Equilibrio Ionico

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Colegio Nacional de Buenos Aires Guía de Ejercicios Equilibrio Ionico

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Equilibrio Ionico

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Equilibrio Iónico
Tabla de Constantes de disociación de algunos ácidos:
(Extraída de B. H. Mahan;"Química Curso Universitario")
Acido Constante de disociación K (25 �C)
Acido acético 1.8 10﷓5
Acido fórmico 1.8 10﷓4
Acido cianhídrico 4.8 10﷓10
Ión sulfato ácido 1.2 10﷓2
Acido fluorhídrico 6.8 10﷓4
Acido nitroso 4.5 10﷓4
Acido cloroacético 1.4 10﷓3
Acido carbónico 4.2 10﷓7
Carbonato ácido 4.8 10﷓11
Acido fosfórico 7.5 10﷓3
Ión fosfato diácido 6.2 10﷓8
Ión fosfato ácido 1.0 10﷓12
1) Explique con ejemplos que entiende por ácidos y bases según la teoría de:
a) Arrhenius
b) Br�sted﷓ Lowry
c) Lewis; ¿por qué esta última se extiende a especies que no ponen en juego protones? ¿Contradice a las anteriores definiciones?
2) Calcule el pH de las siguientes soluciones acuosas
a) ácido clorhídrico 10% m/m = 1.08 g/cm3
b) NaOH 5 % m/m =1.02 g/cm3
c) HNO3 0.15M
d) KOH 0.05 molal =1.01 g/cm3
3) Para una solución que tiene el pH = 7.4 (como el de la sangre), calcule:
a) La concentración de iones H+
b) La concentración de iones HO-
c) el pOH
4) Calcule la concentración molar de una solución de ácido acético que está ionizada al 2%; Ka para el ácido acético 1.75 10﷓5 . Rta.: 0.044
5) Calcule el porcentaje de ionización de una solución de HCN 1 M. Ka = 6.2 10﷓10 Rta.:0.00222%
a) ¿ A qué volumen se debe diluír 200 cm3 de un ácido débil monoprótico de concentración 0.4 M para que se duplique su porcentaje de ionización?
Nota: considere que el grado de disociación es muy pequeño.
Rta.: 800 cm3
6) Se preparó una solución de forma que fuese 0.01 M de ácidocloroacético, y además 0.02 M de cloroacetato de sodio. La Ka para el ácido cloroacético es 1.36 10﷓2. ¿Cuál es la concentración de protones en la solución?
Rta.: 7 10﷓3
7) Calcular [H+], [C2H3O2﷓] , y [CN﷓] en una solución 0.1 M de HC2H3O2 (Ka = 1.75 10﷓5) y 0.2 M HCN (Ka= 6.2 10 ﷓10).
Rta.: [H+]= [C2H3O2﷓]= 1.32 10 ﷓3
8) Calcule la [H+] en una solución 0.1 M HCOOH (Ka=1.77 10﷓4) y 0.1 Mde HOCN (Ka= 3.3 10﷓4). Rta.: [H+]= 7.1 10﷓3
9) ¿Cuál es el pH de a) HCl 5 10﷓8 M, b) HCl 5 10 ﷓10 ? Rta.: a) 6.89 b) 7.00
10) Calcule la concentración de cationes oxonio de una solución al 0.1 M de H2S. K1 y K 2 para el H2S son respectivamente 1 10 ﷓7 y 1.310 ﷓14. Rta.: [H+] = [HS﷓] = 1 10 ﷓4
11) El ácido succínico (butanodioico) es un ácido diprótico, dadas sus constantes K1= 6.5 10﷓5 y K2 = 3.3 10﷓6 indique si es correcto despreciar la segunda disociación; y sobre la base de las aproximaciones que estime convenientes calcule la concentración de todas las especies presentes de una solución de ácido succínico 0.1 M
12) Una dilución contiene 0.1 mol/dm3 de ácido acético y 0.05 mol/dm3 de ácido clorhídrico. Averiguar a) [Ac﷓] b) [HAc] y c) pH de la solucíon y el grado de disociación. Rta.: a) 3,6 10 ﷓5 b) 0.1 M c) pH= 1.3 d) " = 3.6 10 ﷓2 %
13) Calcular el pH, y el grado de hidrólisis de una solución de acetato de sodio 0.02 N . La constante de disociación de HAc es Ka= 1.810 -5 Rta.: pH 8.52  = 1.66 10 ﷓4
14) A una solución de amoníaco 0.01 M está ionizada en un 4.1%. a) Calcule la concentración de los iones amonio e hidróxido b) la concentración de amoníaco molecular, c) la constante de ionización para el amoníaco acuoso, d) concentración de hidróxido después de agregar 0.009 moles de cloruro de amonio a 1 litro de solución, anterior, e) la concentración de una solución preparada disolviendo0.01 moles de NH3 y 0.005 moles de HCl por litro. Rta.: a) [NH4+]=[OH﷓]=0.00041 b) [NH3]= 0.0096 c) Kb = 1.75 10 ﷓5 d) 1.94 10﷓5 e) [OH﷓ ]= 1.75 10﷓5
15) Calcular el pH de una solución preparada mezclando 2 g de NaHCO3 y agua hasta completar 200 ml. (opcional) K1= 4.3 10 ﷓7 K2 = 5.6 10﷓11 . MrNaHCO3 = 84 Rta.: 8.3
16) Se tiene un litro de una solución de ácido acético 0.2 M que contiene, además, 0.5 moles de acetato de sodio. a) calcular su pH. b) ¿Cuál sería el pH si se agregaran 10 mmoles de NaOH? c) ¿Cuál, si se agregaran 10 mmoles de HCl a la solución original? d) Recalcule los puntos b y c para un litro de agua destilada. Rta.: a) pH = 5.14 b) 5.17 c) 5.11 d) 12 y 2 respectivamente.
17) Calcule las concentraciones de todas las especies en el equilibrio de una solución de ácido sulfuroso 0.2 M. La constantes de la primera y segunda disociación son K1= 1.3 10 ﷓2 K2 = 6.3 10 ﷓8
Rta.:[H+] =0.0449 [H2SO3] = 0.1551 [SO3 2﷓]= 10﷓8
18) La constante de ionización (hidrólisis) ácida del Zn2+ es 3.3 10 ﷓10
a) Calcule el pH de una solución 0.001 M de ZnCl2 .
b) ¿Cuál es la constante de disociación básica del Zn(OH)+ ?
Zn2+ + H2O ========= Zn(OH)+ + H+
Zn(OH)+ =========== Zn2+ + OH﷓
Rta.: a) pH= 6.2 ; b) 3. 10 ﷓5
19) Calcular el pH de una solución preparada mezclando 2 g de NaHCO3 y agua hasta completar 200 ml.
K1= 4.3 10 ﷓7 K2 = 5.6 10﷓11 . MrNaHCO3 = 84
Rta.: 8.3
20) Se desean preparar 200 ml de una solución reguladora de pH = 5.1. Para ello se cuenta con una solución de HAc y NaAc 0.1 M. ¿Qué volumen de cada una de ellas hay que utilizar? Datos: pKa=4.74. Considérense volúmenes aditivos.
Rta.: Va= 61 ml y Vs = 139 ml
21) Se desea titular una solución de ácido fórmico, para 25 cm3 de ácido se consumen 30 cm3 de NaOH 0.5 N.
a) Calcule el pH del sistema en:
b) al iniciar la titulación.
c) al agregar 10 ml de solución de NaOH
d) al terminar la titulación.
22) De acuerdo con pH calculado en el punto final de la titulación indique el o los indicadores más adecuados. Justifique.
Rta.: pKa= 3.74 Rta.: a) 1.98 b) 4.00 c) 8.6
23) El Kps del Mg(OH)2 es 1.5 10 -11. Hallar a) su solubilidad en g/l y b) el pH de una solución saturada de dicho hidróxido.
24) La solubilidad del fluoruro de calcio en agua a una temperatura determinada vale 0.01318 g/l. Calcular: a) la molaridad y la normalidad de una solución saturada. b) El producto de solubilidad
25) Se añade lentamente nitrato de cobre (II) sólido a 200 cm3 de una solución 0.001 M de hidróxido de potasio. Calcular la concentración de iones cúpricos necesaria para que se inicie la precipitación. Kps= 1.6 10-19 .
26) En un litro de disolución acuosa se tienen 50 g de Mg(OH)2 ppdo. Calcular a partir de qué valor de pH se disolverà totalmente el ppdo. b) Hasta què volumen de agua habr�a de diluir para disolver el ppdo.? KpsMg(OH) 2 = 1.510 -11 Rta.: 8.62 b) Vf= 5.93litros.
27) Se tiene una solución 0.1 M de nitrato de magnesio 0.085 M en amoníaco y 0.1 M en nitrato amónico, determinar: a) si se formará en esas condiciones un precipitado de Mg(OH)2 . b) el pH de la solución. Rta.: a) si b) 9.18 Datos: KNH3= 1.8 10-5 KpsMg(OH)2 = 1.5 10 -11
28) ¿Cuál serà la màxima concentración de Mn2+ en una solución saturada de H2S a pH= 4. Datos: K1H2S= 9.1 10-8 K2H2S= 1.2 10-15 [H2S] para una solución saturada: 0.1 M. El producto de solubilidad del MnS es 1 10-16. Rta.: 0.917M.
29) Se disuelven en agua, hasta completar un volumen de un litro 0.5 moles de K2[Fe(CN)6] y 0.5 moles de KCN. Calcular la concentración de catión ferroso en la solución resultante ignorando la hidrólisis.
Datos: Ki= 1.29 10-37
Rta.: 4.12 10-36
30) Calcular las concentraciones de iones complejos, iones metálicos y de amoníaco de cada una de las siguientes soluciones:
a) cloruro de plata amoniacal 0.6 M
b) sulfato de cobre 0.5 M.
Datos: KiAg(NH3)2= 6.25 10-8 KiCu(NH3) 4 = 8.33 10-13
31) Hasta qué valor debe llegar la concentración de amoníaco para reducir la concentración de iones plata de una solución 0.2 M de su nitrato hasta 1 10 -8 M? Se considera que el volumen de la solución no se modifica por la adición de amoníaco. Rta.: 1.1 litro.
32) Se necesita lavar un ppdo de sulfato de bario, se puede hacer de dos formas:
a) utilizando 150 cm3 de agua destilada.
b) utilizando 150 cm3 de solución acuosa de ácido sulfúrico. 0.1 M
33) Calcule los gramos de sulfato de bario que se pierden en cada una de las opciones. Datos: KpsBaSO4=1.1 10 -10
Rta.: 3.67 10 -4 g b) 3.84 10 -8 g.
34) Calcular cuántos moles de hidróxido cúprico se disolverán en un litro de solución acuosa de amoníaco 0.1 M. Datos: KpsCu(OH)2= 1.6 10 -19 KiCu(NH3) 4= 2 10 -13. Rta: 5.6 10 -13 MA una solución 0.2 M de Cu+, 0.2 M de Ag+ y 0.2 M en Au+ se le añade cloruro de sodio sólido. Suponemos que el volumen no se modifica. Datos: KpsAgCl=1.8 10 -10 KpsCuCl= 1.9 10 -7 y Kps AuCl= 2 10 -13.
a) en qué orden aparecen los distintos precipitados?
b) ¿Cuáles seràn las concentraciones de Ag+ y Cu+ cuando empieza de pptar el AuCl.?

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