QuímicaFácilCuestión · 1 pts

Teorías ácido-base e hidrólisis

Castilla-La Mancha · 2018 · Julio · Opción B
Enunciado
Justifica, escribiendo las ecuaciones químicas necesarias, por qué una disolución acuosa de NaClO\text{NaClO} tiene pH>7\text{pH} > 7.

Dato: Ka(HClO)=2,9⋅10−8K_a(\text{HClO}) = 2{,}9\cdot 10^{-8}.
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Resultado
NaClO→Na++ClO−\text{NaClO} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{ClO}^-. El Na+\text{Na}^+ no se hidroliza; el ClO−\text{ClO}^-, base conjugada de un ácido débil, sí: ClO−+H2O⇌HClO+OH−\text{ClO}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HClO} + \text{OH}^-, con Kb=3,4⋅10−7K_b = 3{,}4\cdot 10^{-7}. Se forman OH−\text{OH}^-, así que pH>7\text{pH} > 7.
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Estrategia

El NaClO\text{NaClO} (hipoclorito de sodio) es una sal soluble que en agua se disocia por completo en sus iones. Hay que ver qué hace cada ion con el agua (hidrólisis):
  • El Na+\text{Na}^+ procede de una base fuerte (NaOH): es un ácido conjugado tan débil que no reacciona con el agua.
  • El ClO−\text{ClO}^- es la base conjugada de un ácido débil (HClO\text{HClO}, con KaK_a muy pequeña): capta protones del agua y libera OH−\text{OH}^-.
Con Kb=Kw/KaK_b = K_w/K_a cuantificamos lo básico que es el ion hipoclorito.
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Desarrollo

Disociación de la sal (electrolito fuerte, es total):NaClO(s)→ H2O Na+(aq)+ClO−(aq)\text{NaClO}(s) \xrightarrow{\ \text{H}_2\text{O}\ } \text{Na}^+(aq) + \text{ClO}^-(aq)Ion sodio. Es el ácido conjugado del NaOH\text{NaOH}, una base fuerte; su acidez es despreciable y no se hidroliza: no altera el pH.

Ion hipoclorito. Es la base conjugada del ácido hipocloroso, un ácido débil (Ka=2,9⋅10−8K_a = 2{,}9\cdot 10^{-8}). Según Brønsted-Lowry, actúa como base frente al agua (hidrólisis básica):ClO−(aq)+H2O(l)⇌HClO(aq)+OH−(aq)\text{ClO}^-(aq) + \text{H}_2\text{O}(l) \rightleftharpoons \text{HClO}(aq) + \text{OH}^-(aq)Su constante de basicidad se obtiene de la del ácido conjugado:Kb(ClO−)=KwKa(HClO)=1,0⋅10−142,9⋅10−8=3,4⋅10−7K_b(\text{ClO}^-) = \frac{K_w}{K_a(\text{HClO})} = \frac{1{,}0\cdot 10^{-14}}{2{,}9\cdot 10^{-8}} = 3{,}4\cdot 10^{-7}Este valor, mucho mayor que el de la acidez del Na+\text{Na}^+ (nula), indica que el ion hipoclorito genera una cantidad apreciable de OH−\text{OH}^-. Así, en la disolución[OH−]>[H3O+]⟹pH>7[\text{OH}^-] > [\text{H}_3\text{O}^+] \quad\Longrightarrow\quad \text{pH} > 7La disolución es básica. (Cuanto más débil es el ácido HClO\text{HClO}, más fuerte es su base conjugada ClO−\text{ClO}^-, y más básica resulta la sal.)
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Consejo

No basta con decir «es una sal de ácido débil y base fuerte»: el enunciado pide las ecuaciones. Escribe la disociación de la sal y la reacción de hidrólisis del anión, con el OH−\text{OH}^- como producto; calcular Kb=Kw/KaK_b = K_w/K_a redondea la respuesta.
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