
pH da disolucioacuten pH = 200
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ
Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=
[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e
[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]
Soluficioacuten
a) Como pH = ndashlog[H⁺]
20 = ndashlog[H⁺]
[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3
b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute
[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)
V=
030 mol CH3minusCOOH
0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D
Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3
Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 001 middot001
60=17middot 10minus5
loz CUESTIOacuteNS
1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
(PAU Set 11)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18
Soluficioacuten
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno
Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺
Aacutecido radic radic radic
Base radic radic
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia
2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
(PAU Xuntildeo 16)
Soluficioacuten
b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
base aacutecido aacutecido conx base conx
Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos
HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
aacutecido base base conx aacutecido conx
Ceden ioacutens hidroacutexeno
3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 15)
Soluficioacuten
CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19
4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 11)
Soluficioacuten
a)
CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺
NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺
NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺
CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN
5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
(PAU Set 13)
Soluficioacuten
a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)
6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base
conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)
Soluficioacuten
a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
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cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e
a middot [Aaminus]e[Ha A]e
pH pH = ndashlog[H⁺]
pOH pOH = ndashlog[OH⁻]
Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14
Grao de disociacioacuten α=n d
n0
=[s ]d[s]0
Soluficioacuten
a) Disociaacuteronse
[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic
middot 00106 0mol HA inic
dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc
dm3 disolucioacuten
Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
130 middot10minus3 middot130 middot10minus3
00086 7=19 middot10minus4
b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289
c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute
HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)
O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute
V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA
1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH
1 mol HAmiddot
1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH
=50middot 10minus3 dm3 D NaOH
V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3
12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten
oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵
Datos Cifras signifficativas 2
Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17
Datos Cifras signifficativas 2
Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3
pH da disolucioacuten pH = 200
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ
Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=
[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e
[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]
Soluficioacuten
a) Como pH = ndashlog[H⁺]
20 = ndashlog[H⁺]
[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3
b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute
[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)
V=
030 mol CH3minusCOOH
0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D
Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3
Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 001 middot001
60=17middot 10minus5
loz CUESTIOacuteNS
1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
(PAU Set 11)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18
Soluficioacuten
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno
Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺
Aacutecido radic radic radic
Base radic radic
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia
2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
(PAU Xuntildeo 16)
Soluficioacuten
b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
base aacutecido aacutecido conx base conx
Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos
HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
aacutecido base base conx aacutecido conx
Ceden ioacutens hidroacutexeno
3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 15)
Soluficioacuten
CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19
4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 11)
Soluficioacuten
a)
CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺
NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺
NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺
CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN
5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
(PAU Set 13)
Soluficioacuten
a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)
6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base
conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)
Soluficioacuten
a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17
Datos Cifras signifficativas 2
Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3
pH da disolucioacuten pH = 200
Inficoacutegnitas
Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ
Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ
Concentracioacuten da substancia X [X]
Eficuaficioacutens
Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=
[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e
[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]
Soluficioacuten
a) Como pH = ndashlog[H⁺]
20 = ndashlog[H⁺]
[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3
b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute
[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)
V=
030 mol CH3minusCOOH
0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D
Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten
CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ
[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3
Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie
Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻
[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3
A constante de equilibrio Kₐ eacute
K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H
+ ]e[CH3minusCOOH ]e
= 001 middot001
60=17middot 10minus5
loz CUESTIOacuteNS
1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
(PAU Set 11)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18
Soluficioacuten
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno
Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺
Aacutecido radic radic radic
Base radic radic
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia
2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
(PAU Xuntildeo 16)
Soluficioacuten
b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
base aacutecido aacutecido conx base conx
Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos
HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
aacutecido base base conx aacutecido conx
Ceden ioacutens hidroacutexeno
3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 15)
Soluficioacuten
CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19
4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 11)
Soluficioacuten
a)
CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺
NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺
NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺
CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN
5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
(PAU Set 13)
Soluficioacuten
a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)
6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base
conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)
Soluficioacuten
a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
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cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18
Soluficioacuten
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno
Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺
Aacutecido radic radic radic
Base radic radic
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia
2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
(PAU Xuntildeo 16)
Soluficioacuten
b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea
CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)
base aacutecido aacutecido conx base conx
Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos
HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
aacutecido base base conx aacutecido conx
Ceden ioacutens hidroacutexeno
3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 15)
Soluficioacuten
CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)
Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19
4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 11)
Soluficioacuten
a)
CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺
NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺
NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺
CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN
5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
(PAU Set 13)
Soluficioacuten
a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)
6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base
conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)
Soluficioacuten
a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
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cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19
4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
(PAU Xuntildeo 11)
Soluficioacuten
a)
CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)
Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado
CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺
NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺
NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺
CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN
5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
(PAU Set 13)
Soluficioacuten
a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)
6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base
conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)
Soluficioacuten
a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴
7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1
(PAU Xuntildeo 12)
Soluficioacuten
a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga
2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente
b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado
HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
polo que o pH seriacutea 1
pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1
Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1
Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
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- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21
Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
x middot x01minusx
= x 2
01minusx
Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3
xasympradicK a middot 01
Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten
x asymp 10⁻sup3 moldmsup3
e un pH asymp 3
8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta
(PAU Set 16)
Soluficioacuten
A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)
9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
(PAU Set 14)
Soluficioacuten
a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia
HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)
a constante de acidez eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou
α=[HA]d[HA ]0
=[H+]e[HA ]0
Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
Vaso de precipitados A B C
pH 70 15 40
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
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Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
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cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α
10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
(PAU Set 12)
Soluficioacuten
a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺
HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)
A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e
A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por
A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)
A constante de basicidade desta base eacute
K b=[HA ]emiddot[OHminus]e
[Aminus]e
Se multiplicamos ambas as constantes obtemos
K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e
[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e
[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w
a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale
K b=K w
K a
=1 middot10minus14
1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a
que eacute menor
b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial
α=[AH]d[AH ]0
=[H+ ]d[AH ]0
Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3
[X]disociada ou forma-da
x rarr x x moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
xmiddot x01minusx
= x2
01minusx=1 middot10minus5
A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01
xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3
e o grao de disociacioacuten valeriacutea
α= 1 middot10minus3
01=001=1
Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3
x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3
e o novo grao de disociacioacuten seriacutea
α =5 middot10minus4
0025=005=5
Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten
(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean
Concentracioacuten HA H⁺ A⁻
[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3
[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3
K a=[Aminus]e middot [H+]e
[H A ]e =
(c 0middotα )2
c 0(1minusα)=
c 0 middotα 2
1minusα
Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda
αasympradicK a
c 0
e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)
11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
(PAU Set 06)
Soluficioacuten
O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado
HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24
dando un pH baacutesico
12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio
(PAU Xuntildeo 15 Set 10)
Soluficioacuten
O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio
NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido
O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse
NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)
O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio
Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)
estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase
CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)
Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno
NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻
13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)
Soluficioacuten
b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
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cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25
NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)
A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido
14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
(PAU Xuntildeo 08)
Soluficioacuten b
O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga
NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)
O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise
NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)
A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante
K a=[NH3]emiddot [H
+]e[NH4
+]e
Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee
loz LABORATORIO
1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3
a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes
caacutelculos(PAU Set 06)
Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten
n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl
Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir
V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl
100 g D38 g HCl
1 cm3 D119 g D
=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)
Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
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- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
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- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
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- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
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- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
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- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
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- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
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- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
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- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
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- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
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- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
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- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
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- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
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- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
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- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
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- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
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- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
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- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
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- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
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- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
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- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
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- loz CUESTIOacuteNS
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- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
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- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
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- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
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- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
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- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
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- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
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- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
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- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
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- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
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- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
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- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
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- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
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- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
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- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
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- loz LABORATORIO
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- 1 Explica detalladamente
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- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
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- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
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- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
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- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26
Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas
Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse
V=100 cm3 D HCl1 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH
=10 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 99 cmsup3 D NaOH
A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
[HCl ]=99 cm3 D NaOH
100 cm3 D HCl
1 mol NaOH
100 dm3 D NaOH
1 mol HCl1 mol NaOH
=099 mol HCldm3 D
2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27
Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse
V=100 cm3 D H 2 SO4
108 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2 SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH
=108 cm3 D NaOH
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse
V=200 cm3 D H 2 SO4
0245 mol H2 SO4
1000 cm3 D H2SO4
2 mol NaOH1 mol H2 SO4
1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH
=161 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
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- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
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- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28
cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten
(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse
V=10 cm3 D HCl020 mol HCl
1000 cm3 D HCl
1 mol NaOH1 mol HCl
1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH
=20 cm3 D NaOH
O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute
H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)
K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴
Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais
[H⁺] = [OH⁻]
e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute
[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3
polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
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- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29
mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos
(PAU Xuntildeo 07)
Soluficioacuten
Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)
= n (NaOH)V (D HCl)
=V m middot [NaOH ]V (D HCl )
=V m dm3middot 0010600 mol dm3
0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D
onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3
6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material
empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30
Soluficioacuten
a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0
b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3
Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl
Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute
[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH
50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3
7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3
Soluficioacuten
a) A reaccioacuten axustada eacute
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH
1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl
1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl
E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute
[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl
200 cm3 D HCl
103 cm3
100 dm3=0113 mol HCldm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-
50
40
30
20
10
0
Buretade 50 cmsup3con HCl
Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31
peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3
Soluficioacuten
Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media
V = 98 cmsup3 D HCl
A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten
HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)
A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute
n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl
1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl
A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute
n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl
=98middot10minus4 mol NaOH
E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute
[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH
100 cm3 D NaOH
103 cm 3
100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D
Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32
A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
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ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
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- loz PROBLEMAS
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- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
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- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
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- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
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- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
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- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
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- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33
A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular
9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio
(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3
10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio
(PAU Set 04)
Soluficioacuten
Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro
11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
(PAU Xuntildeo 05)
Soluficioacuten
Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7
Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute
HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa
Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
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- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
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- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
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- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
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- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
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- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
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- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
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- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
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- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
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- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
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- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
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- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
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- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
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- loz CUESTIOacuteNS
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- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
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- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
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- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
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- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
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- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
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- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
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- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
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- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
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- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
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- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
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- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
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- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
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- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
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- 1 Explica detalladamente
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- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
-
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34
ACLARACIOacuteNS
Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)
Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)
QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
-
- loz PROBLEMAS
-
- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
-
- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
-
- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
-
- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
-
- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
-
- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
-
- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
-
- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
-
- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
-
- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
-
- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
-
- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
-
- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
-
- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
-
- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
-
- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
-
- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
-
- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
-
- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
-
- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
-
- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
-
- loz CUESTIOacuteNS
-
- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
-
- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
-
- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
-
- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
-
- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
-
- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
-
- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
-
- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
-
- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
-
- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
-
- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
-
- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
-
- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
-
- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
-
- loz LABORATORIO
-
- 1 Explica detalladamente
-
- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
-
- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
-
- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
-
- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
-
- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
-
- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35
SumarioAacuteCIDOS E BASES 1
PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1
CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25
Iacutendice de exames PAU2004
Set 0432Xuntildeo 0415 32
2005Set 0514Xuntildeo 0532
2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616
2007Xuntildeo 0729
2008Set 085Xuntildeo 083 25
2009Set 0929
2010Set 1024 31Xuntildeo 1011
2011Set 116 17Xuntildeo 111 18
2012Set 1222 28Xuntildeo 1220
2013Set 139 19 30Xuntildeo 132
2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27
2015Set 155Xuntildeo 158 18 24
2016Set 1621Xuntildeo 1618
- AacuteCIDOS E BASES
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- loz PROBLEMAS
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- AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
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- 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
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- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
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- 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
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- a) A constante de acidez
- b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
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- 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
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- a) O pH desta disolucioacuten
- b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
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- 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
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- a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
- b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
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- 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
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- a) Calcula o pH desta disolucioacuten
- b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
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- 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
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- a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
- b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
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- 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
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- a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
- b) O pH da devandita disolucioacuten
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- 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
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- a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
- b) O pH da disolucioacuten
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- 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
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- a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
- b) O pH
- c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
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- 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
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- a) A constante de ionizacioacuten
- b) O pH da disolucioacuten
- c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
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- 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
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- a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
- b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
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- loz CUESTIOacuteNS
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- 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
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- a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
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- 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
- 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
- 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
- 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
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- a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
- b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
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- 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
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- a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
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- 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
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- a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
- b) O pH da disolucioacuten eacute 1
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- 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
- 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
- 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
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- a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
- b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
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- 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
- 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
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- a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
- b) Nitrato de amonio
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- 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
- 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
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- a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
- b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
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- loz LABORATORIO
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- 1 Explica detalladamente
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- a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
- b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
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- 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
- 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
- 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
- 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
- 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
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- a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
- b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
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- 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
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- a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
- b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
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- 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
- 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
- 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
- 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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