QuímicaMedioCuestión · 1,5 pts

Teorías ácido-base e hidrólisis

Andalucía · 2022 · Reserva 1

Enunciado

Bloque B · B5. Justifique el pH de las disoluciones acuosas de las siguientes sales:

a)

\text{NaNO}_3

\text{NaCN}

\text{NH}_4\text{Cl}

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

\boxed{\;\textbf{a) } \text{NaNO}_3: \textbf{neutra} \;(\text{pH} = 7), \text{ ambos iones espectadores}\;}

\boxed{\;\textbf{b) } \text{NaCN}: \textbf{básica} \;(\text{pH} > 7), \; \text{CN}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HCN} + \text{OH}^-\;}

\boxed{\;\textbf{c) } \text{NH}_4\text{Cl}: \textbf{ácida} \;(\text{pH} < 7), \; \text{NH}_4^+ + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_3 + \text{H}_3\text{O}^+\;}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Toda pregunta de hidrólisis de sales se resuelve con el mismo procedimiento de tres pasos:

Descompón la sal en el ácido y la base de los que procede.
Clasifícalos: el ion que viene de una especie fuerte es un espectador (no se hidroliza); el que viene de una especie débil sí se hidroliza.
Concluye:

\text{catión que se hidroliza} \Rightarrow \textbf{ácida} \qquad \text{anión que se hidroliza} \Rightarrow \textbf{básica} \qquad \text{ninguno} \Rightarrow \textbf{neutra}

Conviene tener a mano la lista de ácidos y bases fuertes:

\text{HCl}

\text{HBr}

\text{HI}

\text{HNO}_3

\text{HClO}_4

\text{H}_2\text{SO}_4

;

\text{NaOH}

\text{KOH}

\text{Ca}(\text{OH})_2

\text{Ba}(\text{OH})_2

Desarrollo

a) $\text{NaNO}_3$ : disolución NEUTRA ( $\text{pH} = 7$ ).

Procede del ácido nítrico (fuerte) y del hidróxido de sodio (base fuerte):

\text{NaNO}_3 \longrightarrow \text{Na}^+ + \text{NO}_3^-

$\text{Na}^+$ : ácido conjugado de una base fuerte $\Rightarrow$ acidez nula, no se hidroliza.
$\text{NO}_3^-$ : base conjugada de un ácido fuerte $\Rightarrow$ basicidad nula, no se hidroliza.

\text{NO}_3^- + \text{H}_2\text{O} \;\nrightarrow\; \text{HNO}_3 + \text{OH}^-

Los dos iones son espectadores: la única fuente de

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

\text{OH}^-

sigue siendo la autoionización del agua, así que el pH no cambia.

b) $\text{NaCN}$ : disolución BÁSICA ( $\text{pH} > 7$ ).

Procede del ácido cianhídrico (débil,

K_a = 6{,}2\cdot 10^{-10}

) y del hidróxido de sodio (base fuerte):

\text{NaCN} \longrightarrow \text{Na}^+ + \text{CN}^-

$\text{Na}^+$ : espectador.
$\text{CN}^-$ : base conjugada de un ácido débil, luego es una base apreciable. Se hidroliza:

\text{CN}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HCN} + \text{OH}^-

Esa reacción libera

\text{OH}^-

, de modo que

[\text{OH}^-] > [\text{H}_3\text{O}^+]

y el pH es mayor que 7.

La constante de la hidrólisis es:

K_b(\text{CN}^-) = \frac{K_w}{K_a(\text{HCN})} = \frac{10^{-14}}{6{,}2\cdot 10^{-10}} = 1{,}6\cdot 10^{-5}

Un valor nada despreciable: una disolución

0{,}1

M de

\text{NaCN}

tiene

\text{pH} \approx 11{,}1

. (Por eso el cianuro de sodio huele a almendras amargas: parte del

\text{CN}^-

se convierte en

\text{HCN}

volátil.)

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

c) $\text{NH}_4\text{Cl}$ : disolución ÁCIDA ( $\text{pH} < 7$ ).

Procede del ácido clorhídrico (fuerte) y del amoniaco (base débil,

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

\text{NH}_4\text{Cl} \longrightarrow \text{NH}_4^+ + \text{Cl}^-

$\text{Cl}^-$ : base conjugada de un ácido fuerte $\Rightarrow$ espectador.
$\text{NH}_4^+$ : ácido conjugado de una base débil, luego es un ácido apreciable. Se hidroliza:

\text{NH}_4^+ + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_3 + \text{H}_3\text{O}^+

Se liberan protones y el pH baja por debajo de 7. La constante correspondiente es:

K_a(\text{NH}_4^+) = \frac{K_w}{K_b(\text{NH}_3)} = \frac{10^{-14}}{1{,}8\cdot 10^{-5}} = 5{,}6\cdot 10^{-10}

Una disolución

0{,}1

M tendría

\text{pH} = 5{,}13

Consejo

No basta con decir "ácida", "básica" o "neutra": para llevarte el apartado completo hay que escribir la reacción de hidrólisis del ion que la sufre. Es lo que demuestra que entiendes el mecanismo y no has memorizado una tabla.

Un truco mnemotécnico que funciona: la sal "hereda el carácter del débil". $\text{fuerte} + \text{fuerte} \to \text{neutra} \qquad \text{fuerte} + \text{débil} \to \text{hereda del débil}$ $\text{NaCN}$ viene de un ácido débil, así que su anión es una base y la sal es básica. $\text{NH}_4\text{Cl}$ viene de una base débil, así que su catión es un ácido y la sal es ácida.

Paso 1 de 3

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