QuímicaFácilCuestión · 1,5 pts

pH de ácidos y bases

Andalucía · 2017 · Reserva 3 · Opción B

Enunciado

Opción B · Cuestión 3. Razone la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:

a) A igual molaridad, cuanto menor es la

K_a

de un ácido menor es el pH de sus disoluciones.

b) Al añadir agua a una disolución de un ácido fuerte su pH disminuye.

c) En las disoluciones básicas el pOH es menor que el pH.

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Resultado

\boxed{\;\textbf{a) Falsa: menor } K_a \Rightarrow \text{ácido más débil} \Rightarrow \text{pH mayor}\;}

\boxed{\;\textbf{b) Falsa: al diluir, el pH } \textbf{aumenta}\;}

\boxed{\;\textbf{c) Verdadera: } \text{pOH} < 7 < \text{pH}\;}

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Estrategia

Dos relaciones resuelven los tres apartados:

[\text{H}_3\text{O}^+] \approx \sqrt{K_a\,c} \qquad\qquad \text{pH} + \text{pOH} = 14

a): una $K_a$ menor significa un ácido más débil, que libera menos protones.
b): al diluir hay menos ácido y, por tanto, menos protones.
c): una disolución básica tiene $\text{pH} > 7$ , luego $\text{pOH} < 7$ .

En los tres casos conviene recordar una regla general muy útil: cualquier cosa que reduzca la acidez sube el pH.

Desarrollo

a) Falsa.

A igual concentración, la constante mide cuánto se disocia el ácido:

[\text{H}_3\text{O}^+] \approx \sqrt{K_a\,c}

K_a

es menor, el ácido es más débil, libera menos

\text{H}_3\text{O}^+

y su pH resulta mayor, no menor. La afirmación está invertida.

Un ejemplo con dos ácidos

0{,}1\ \text{M}

Ácido	$K_a$	$[\text{H}_3\text{O}^+]$	pH
Acético	$1{,}8\cdot 10^{-5}$	$1{,}3\cdot 10^{-3}$	$2{,}9$
Cianhídrico	$4{,}9\cdot 10^{-10}$	$7{,}0\cdot 10^{-6}$	$5{,}2$

b) Falsa.

Al añadir agua, los moles de ácido no cambian pero se reparten en más volumen, así que la concentración de protones disminuye:

[\text{H}_3\text{O}^+] \downarrow \qquad\Longrightarrow\qquad \text{pH} = -\log[\text{H}_3\text{O}^+] \; \textbf{aumenta}

En un ácido fuerte, totalmente disociado, la relación es directa: diluir diez veces sube el pH una unidad (mientras la disolución no sea tan diluida que cuente el agua). La disolución se vuelve menos ácida, no más.

(La regla general: diluir siempre acerca el pH a 7, tanto en ácidos, que suben, como en bases, que bajan.)

c) Verdadera.

En una disolución básica hay más hidroxilos que protones:

[\text{OH}^-] > 10^{-7}\ \text{M} \qquad\Longrightarrow\qquad \text{pOH} < 7 \qquad\text{y}\qquad \text{pH} = 14 - \text{pOH} > 7

Por tanto:

\text{pOH} < 7 < \text{pH}

El pOH es efectivamente menor que el pH. (En una disolución ácida ocurriría lo contrario, y en una neutra ambos valdrían 7.)

Consejo

Una regla práctica que resuelve a) y b) de golpe: todo lo que reduce la concentración de protones sube el pH. Un ácido más débil libera menos; una dilución también. En ambos casos, el pH aumenta.

No confundas fuerza (propiedad intrínseca, medida por $K_a$ ) con concentración (cuánto soluto hay). En a) se compara la primera a igualdad de la segunda, y en b) se cambia la segunda sin tocar la primera.

Y ten siempre presente la relación $\text{pH} + \text{pOH} = 14$ : convierte cualquier afirmación sobre uno en una afirmación sobre el otro, y resuelve c) en una línea.