1. PROBLEMES CID - BASE 2. a) pOH = 14 - pH= 14 - 4 = 10 b) [H3 O+ ] = 10-pH = 10-4 M c) [OH- ] = Kw / [H3 O+ ] = 10-14 /10-4 = 10-10 M d) pH= 14 pOH = 14 11 = 3 Indica quina de les segents dissolucions s ms cida: A(pH=4), B(pOH=11), C([H3 O+ ]=10-5 M, C([OH- ]=10-13 M pH pOH [H3 O+ ] [OH- ] A 4 a b c B d 11 e f C g h 10-5 M i D l k j 10-13 M 3. e) [H3 O+ ] = 10-pH = 10-3 M f) [OH- ] = 10-pOH = 10-11 M g) pH = - log [H3 O+ ] = -log 10-5 = 5 h) pOH = 14 - pH= 14 - 5 = 9 i) [OH- ] = 10-pOH = 10-9 M j) [H3 O+ ] = Kw / [OH- ] = 10-14 /10-13 = 10-1 M k) pOH = -log [OH- ] = -log 10-13 = 13 l) pH = 14 pOH = 14 - 13 = 1 Si comparen el pH de les 4 dissolucions A(pH=4), B(pH=3), C(pH=5),D(pH=1) La D s la ms cida 4. Siga l'equilibri de l'aigua Kw = [H3 O+ ][OH- ] Si la dissoluci s neutra [H3 O+ ] = [OH- ] Per tant 2'510-14 = [H3 O+ ][OH- ] = x2 x = 1'5810-7 M pH=pOH= -log 1'5810-7 = 6'8 Si el pH s 7'4 [H3 O+ ] = 10-7'4 = 410-8 M [OH- ] = Kw / [H3 O+ ] = 2'510-14 /410-8 = 6'310-7 M La constant d'ionitzaci de l'aigua, Kw a 37C val 2'510-4. Determina el pH d'una dissoluci neutra. Si el pH de la sang s 7'4, quines sn les concentracions de H3 O+ i de OH- . 5. 1) Calcula el pH d'una dissoluci 0'01 M de HI (5) Com el HI s un cid fort estar totalment dissociat (Ka >>100) i al final no quedar [HI]e = 0 Per tant x=0'01 M i [H3 O+ ]= x = 0'01 M pH= -log [H3 O+ ] = -log 0'01 = 2 HI (aq) + H2 O (l) I- (aq) + H3 O+ (aq) i 0'01 ----- ----- ----- v x ----- x x e 0'01-x= 0 ------ x x 6. 1) Calcula el pH d'una dissoluci 0'01 M de HI (5) Com el HI s un cid fort estar totalment dissociat (Ka >>100) i al final no quedar [HI]e = 0 Per tant x=0'01 M i [H3 O+ ]= x = 0'01 M pH= -log [H3 O+ ] = -log 0'01 = 2 HI (aq) + H2 O (l) I- (aq) + H3 O+ (aq) i 0'01 ----- ----- ----- v x ----- x x e 0'01-x= 0 ------ x x 7. La concenraci inicial de Mg(OH)2 s: El Mg(OH)2 s una base forta i est totalment dissociada (Kb>>100). Al final no quedar [ Mg(OH)2 ]e = 0 Per tant x=1'710-4 M i [OH- ]=2x= 3'410-4 M POH = - log [OH- ] = -log 3'410-4 = 3'46 PH = 14-pOH=10'54 2) La llet de magnesia s una mescla de Mg(OH)2 i aigua, que s'utilitza com anticid. Calcula el pH d'una dissoluci de 0'01 g de Mg(OH)2 en 1 L d'aigua. (35) Mg(OH)2 (aq) + H2 O (l) Mg2+ (aq) + 2 OH- (aq) i 1'710-4 M ----- ----- ----- v x ----- x 2x e 1'710-4 -x=0 ------ x 2x Molaritat= n V = m Mr V = 0' 01 58' 3 1 =1' 710 4 M 8. s 3) Determina el pH d'una dissoluci 0'01 M de HCN. Ka = 4'910-10 (6) HCN (aq) + H2 O (l) CN- (aq) + H3 O+ (aq) i 0'01 ----- ----- ----- v x ----- x x e 0'01-x ------ x x Substituint les concentracions de l'equilibri en Ka tindrem: Obtenim que x= 2'210-6 M Per tant [H3 O+ ]= x = 2'210-6 M pH = - log [H3 O+ ] = -log 2'210-6 = 5'65 Ka= [CN ][H30] [HCN ] 4' 91010 = x2 0' 01x 9. La massa molar de l'estricnina ser 338 g/mol. La molarirtat de la dissoluci saturada s Substituint les concentracions de l'equilibri en Kb tindrem 4) L'estricnina (C21 H22 N2 O2 ) s una base de Kb =1'810-6 . Calcula el pH d'una dissoluci saturada que cont 16 mg/100 mL. (41) 16 mg 100 mL x 1 g 1000 mg x 1mol 338 g x 1000 mL 1 L =4' 7104 M B (aq) + H2 O (l) BH+ (aq) + OH- (aq) i 4'710-4 M ----- ----- ----- v x ----- x x e 4'710-4 -x ------ x x Kb= [BH ][OH ] [B] 1' 8106 = x 2 0' 00047x 10. x= 2'910-5 M [OH- ]=2'910-5 M pOH = -log 2'910-5 = 4'54 pH= 14-pOH = 9'46 Tamb es podrien calcular: [H3 O+ ]= Kw /[OH- ] = 10-14 /2'910-5 = 3'4510-10 M O tamb [H3 O+ ] = 10-pH = 10-9'46 = 3'4510-10 M [B]e = 4'710-4 x = 4'710-4 - 2'910-5 = 4'4110-4 M [BH+ ]e = x = 2'910-5 M 11. El grau de dissocia = 0'015 = x/Co Per tant x = 0'015Co Substituint les dades en l'expressi de Kb Per tant Co = 0'14M 5) Una dissoluci de etanolamina (HOC2 H4 NH2 ) es troba dissociada un 1'5 %. Si Kb = 3'210-5 calcula la concentraci inicial de etanolamina i el pH de la dissoluci. (42) RNH2 (aq) + H2 O (l) RNH3 + (aq) + OH- (aq) i Co ----- ----- ----- v x ----- x x e Co -x ------ x x Kb= [RNH3][OH ] [RNH2] 3' 2105 = x2 Cox = (0' 015Co) 2 Co0' 015Co = 0' 0152 Co 10' 015 12. x=0'015Co = 0'0150'14 = 0'0021 M [OH- ] = 0'0021 M pOH = -log 0'0021 = 2'68 pH = 14-2'68 = 11'32 13. 0o' 6) Una dissoluci 0'05 M de trimetilamina (CH3 )3 N t un pH de 11'28. Calcula el grau d'ionitzaci i la KB B (aq) + H2 O (l) BH+ (aq) + OH- (aq) i 0'05 ----- ----- ----- v x ----- x x e 0'5 -x ------ x x 0'5-1'910-3 0'498 M ----- 1'910-3 M 1'910-3 M A partir del pH calculem la x = [OH- ] pOH= 14-11'28 = 2'72 x= [OH- ]= 10-pOH = 10-2'72 = 1'910-3 M El grau d'ionitzaci ser = x/0'05 = 1'910-3 /0'05 = 0'038 La constant Kb= [BH ][OH ] [B] = (1' 9103 )2 0' 498 =7' 2510 6 14. 0o' 6) Una dissoluci 0'05 M de trimetilamina (CH3 )3 N t un pH de 11'28. Calcula el grau d'ionitzaci i la Kb (43) B (aq) + H2 O (l) BH+ (aq) + OH- (aq) i 0'05 ----- ----- ----- v x ----- x x e 0'5 -x ------ x x 0'5-1'910-3 0'498 M ----- 1'910-3 M 1'910-3 M A partir del pH calculem la x = [OH- ] pOH= 14-11'28 = 2'72 x= [OH- ]= 10-pOH = 10-2'72 = 1'910-3 M El grau d'ionitzaci ser = x/0'05 = 1'910-3 /0'05 = 0'038 La constant Kb= [BH ][OH ] [B] = (1' 9103 )2 0' 498 =7' 2510 6 15. Calculem la molaritat inicial de la penicilina Amb el pH calculem la x = [H3 O+ ]e = 10-pH = 10-1'55 = 0'028 M Substituint en l'expressi de la constant 7) La penicilina s un cid dbil. Calcula Ka si una dissoluci de 109'5 g de penicilina per cada 625 mL t un pH= 1'55 Mr (penicilina) = 356 g/mol (37) 109' 5 g 625mL x 1mol 356 g x 1000 mL 1 L =0' 492 M HA (aq) + H2 O (l) A- (aq) + H3 O+ (aq) i 0'492 M ----- ----- ----- v x ----- x x e 0492-x ------ x x 0'492-0'028 0'464 M ---- 0'028 M 0'028 M Ka= [ A][H30] [HA] = 0' 0282 0' 464 =1' 6910 3 16. Primerament calculem la concentraci de la dissoluci de pH=11'58 amb el seu equilibri. Amb el pH calculem la x pOH= 14-pH= 14-11'58= 2'42 x=[OH- ]=10-2'42 = 3'810-3 M 8) Una dissoluci de NH3 t una densitat de 0'98 g/mL i un 6'8% en massa. Quin volum d'aquesta dissoluci hem de diluir per obtenir 625 mL d'una dissoluci de pH=11'58. Kb (NH3 )=1'810-5 NH3 (aq) + H2 O (l) NH4 + (aq) + OH- (aq) i Co ----- ----- ----- v x ----- x x e Co -x ------ x x Co -0'0038 ----- 0'0038 M 0'0038 M 17. Substituint en la constant Co = 0'8 M La molaritat de la primera dissoluci ser Amb l'equaci de diluci podem calcular el volum d'aquesta dissoluci que far falta: Mc Vc = Md Vd 3'92Vc =0'8625 Vc =127'6 mL Kb= [NH4][OH ] [NH3] 1' 810 5 = 0' 0038 2 Co0' 0038 6' 8 g de NH3 100 g totals x 1mol 17 g de NH3 x 0' 98 g totals 1mLtotals x 1000mL 1 L =3' 92 M 18. Amb el pH calculem la [H3 O+ ]= x [H3 O+ ]= 10-2'83 = 1'4810-3 M Substituint els valors de l'equilibri en la Ka Co = 0'0057 M 9) El pH d'una dissoluci aquosa de HNO2 s 2'83. Si Ka =5'1310-4 . Quina s la seua concentraci inicial? HNO2 (aq) + H2 O (l) NO2 - (aq) + H3 O+ (aq) i Co ----- ----- ----- v x ----- x x e Co - x ------ x x Co 1'4810-3 1'4810-3 1'4810-3 Ka= [NO2][H30] [HNO2] 5' 1310 4 = 0' 001482 Co0' 00148 19. Per a poder comparar la fora com cids o bases hem de comparar les seues constants, per tant hem de calcular la Ka (NH4 + ) i la Kb (F- ) Kb (F- )=10-14 /6'810-4 = 1'4710-11 Ka (NH4 + )=10-14 /1'810-5 = 5'5610-10 Com Ka (HF) > Ka (NH4 + ), el HF s un cid ms fort que el NH4 + Com Kb (NH3 ) > Kb (F- ), el NH3 s una base ms forta que el F- Tamb es comprova que si l'cid d'una parella s ms fort la seua base ser ms dbil i vicerversa. 10) Siguen les parelles cid -base: HF/F- (Ka (HF)= 6'810-4 ) i NH4 + /NH3 (Kb (NH3 )= 1'810-5 ). Indica a) L'cid i la base ms fort/a. b) En quin sentit estar ms desplaat l'equilibri entre un dels cids d'una parella i la base de l'altre. c) Calcula en b) la constant de neutralitzaci Kn 20. L'equilibri estar desplaat en el sentit: cid ms fort + Base ms forta cid ms dbil + Base ms dbil Per tant HF + NH3 F- + NH4 + La constant Kn ser Aquest valor tan elevat de la constant ens indica que el raonament que havien fet prviament era correcte. Kn= Ka(HF) Ka(NH 3) Kw = 6' 810 4 1' 810 5 1014 =1224000 21. KCl (s) + H2 O (l) K+ (aq) + Cl- (aq) cid molt dbil Base molt dbil No reacciona No reacciona La dissoluci ser neura pH = 7 NH4 NO3 (s) + H2 O (l) NH4 + (aq) + NO3 - (aq) cid dbil Base molt dbil Equilibri No reacciona NH4 + (aq) + H2 O (l) NH3 (aq) + H3 O+ (aq) Com augmenta la [H3 O+ ] la dissoluci ser cida pH < 7 11) Raona el tipus de dissoluci: cida, bsica o neutra que donar l'hidrlisi de les segents sals: KCl, NH4 NO3 , NaCN, KHCO3 , FeBr3 , NH4 F 22. NaCN (s) + H2 O (l) Na+ (aq) + CN- (aq) cid molt dbil Base dbil No reacciona Equilibri CN- (aq) + H2 O (l) HCN (aq) + OH- (aq) Com augmenta la [OH- ], la dissoluci ser bsica ph>7 KHCO3 (s) + H2 O (l) K+ (aq) + HCO3 - (aq) cid molt dbil Anfotera No reacciona Equilibri HCO3 - (aq) + H2 O (l) H2 CO3 (aq) + OH- (aq) Kb =2'310-8 HCO3 - (aq) + H2 O (l) CO3 2- (aq) + H3 O+ (aq) Ka =4'710-11 Com Kb > Ka , el 1 equilibri est ms desplaat i la dissoluci ser bsica, pH>7 23. FeCl3 (s) + H2 O (l) Fe3+ (aq) + 3 Br- (aq) cid dbil Base molt dbil Equilibri No reacciona Fe(H2 O)3+ (aq) + H2 O (l) FeOH2+ (aq) + H3 O+ (aq) Com augmenta la [H3 O+ ], la dissoluci ser cida, pH Kb la dissoluci ser lleugerament cida, pH