Coloquio 11

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Coloquio N°11 
 
 
Equilibrio en Disolución 
 
Repaso de conceptos 
 
Reacción directa: aA bB + cC 
 
Reacción indirecta: bB + cC aA, Kc RI = Kc RD-1 ó 1/Kc RD 
 
𝐾𝑐 = 
[𝐵]𝑏[𝐶]𝑐
[𝐴]𝑎
 ; estados de agregación acuosos y gaseosos 
 
Si Kc >>> 1, tiende o favorece la formación de productos 
 
Si Kc <<< 1, tiende o favorece la formación de reactivos 
 
Particularidad: los reactivos son ácidos o bases 
Fuertes: disociación completa 
HA H+ + A- 
BHO B+ + HO- 
Débiles: disociación parcial, Ka ó Kb 
HA H+ + A- 
BHO B+ + HO- 
Cálculo del pH 
pH = - log [H+] 
Constante Kw 
H2O(l) H+(ac) + HO-(ac) 
 
𝑲𝒘 = 
[𝑯+]. [𝑯𝑶−]
[𝑯𝟐𝑶]
= [𝑯+]. [𝑯𝑶−] = 𝟏. 𝟏𝟎−𝟏𝟒 
 
Cálculo del α (porcentaje de disociación) 
𝜶% =
𝒙
𝑪𝒊
 . 𝟏𝟎𝟎 
Reacción de neutralización 
HA + BHO H2O + Sal 
H+ + HO- H2O 
 
 
1.-Determinar la concentración de H+ y de OH- para las siguientes disoluciones: 
 
a) Ácido perclórico 0,1 M. 
HClO4, ácido fuerte 
 
HClO4(ac) → H+(ac) + ClO4-(ac) 
 1mol 1mol 1mol 
 0,1M 0,1M 0,1M 
 
Entonces: [H+] = 0,1 M 
 
Para calcular la [HO-] puedo utilizar la Kw conociendo el valor de [H+]: 
 
Kw = 10-14 = [H+].[HO-] [HO-] = 10-14/[H+] = 10-14/0,1 [HO-] = 10-13 
 
b) Hidróxido de potasio 0,1 M. 
 
 KOH  K+ + HO- Realizar 
c) Ácido cianhídrico 0,1 M, Ka = 6,2 10-10. 
 
HCN(ac) ↔ H+(ac) + CN-(ac) 
𝐾𝑎 =
[𝑃𝑟𝑜𝑑]
[𝑅𝑒𝑎𝑐𝑡]
=
[𝐻+][𝐶𝑁−]
[𝐻𝐶𝑁]
= 6,2. 10−10 
 
 HCN(ac) ↔ H+(ac) + CN-(ac) 
Inicio 0,1 M 0 0 
Cambio -x +x +x 
Equilibrio 0,1 M - x x x 
 
𝐾𝑎 =
[𝑃𝑟𝑜𝑑]
[𝑅𝑒𝑎𝑐𝑡]
=
[𝐻+][𝐶𝑁−]
[𝐻𝐶𝑁]
=
[𝑥]2
[0,1 − 𝑥]
 = 6,2. 10−10 
Despejo de manera tal que quede expresado: ax2 + bx + c = 0 y aplico Resolvente. 
Luego selecciono el valor de X que tenga sentido físico. 
 
d) Hidróxido de amonio 0,1 M, Kb = 1,8 10-5. 
 
NH4OH(ac) ↔ NH4+(ac) + HO-(ac) 
Sigue igual que el inciso anterior. 
 
 
2.-Calcular el pH de una solución de ácido clorhídrico al 3,65 %m/v. 
 
Rta: pH = 0 
 
3.-El pH de una disolución de ácido acético 0,1 M es 3. Calcular la Ka (constante de 
acidez) y α (porcentaje de disociación) del ácido. 
 
 HAc (ac) ↔ H+(ac) + Ac-(ac) 
Inicio 0,1 M 0 0 
Cambio -x +x +x 
Equilibrio 0,1 M - x x x 
 
𝐾𝑎 = 
[𝐻+][𝐴𝑐−]
[𝐻𝐴𝑐]
=
𝑥2
0,1 − 𝑥
= ? 
 
Por otro lado conocemos el pH: 
 
 pH = - log [H+] = 3 [H+] = 10-3 M = x 
 
𝐾𝑎 =
𝑥2
0,1 𝑀 − 𝑥
=
(10−3)2
0,1 − 10−3 
= 1,01.10−5 
 
Cálculo del porcentaje de disociación, α 
 
α =
𝑥
𝐶𝑖 𝐻𝐴𝑐
 . 100 = 
10−3
0,1
 . 100 = 1% 
 
4.-¿Qué pH tiene una disolución que contiene 4 g de hidróxido de sodio por litro de 
disolución? 
 
Primero calculamos la concentración molar de la Sn 
 
MM NaOH = 40 g/mol 
 
4 𝑔 𝑁𝑎𝑂𝐻
1 𝐿 𝑠𝑛
 .
𝑚𝑜𝑙
40 𝑔 𝑁𝑎𝑂𝐻
= 
0,1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻
𝐿 𝑆𝑛
= 0,1 𝑀 
 
Luego planteo la ecuación según el carácter de la sustancia 
 
NaOH es un hidróxido o base fuerte, entonces: 
 
NaOH(ac) Na+(ac) + HO-(ac) 
 0,1 M 0,1 M 0,1 M 
 
[OH-] = 0,1 M 
 
 
Cálculo del pH 
 
Forma 1: a partir del pHO 
 
pHO = - log [HO-] = - log (0,1) = 1 
 
pH + pHO = 14  pH = 14 – 1 = 13 
 
Forma 2: a partir del equilibrio del agua 
 
Kw = [H+].[OH-] = 1.10-14 [H+]=1.10-13 M 
 
pH = - log [H+] = - log [1.10-13] = 13 
 
5.- Una disolución de ácido nitroso 0,1 M esta disociado un 6,5 %. Calcular la Ka 
(constante de acidez). 
 
 HNO2 (ac) ↔ H+(ac) + NO2-(ac) 
Inicio 0,1 M 0 0 
Cambio -x +x +x 
Equilibrio 0,1 M - x x x 
 
𝐾𝑎 =
𝑥2
0,1 𝑀 − 𝑥
= ? 
 
α =
𝑥
𝐶𝑖 𝐻𝑁𝑂2
 . 100 = 6,5% 
 
x =
0,1 𝑀
100
 . 6,5 = 0,0065 𝑀 ó 6,5.10−3 𝑀 
 
𝐾𝑎 =
(6,5.10−3)2
0,1 − 6,5.10−3
= 4,52.10−4 
 
6.- Calcular la [H+] en las siguientes soluciones: 
 
a) Ácido perclórico de pH = 3,0. 
b) Hidróxido de sodio de pOH = 3,0. 
 
Rta: a) [H+] = 1.10-3 M ; b) [H+] = 1.10-11 M 
 
7.- Se quieren preparar 2 L de una disolución de ácido hipoiodoso de pH = 5,5. 
¿Cuántas moles del ácido son necesarias? Ka = 2,3 10-11. 
 
Rta: n Ácido = 0,86 mol 
 
8.- ¿Cuántos gramos de hidróxido de sodio son necesarios para preparar 500 mL de 
una disolución de pH = 12? 
 
Rta: m Hidróxido = 0,2 g 
 
 
9.- ¿Cuál es el pH final, si se mezclan 25 mL de solución de NaOH 0,16 M con 50 mL 
de disolución de HCl 0,1M? 
 
HCl(ac) + NaOH(ac) → NaCl(ac) + H2O(l) 
 
H+ + HO- → H2O 
Determinación de moles de HO- y H+ 
NaOH → Na+ + HO- 
0,16 M 0,16M 0,16M 
 
0,16 mol HO- ---------- 1000 mL sn 
X mol HO- --------------- 25 mL Sn → x = 4.10-3 mol HO- 
 
HCl → H+ + Cl- 
0,1 M 0,1M 0,1M 
 
0,1 mol H+ ---------- 1000 mL sn 
X mol H+ --------------- 50 mL Sn → x = 5.10-3 mol H+ 
 
Comparamos las cantidades de HO- y H+ 
H+ - HO- = 4.10-3 – 5.10-3 = 1.10-3 mol H+ → Exceso de protones o hidrogeniones 
Cálculo de la [H+] 
[H+] = 1.10-3 mol H+ / 0,075 L Sn = 1,33.10-2 M 
 25 mL NaOH(ac) + 50 mL HCl(ac) 
Cálculo del pH de la Sn final 
pH = -log [H+] = - log (1,33.10-2) → pH = 1,87