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CUESTIONES DE pH

Cuestión 1ª Junio 2002-2003
A partir de los valores de Ka suministrados, deduzca si el pH de
disoluciones acuosas de las siguientes sales es neutro, ácido o básico:
   a) NaF
   b) NH4CN
   c) NH4F
   d) NH4Cl
DATOS: Ka(HCN) =6,2 x 10-10; Ka(HF)=6,7 x 10-4; Ka (NH4+)= 5,5 x 10-10


SOLUCIÓN
Todas las sustancias son sales, por tanto todos los casos serán de
hidrólisis.

   a) NaF → Na+ + F-
                         ⇩
                       Base conj del HF, tiene Kb

                                                   -
                  F- + H2O ⇆ HF + OH                       ⇒ medio básico pH>7

   b)
        NH4CN → NH4+       +      CN-
                 ⇩                 ⇩
               Ambos influyen en el agua, tienen constantes equilibrio
                 ⇩                ⇩
                          -10
            Ka=5,5 x 10         < Kb=1,6 x 10-5

          La base conjugada tiene una mayor constante, por tanto esta base
es más fuerte que el ácido, lo que determina un medio básico

        NH4+ +    H2 O ⇆        NH3 +       H3O+

                                                       -
         CN-     + H2O ⇆           HCN + OH

            [H3O+] < [OH-] ⇒ medio básico pH>7


                                        1
c) NH4F → NH4+ +        F-
               ⇩        ⇩
             Ambos influyen en el agua, tienen constantes de equilibrio
              ⇩       ⇩
       Ka=5,5 x 10 > Kb=1,49 X 10-11
                  -10



En este caso el ácido conjugado tiene una mayor constante, por tanto este
ácido es más fuerte que la base, lo que determina un medio ácido.

   NH4+ +     H2 O ⇆     NH3 +      H3O+

                                -
    F- + H2O ⇆ HF + OH

            [H3O+]     > [OH-] ⇒ medio ácido pH<7



   d) NH4Cl → NH4+ + Cl-
               ⇩
             Ácido conj. del NH3, tiene Ka

    NH4+ +    H2 O ⇆     NH3 +      H3O+   ⇒ medio ácido pH<7




                                     2
Cuestión 2ª
Razona cuál será el carácter ácido, básico o neutro de las disoluciones
acuosas de las siguientes sales:
   a) KCl
   b) NH4F
   c) Na2SO4
   d) K2NO3
   e) NH4NO2
DATOS Kb (NH3)= 1,8·10-5; Ka (HF)= 7,1·10-4; Ka (HNO2)=4,5·10-4


SOLUCIÓN
Todas las sustancias son sales, por tanto todos los casos serán de
hidrólisis.


      a)   KCl → K+ + Cl- Ambos iones son débiles, no influyen en el
                           agua , pH = 7

     b)    NH4F VISTO EN EL EJERCICIO ANTERIOR


      c) Na2SO4 → 2 Na+ + SO4- Ambos son iones débiles, no

influyen en el agua, pH = 7

     d) K2N+ H2O ⇆               O3 → 2 K+ + NO3- Ambos son iones
   débiles, no influyen en el agua, pH = 7


    e) NH4NO2 → NH4+ + NO2-
                  ⇩       ⇩
             Ambos influyen en el agua, tienen constantes de equilibrio
                    ⇩       ⇩
             Ka=5,5 x 10 > Kb=2,22 x 10-11
                        -10



Es este caso el ácido conjugado tiene una mayor constante, por tanto es
más fuerte que la base lo que determina un medio ácido




                                   3
NH4+ +     H2 O ⇆      NH3 +        H3O+

                                              -
       NO2- +     H2 O ⇆     HNO2 + OH

         [H3O+]      > [OH-] ⇒ medio ácido pH<7


Cuestión 3º
Razone la causa de que una disolución de Croruro sódico presente un pH 7,
mientras que una disolución de cianuro sódico presente un pH > 7
DATOS Kb (CN-)= 2,04·10-5


                                SOLUCIÓN


En el cloruro sódico, ambos iones son débiles y por tanto no influyen en el
agua



      NaCl → Na+ + Cl- Ambos iones son débiles, no influyen en el
                          agua , pH = 7


Por el contrario en el caso del cianuro sódico, el ion cianuro si influye al
derivar de un ácido débil (con constante)

    NaCN → Na+ + CN-




      CN-    + H2 O ⇆        HCN     + OH-           ⇒    Medio      básico,
pH>7




                                       4
Cuestión 4º Junio 2004-2005
Justifique qué pH (ácido, neutro o básico) tienen las siguientes disoluciones
acuosas:
   a) Nitrato potásico.
   b) Acetato de sodio.
   c) Cloruro de amonio
   d) Nitrito de sodio.

DATOS : Ka (Hac) = 10-5; Ka (NH4+) = 10-9; Ka (HNO2) = 10-3



                                   SOLUCIÓN


   a) KNO3 → K+ +NO3- . Ninguno influye en el agua ⇒ pH=7 (neutro)
   b) CH3COONa → CH3COO- + Na+
                         ⇩
                        Base conjugada, si influye en el agua

              CH3COO- + H2O ⇆ CH3COOH + OH-                 pH >7 (básico)

   c) NH4Cl → NH4+ + Cl-
                    ⇩
                   Ácido conjugado, si influye en el agua

                                                    +
                 NH4+ + H2O ⇆ NH3 + H 3 O               pH <7 (ácido)



   d) NaNO2 → Na+ + NO2-
                               ⇩
                             Base conjugada, si influye en el agua

             NO2- + H2O ⇆ HNO2 + OH-              pH >7 (básico)




                                        5
Cuestión 5º Junio 2005-2006
Considere disoluciones acuosas de identica concentración de los
compuestos HNO3; NH4CL; NaCl y KF
  a) Deduzca si las disoluciones serán ácidas, básicas o neutras.
  b) Ordénelas razonadamente en orden creciente de su pH.

DATOS Ka(HF) = 1,4·10-4; Kb (NH3) = 1,8·10-5


                                 SOLUCIÓN

  a)
       - El HNO3 es un ácido por tanto su pH < 7 (disolución ácida)
       - El NH4Cl es un a sal (hidrólisis)

             NH4Cl → NH4+ + Cl-
                         ⇩
                      Ácido conj del NH3, tiene Ka ⇒ medio ácido pH<7

       - NaCl es una sal (hidrólisis)

              NaCl → Na+ + Cl-    Ninguno influye en el agua, ya que son
                                  muy débiles (no hay const. de equilibrio)
                                  y por ello el pH=7, medio neutro.


       - KF es una sal (hidrólisis)


               KF → K+ + F-
                             ⇩
                        Base conj del HF, tiene Kb⇒ medio básico pH>7


  b)    pH HNO3< pH NH4+ < ph NaCl < pH KF




                                      6
Cuestión 6º Modelo 2009-2010
Dadas las constantes de acidez de las especies químicas CH 3COOH,
HF,HSO4- y NH4+
  a) Ordene las cuatro especies de mayor a menor acidez.
  b) Escriba sus correspondientes reacciones     de disociación ácida en
     disolución acuosa.
  c) Indique sus bases conjugadas y ordénelas de mayor a menor
     basicidad.
  d) Escriba la reacción de transferencia protónica entre la especie más
     ácida y la base conjugada más básica.
DATOS: Ka (CH3COOH) =1,8x10-5; Ka(HF)=7,2x10-4; Ka(HSO4-)1,2x10-2
        Ka(NH4+)= 5,5X10-10
                              SOLUCIÓN

   a) Cuanto mayor sea el valor de la constante, más ionizado estará el
      ácido y por tanto será más fuerte y a igualdad de concentración, el
      pH será tanto menor cuanto mayor sea la fortaleza de él. Así pués

        HSO4- > HF > CH3COOH > NH4+
   b)
        - HSO4- + H2O ⇆            SO42-     + H3O+
        - HF +     H2O       ⇆    F-     +    H3O+
                                                     -
        - CH3COOH + H2O ⇆                CH3COO + H3O+
        - NH4+    + H2O ⇆        NH3 +       H3O+
   c)
        - SO42- (ion sulfato). Base conjugada del ácido HSO4-
        - F- (ion fluoruro). Base conjugada del ácido fluorhídrico
                    -
        - CH3COO (ion acetato). Base conjugada del ácido acético
        - NH3 (amoniaco). Base conjugada del ácido ion amonio.

   Cuanto mayor sea el valor de la Kb, mayor será su basicidad y al ser la
fórmula Kw/Ka, cuanto menor sea Ka mayor será Kb, por tanto

                         -
        NH3 > CH 3 COO > F- > SO42-

   d) HSO4- + NH3 ⇆ SO42- + NH4+
      Ácido   base  base conj ácido conj

                                         7

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Cuestiones de p h

  • 1. CUESTIONES DE pH Cuestión 1ª Junio 2002-2003 A partir de los valores de Ka suministrados, deduzca si el pH de disoluciones acuosas de las siguientes sales es neutro, ácido o básico: a) NaF b) NH4CN c) NH4F d) NH4Cl DATOS: Ka(HCN) =6,2 x 10-10; Ka(HF)=6,7 x 10-4; Ka (NH4+)= 5,5 x 10-10 SOLUCIÓN Todas las sustancias son sales, por tanto todos los casos serán de hidrólisis. a) NaF → Na+ + F- ⇩ Base conj del HF, tiene Kb - F- + H2O ⇆ HF + OH ⇒ medio básico pH>7 b) NH4CN → NH4+ + CN- ⇩ ⇩ Ambos influyen en el agua, tienen constantes equilibrio ⇩ ⇩ -10 Ka=5,5 x 10 < Kb=1,6 x 10-5 La base conjugada tiene una mayor constante, por tanto esta base es más fuerte que el ácido, lo que determina un medio básico NH4+ + H2 O ⇆ NH3 + H3O+ - CN- + H2O ⇆ HCN + OH [H3O+] < [OH-] ⇒ medio básico pH>7 1
  • 2. c) NH4F → NH4+ + F- ⇩ ⇩ Ambos influyen en el agua, tienen constantes de equilibrio ⇩ ⇩ Ka=5,5 x 10 > Kb=1,49 X 10-11 -10 En este caso el ácido conjugado tiene una mayor constante, por tanto este ácido es más fuerte que la base, lo que determina un medio ácido. NH4+ + H2 O ⇆ NH3 + H3O+ - F- + H2O ⇆ HF + OH [H3O+] > [OH-] ⇒ medio ácido pH<7 d) NH4Cl → NH4+ + Cl- ⇩ Ácido conj. del NH3, tiene Ka NH4+ + H2 O ⇆ NH3 + H3O+ ⇒ medio ácido pH<7 2
  • 3. Cuestión 2ª Razona cuál será el carácter ácido, básico o neutro de las disoluciones acuosas de las siguientes sales: a) KCl b) NH4F c) Na2SO4 d) K2NO3 e) NH4NO2 DATOS Kb (NH3)= 1,8·10-5; Ka (HF)= 7,1·10-4; Ka (HNO2)=4,5·10-4 SOLUCIÓN Todas las sustancias son sales, por tanto todos los casos serán de hidrólisis. a) KCl → K+ + Cl- Ambos iones son débiles, no influyen en el agua , pH = 7 b) NH4F VISTO EN EL EJERCICIO ANTERIOR c) Na2SO4 → 2 Na+ + SO4- Ambos son iones débiles, no influyen en el agua, pH = 7 d) K2N+ H2O ⇆ O3 → 2 K+ + NO3- Ambos son iones débiles, no influyen en el agua, pH = 7 e) NH4NO2 → NH4+ + NO2- ⇩ ⇩ Ambos influyen en el agua, tienen constantes de equilibrio ⇩ ⇩ Ka=5,5 x 10 > Kb=2,22 x 10-11 -10 Es este caso el ácido conjugado tiene una mayor constante, por tanto es más fuerte que la base lo que determina un medio ácido 3
  • 4. NH4+ + H2 O ⇆ NH3 + H3O+ - NO2- + H2 O ⇆ HNO2 + OH [H3O+] > [OH-] ⇒ medio ácido pH<7 Cuestión 3º Razone la causa de que una disolución de Croruro sódico presente un pH 7, mientras que una disolución de cianuro sódico presente un pH > 7 DATOS Kb (CN-)= 2,04·10-5 SOLUCIÓN En el cloruro sódico, ambos iones son débiles y por tanto no influyen en el agua NaCl → Na+ + Cl- Ambos iones son débiles, no influyen en el agua , pH = 7 Por el contrario en el caso del cianuro sódico, el ion cianuro si influye al derivar de un ácido débil (con constante) NaCN → Na+ + CN- CN- + H2 O ⇆ HCN + OH- ⇒ Medio básico, pH>7 4
  • 5. Cuestión 4º Junio 2004-2005 Justifique qué pH (ácido, neutro o básico) tienen las siguientes disoluciones acuosas: a) Nitrato potásico. b) Acetato de sodio. c) Cloruro de amonio d) Nitrito de sodio. DATOS : Ka (Hac) = 10-5; Ka (NH4+) = 10-9; Ka (HNO2) = 10-3 SOLUCIÓN a) KNO3 → K+ +NO3- . Ninguno influye en el agua ⇒ pH=7 (neutro) b) CH3COONa → CH3COO- + Na+ ⇩ Base conjugada, si influye en el agua CH3COO- + H2O ⇆ CH3COOH + OH- pH >7 (básico) c) NH4Cl → NH4+ + Cl- ⇩ Ácido conjugado, si influye en el agua + NH4+ + H2O ⇆ NH3 + H 3 O pH <7 (ácido) d) NaNO2 → Na+ + NO2- ⇩ Base conjugada, si influye en el agua NO2- + H2O ⇆ HNO2 + OH- pH >7 (básico) 5
  • 6. Cuestión 5º Junio 2005-2006 Considere disoluciones acuosas de identica concentración de los compuestos HNO3; NH4CL; NaCl y KF a) Deduzca si las disoluciones serán ácidas, básicas o neutras. b) Ordénelas razonadamente en orden creciente de su pH. DATOS Ka(HF) = 1,4·10-4; Kb (NH3) = 1,8·10-5 SOLUCIÓN a) - El HNO3 es un ácido por tanto su pH < 7 (disolución ácida) - El NH4Cl es un a sal (hidrólisis) NH4Cl → NH4+ + Cl- ⇩ Ácido conj del NH3, tiene Ka ⇒ medio ácido pH<7 - NaCl es una sal (hidrólisis) NaCl → Na+ + Cl- Ninguno influye en el agua, ya que son muy débiles (no hay const. de equilibrio) y por ello el pH=7, medio neutro. - KF es una sal (hidrólisis) KF → K+ + F- ⇩ Base conj del HF, tiene Kb⇒ medio básico pH>7 b) pH HNO3< pH NH4+ < ph NaCl < pH KF 6
  • 7. Cuestión 6º Modelo 2009-2010 Dadas las constantes de acidez de las especies químicas CH 3COOH, HF,HSO4- y NH4+ a) Ordene las cuatro especies de mayor a menor acidez. b) Escriba sus correspondientes reacciones de disociación ácida en disolución acuosa. c) Indique sus bases conjugadas y ordénelas de mayor a menor basicidad. d) Escriba la reacción de transferencia protónica entre la especie más ácida y la base conjugada más básica. DATOS: Ka (CH3COOH) =1,8x10-5; Ka(HF)=7,2x10-4; Ka(HSO4-)1,2x10-2 Ka(NH4+)= 5,5X10-10 SOLUCIÓN a) Cuanto mayor sea el valor de la constante, más ionizado estará el ácido y por tanto será más fuerte y a igualdad de concentración, el pH será tanto menor cuanto mayor sea la fortaleza de él. Así pués HSO4- > HF > CH3COOH > NH4+ b) - HSO4- + H2O ⇆ SO42- + H3O+ - HF + H2O ⇆ F- + H3O+ - - CH3COOH + H2O ⇆ CH3COO + H3O+ - NH4+ + H2O ⇆ NH3 + H3O+ c) - SO42- (ion sulfato). Base conjugada del ácido HSO4- - F- (ion fluoruro). Base conjugada del ácido fluorhídrico - - CH3COO (ion acetato). Base conjugada del ácido acético - NH3 (amoniaco). Base conjugada del ácido ion amonio. Cuanto mayor sea el valor de la Kb, mayor será su basicidad y al ser la fórmula Kw/Ka, cuanto menor sea Ka mayor será Kb, por tanto - NH3 > CH 3 COO > F- > SO42- d) HSO4- + NH3 ⇆ SO42- + NH4+ Ácido base base conj ácido conj 7