QuímicaMedioCuestión · 1,5 pts

Teorías ácido-base e hidrólisis

Andalucía · 2017 · Reserva 4 · Opción B
Enunciado
Opción B · Cuestión 3. Explique mediante las reacciones correspondientes el pH que tendrán las disoluciones acuosas de las siguientes especies químicas.

a) NaNO3\text{NaNO}_3

b) CH3COONa\text{CH}_3\text{COONa}

c) NH4Cl\text{NH}_4\text{Cl}
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Resultado
  a) NaNO3: neutra (pH=7)  \boxed{\;\textbf{a) } \text{NaNO}_3: \text{ neutra } (\text{pH} = 7)\;}  b) CH3COO−+H2O⇌CH3COOH+OH−  ⇒  baˊsica  \boxed{\;\textbf{b) } \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COOH} + \text{OH}^- \;\Rightarrow\; \textbf{básica}\;}  c) NH4++H2O⇌NH3+H3O+  ⇒  aˊcida  \boxed{\;\textbf{c) } \text{NH}_4^+ + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_3 + \text{H}_3\text{O}^+ \;\Rightarrow\; \textbf{ácida}\;}
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Estrategia

La hidrólisis se resuelve siempre con el mismo procedimiento en tres pasos:
  1. Disocia la sal en sus iones.
  2. Identifica de qué ácido y qué base procede cada ion. Los que vienen de un electrolito fuerte son espectadores y no hidrolizan; los que vienen de uno débil sí reaccionan con el agua.
  3. Escribe la reacción de hidrólisis del ion que la sufre y mira si libera H3O+\text{H}_3\text{O}^+ o OH−\text{OH}^-.
La tabla resumen, que conviene tener en la cabeza:
Catión / AniónDe ácido fuerteDe ácido débil
De base fuerteNeutraBásica
De base débilÁcidaDepende de KaK_a y KbK_b
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Desarrollo

a) NaNO3\text{NaNO}_3: disolución neutra (pH=7\text{pH} = 7).NaNO3⟶Na++NO3−\text{NaNO}_3 \longrightarrow \text{Na}^+ + \text{NO}_3^-
  • El Na+\text{Na}^+ procede del NaOH\text{NaOH}, una base fuerte: es un ácido conjugado tan débil que no reacciona con el agua.
  • El NO3−\text{NO}_3^- procede del HNO3\text{HNO}_3, un ácido fuerte: su base conjugada es despreciablemente débil y tampoco se hidroliza.
Na++H2O  ↛  NO3−+H2O  ↛  \text{Na}^+ + \text{H}_2\text{O} \;\nrightarrow\; \qquad\qquad \text{NO}_3^- + \text{H}_2\text{O} \;\nrightarrow\;Ningún ion altera el equilibrio de autoionización del agua, así que [H3O+]=[OH−][\text{H}_3\text{O}^+] = [\text{OH}^-] y el pH es 7.

b) CH3COONa\text{CH}_3\text{COONa}: disolución básica (pH>7\text{pH} > 7).CH3COONa⟶CH3COO−+Na+\text{CH}_3\text{COONa} \longrightarrow \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{Na}^+
  • El Na+\text{Na}^+ no hidroliza (base fuerte).
  • El CH3COO−\text{CH}_3\text{COO}^- es la base conjugada del ácido acético, un ácido débil, así que capta protones del agua:
CH3COO−+H2O⇌CH3COOH+OH−\text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COOH} + \text{OH}^-Se liberan iones OH−\text{OH}^-, luego [OH−]>[H3O+][\text{OH}^-] > [\text{H}_3\text{O}^+] y el pH es mayor que 7. Es el comportamiento típico de las sales de ácido débil y base fuerte.

c) NH4Cl\text{NH}_4\text{Cl}: disolución ácida (pH<7\text{pH} < 7).NH4Cl⟶NH4++Cl−\text{NH}_4\text{Cl} \longrightarrow \text{NH}_4^+ + \text{Cl}^-
  • El Cl−\text{Cl}^- procede del HCl\text{HCl} (ácido fuerte): no hidroliza.
  • El NH4+\text{NH}_4^+ es el ácido conjugado del amoniaco, una base débil, así que cede protones al agua:
NH4++H2O⇌NH3+H3O+\text{NH}_4^+ + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_3 + \text{H}_3\text{O}^+Se liberan iones H3O+\text{H}_3\text{O}^+, luego el pH es menor que 7. Es el comportamiento típico de las sales de base débil y ácido fuerte.
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Consejo

El enunciado dice «mediante las reacciones correspondientes»: una respuesta que solo clasifique las tres sales pierde buena parte de la puntuación aunque acierte los tres caracteres.

Para identificar rápido quién hidroliza, hazte esta pregunta con cada ion: ¿de qué ácido o de qué base procede? Si la respuesta es un electrolito fuerte, el ion es espectador. Los cationes alcalinos y los aniones Cl−\text{Cl}^-, NO3−\text{NO}_3^- cubren casi todos los casos de examen.

Y en a), no inventes una hidrólisis para el NO3−\text{NO}_3^-: lo correcto es afirmar explícitamente que no se hidroliza y explicar por qué. Decirlo es parte de la respuesta.
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