QuímicaMedioCuestión · 1,5 pts

Teorías ácido-base e hidrólisis

Andalucía · 2021 · Reserva 4

Enunciado

Bloque B · B4. Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) El pH de una disolución de

\text{NH}_4\text{NO}_3

es mayor que

7

.

b) Si el pH de una disolución de un ácido fuerte monoprótico (

\text{HA}

) es

2{,}17

, su concentración está comprendida entre

0{,}001

M y

0{,}0001

M.

c) Una disolución de

\text{NaNO}_3

tiene un pH menor que una de

\text{CH}_3\text{COONa}

de la misma concentración.

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

\boxed{\;\textbf{a) FALSA} \;-\; \text{el } \text{NH}_4^+ \text{ se hidroliza: pH} < 7\;}

\boxed{\;\textbf{b) FALSA} \;-\; c = 10^{-2{,}17} = 6{,}76\cdot 10^{-3} \text{ M, entre } 0{,}01 \text{ y } 0{,}001\;}

\boxed{\;\textbf{c) VERDADERA} \;-\; \text{NaNO}_3 \text{ neutra (7) frente a } \text{CH}_3\text{COONa} \text{ básica } (> 7)\;}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

a) y c) son cuestiones de hidrólisis de sales: descompón cada sal en el ácido y la base de los que procede y mira cuál es débil.
b) es un cálculo directo: de un pH sale una concentración con $[\text{H}_3\text{O}^+] = 10^{-\text{pH}}$ , y basta con comprobar si cae en el intervalo propuesto.

Un atajo mental para b): un pH de

2{,}17

está entre 2 y 3, luego la concentración está entre

10^{-2}

10^{-3}

Desarrollo

a) FALSA. El pH es menor que 7: la disolución es ácida.

El nitrato de amonio procede del ácido nítrico (fuerte) y del amoniaco (base débil):

\text{NH}_4\text{NO}_3 \longrightarrow \text{NH}_4^+ + \text{NO}_3^-

$\text{NO}_3^-$ : base conjugada de un ácido fuerte $\Rightarrow$ basicidad nula, espectador.
$\text{NH}_4^+$ : ácido conjugado de una base débil $\Rightarrow$ se hidroliza y libera protones:

\text{NH}_4^+ + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_3 + \text{H}_3\text{O}^+ \qquad K_a = \frac{K_w}{K_b} = 5{,}6\cdot 10^{-10}

Al aumentar

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

, el pH baja por debajo de 7. Una disolución

0{,}1

M tendría

\text{pH} = 5{,}13

Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)

b) FALSA. La concentración está entre

0{,}01

M y

0{,}001

M.

Como el ácido es fuerte y monoprótico, se disocia por completo y su concentración coincide con la de protones:

[\text{H}_3\text{O}^+] = c = 10^{-\text{pH}} = 10^{-2{,}17}

c = 6{,}76\cdot 10^{-3} \text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}

Comparando con el intervalo propuesto:

0{,}0001 = 10^{-4} \;<\; 0{,}001 = 10^{-3} \;<\; \mathbf{6{,}76\cdot 10^{-3}} \;<\; 0{,}01 = 10^{-2}

El valor real es casi siete veces mayor que el límite superior del intervalo del enunciado.

Razonamiento rápido, sin calculadora: un pH entre

2

3

corresponde a una concentración entre

10^{-2}

10^{-3}

M. Como

2{,}17

está entre 2 y 3, la respuesta es inmediata.

c) VERDADERA.

$\text{NaNO}_3$ : sal neutra. Procede de ácido fuerte (

\text{HNO}_3

) y base fuerte (

\text{NaOH}

). Ninguno de sus iones se hidroliza, así que:

\text{pH} = 7

$\text{CH}_3\text{COONa}$ : sal básica. Procede de un ácido débil (acético,

K_a = 1{,}8\cdot 10^{-5}

) y una base fuerte. El anión acetato se hidroliza:

\text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COOH} + \text{OH}^- \qquad K_b = 5{,}6\cdot 10^{-10}

Se liberan hidroxilos y el pH sube por encima de 7. Una disolución

0{,}1

M alcanzaría

\text{pH} = 8{,}87

\text{pH}(\text{NaNO}_3) = 7 \;<\; \text{pH}(\text{CH}_3\text{COONa}) = 8{,}87

La afirmación es correcta.

Consejo

Para el apartado b) hay un atajo que funciona siempre y evita la calculadora: el pH está entre dos enteros, luego la concentración está entre las potencias correspondientes. $\text{pH} = 2{,}17 \;\Longrightarrow\; 10^{-3} < c < 10^{-2}$ Y recuerda que a mayor pH corresponde menor concentración de protones: la escala es inversa.

Para las sales, el esquema completo cabe en cuatro líneas:
Procede de Ejemplo pH
fuerte + fuerte $\text{NaCl}$ , $\text{NaNO}_3$ $= 7$
fuerte + débil (base) $\text{NH}_4\text{Cl}$ , $\text{NH}_4\text{NO}_3$ $< 7$
débil (ácido) + fuerte $\text{CH}_3\text{COONa}$ , $\text{NaCN}$ $> 7$
débil + débil $\text{CH}_3\text{COONH}_4$ depende de $K_a$ y $K_b$

Procede de	Ejemplo	pH
fuerte + fuerte	$\text{NaCl}$ , $\text{NaNO}_3$	$= 7$
fuerte + débil (base)	$\text{NH}_4\text{Cl}$ , $\text{NH}_4\text{NO}_3$	$< 7$
débil (ácido) + fuerte	$\text{CH}_3\text{COONa}$ , $\text{NaCN}$	$> 7$
débil + débil	$\text{CH}_3\text{COONH}_4$	depende de $K_a$ y $K_b$

Paso 1 de 3

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