Ejercicio 5. (Calificación máxima: 2 puntos) Se prepara una disolución de ácido nitroso de pH = 2,42. a) Determine la concentración inicial del ác...

a) Determinación de la concentración inicial del ácido

El pH de una disolución se define como el logaritmo negativo de la concentración molar de los iones hidronio, [H3O+]. Por lo tanto,

pH = -log[H3O+]

Sustituyendo los valores del pH y de la constante de acidez del ácido nitroso (HNO2), podemos calcular la concentración inicial del ácido:

2,42 = -log[H3O+]
-2,42 = log[H3O+]
10^(-2,42) = [H3O+]
3,8 * 10^(-3) M = [H3O+]
[H3O+] = [HNO2] * Ka
3,8 * 10^(-3) M = [HNO2] * 4,5 * 10^(-4)
[HNO2] = 8,4 * 10^(-2) M

Por lo tanto, la concentración inicial del ácido nitroso es de 8,4 * 10^(-2) M.

b) Cálculo del grado de disociación del ácido

El grado de disociación de un ácido se define como la relación entre la concentración de las especies disociadas y la concentración inicial del ácido. Se calcula mediante la siguiente fórmula:

α = [HNO2]/[HNO2]0

Sustituyendo los valores de la concentración inicial del ácido y de la concentración de las especies disociadas, podemos calcular el grado de disociación del ácido nitroso:

α = 8,4 * 10^(-2) M / 8,4 * 10^(-2) M
α = 1

Por lo tanto, el grado de disociación del ácido nitroso es de 1, lo que significa que se disocia completamente en agua.

c) Reacción que transcurre

Al añadir NaOH a una disolución de ácido nitroso, se produce la siguiente reacción:

HNO2 + NaOH → NaNO2 + H2O

En esta reacción, el NaOH actúa como base y neutraliza el ácido nitroso, formando la sal de sodio del ácido nitroso (NaNO2) y agua.

Justificación del cambio de pH

La adición de NaOH a la disolución de ácido nitroso provoca un aumento del pH. Esto se debe a que el NaOH es una base fuerte que neutraliza el ácido nitroso, disminuyendo la concentración de los iones hidronio.

Cálculo del pH de la disolución final

Para calcular el pH de la disolución final, podemos utilizar la siguiente fórmula:

pH = -log[H3O+]

Sustituyendo los valores de la concentración molar de los iones hidronio, podemos calcular el pH de la disolución final:

pH = -log[H3O+]
pH = -log(1,8 * 10^(-12) M)
pH = 11,7

Por lo tanto, el pH de la disolución final es de 11,7. Este pH es mucho mayor que el pH de la disolución inicial (2,42), lo que indica que la adición de NaOH ha provocado un aumento significativo del pH de la disolución.

Respuesta

a) La concentración inicial del ácido nitroso es de 8,4 * 10^(-2) M.

b) El grado de disociación del ácido nitroso es de 1.

c) La reacción que transcurre es la siguiente:

HNO2 + NaOH → NaNO2 + H2O

La adición de NaOH a la disolución de ácido nitroso provoca un aumento del pH de la disolución. El pH de la disolución final es de 11,7.