Ejercicio 2. (Calificación máxima: 2 puntos) Conteste razonadamente las siguientes preguntas para los ácidos: HNO2, HF y HCN. a) Suponiendo disolu...
Conteste razonadamente las siguientes preguntas para los ácidos: HNO2, HF y HCN.
a) Suponiendo disoluciones acuosas de igual concentración de cada uno de ellos, explique cuál presenta menor pH.
b) Justifique y ordene de mayor a menor basicidad las bases conjugadas.
c) Obtenga el pH de una disolución acuosa 0,2 M de HCN.
Datos: Ka (HNO2) = 4,5·10-4; Ka (HF) = 7,1·10-4; Ka (HCN) = 4,9·10-10
Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos apartado a); 0,75 puntos apartados b) y c).
Solución
a) Sabiendo que la Ka es directamente proporcional a la concentración de protones ya que: Ka= [H3O+]·[A-]/[HA] Y además que el pH se calcula a partir de la siguiente expresión: pH=-log[H3O+], siendo en este caso inversamente proporcional, ya que a mayor concentración de protones menos pH. Se llega a la conclusión de que el orden del pH será el siguiente: pH (HNO3)< pH (HF) < pH (HCN)
b) Cuanto más elevada sea la Kb mayor será la basicidad, como Kb=Kw/Ka, a mayor Ka menor Kb (es decir, cuanto más fuerte sea un ácido más débil es su base conjugada) por tanto el orden de basicidad será el siguiente: NO3-c) HCN + H2O ⇆ CN- + H3O+
Co 0.2
Ceq 0.2-0.2α 0.2α 0.2α
Ka= 4.9·10-10= (0.2????)2 / 0.2·(1−????) → 0,04α2 + 9.8·10-11α-9.8·10-11=0→ α=4.84·10-5
[H3O+] = 0.2·α = 9.68·10-6 pH=-log[H3O+] = 5.01
Preguntas Generales
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Ed IA de Studenta 
Solución:
a)
La constante de acidez (Ka) de un ácido es una medida de la fuerza de ese ácido. A mayor valor de Ka, más fuerte es el ácido y más protones libera en disolución. Por lo tanto, la disolución con el pH más bajo será la que tenga el ácido más fuerte.
Los valores de Ka dados para los ácidos HNO2, HF y HCN son:
- HNO2: Ka = 4,5·10-4
- HF: Ka = 7,1·10-4
- HCN: Ka = 4,9·10-10
Como se puede ver, HCN tiene el valor de Ka más pequeño, por lo que es el ácido más débil de los tres. Por lo tanto, la disolución con el pH más bajo será la de HCN.
Respuesta:
El ácido con el pH más bajo es el HCN.
b)
La basicidad de una base conjugada es una medida de su capacidad para aceptar protones. A mayor valor de la constante de basicidad (Kb), mayor es la basicidad de la base conjugada.
La relación entre la constante de acidez (Ka) de un ácido y la constante de basicidad (Kb) de su base conjugada es la siguiente:
Kw = Ka * Kb
Donde Kw es la constante de autoionización del agua, que tiene un valor de 1,00·10-14.
1,00·10-14 = Ka * Kb Kb = 1,00·10-14 / Ka
A mayor valor de Ka, menor será el valor de Kb, por lo que la base conjugada será más débil.
Por lo tanto, el orden de basicidad de las bases conjugadas de los ácidos HNO2, HF y HCN será el siguiente:
NO3- > F- > CN-
Respuesta:
El orden de basicidad de las bases conjugadas es el siguiente:
NO3- > F- > CN-
c)
Para calcular el pH de una disolución de HCN, podemos utilizar la siguiente expresión:
pH = -log[H3O+]
Donde [H3O+] es la concentración de iones hidrógeno en disolución.
Para calcular [H3O+] podemos utilizar la ecuación de equilibrio de la reacción de disociación de HCN:
HCN + H2O ⇆ CN- + H3O+
Aplicando el principio de Le Chatelier, podemos ver que si aumentamos la concentración de HCN, el equilibrio se desplazará hacia la derecha, aumentando la concentración de [H3O+].
En este caso, la concentración inicial de HCN es 0,2 M.
[HCN]i = 0,2 M
Podemos calcular la concentración de equilibrio de [H3O+] mediante la ecuación de equilibrio de la reacción de disociación de HCN:
Ka = [H3O+]·[CN-] / [HCN] 4,9·10-10 = [H3O+]·[CN-] / 0,2 [H3O+]·[CN-] = 4,9·10-10 * 0,2 [H3O+] = 4,9·10-10 * 0,2 / [CN-] [H3O+] = 4,9·10-10 * 0,2 / 0,2 - 4,9·10-10 [H3O+] = 9,8·10-6
Por lo tanto, el pH de la disolución será:
pH = -log[H3O+] pH = -log(9,8·10-6) pH = 5,01
Respuesta:
El pH de la disolución de HCN es 5,01.
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