QuímicaMedioCuestión · 1,5 pts

Teorías ácido-base e hidrólisis

Andalucía · 2023 · Reserva 3
Enunciado
Bloque B · B5. En dos disoluciones de la misma concentración de dos ácidos monopróticos HA\text{HA} y HB\text{HB}, se comprueba que [A−][\text{A}^-] es mayor que [B−][\text{B}^-]. Justifique la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:

a) El ácido HA\text{HA} es más fuerte que el ácido HB\text{HB}.

b) El pH de la disolución del ácido HA\text{HA} es mayor que el pH de la disolución del ácido HB\text{HB}.

c) Si se añade agua a dichas disoluciones, su valor de pH no cambiará.
Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido
Resultado
  a) VERDADERA  −  mayor [A−] a igual c⇒mayor α y mayor Ka  \boxed{\;\textbf{a) VERDADERA} \;-\; \text{mayor } [\text{A}^-] \text{ a igual } c \Rightarrow \text{mayor } \alpha \text{ y mayor } K_a\;}  b) FALSA  −  maˊs H3O+⇒menor pH: pHA<pHB  \boxed{\;\textbf{b) FALSA} \;-\; \text{más } \text{H}_3\text{O}^+ \Rightarrow \textbf{menor} \text{ pH: } \text{pH}_A < \text{pH}_B\;}  c) FALSA  −  al diluir, [H3O+]↓ y el pH ↑  \boxed{\;\textbf{c) FALSA} \;-\; \text{al diluir, } [\text{H}_3\text{O}^+] \downarrow \text{ y el pH } \uparrow\;}
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1

Estrategia

La observación experimental del enunciado es la clave de los dos primeros apartados. Escribe el equilibrio:HA+H2O⇌A−+H3O+\text{HA} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{A}^- + \text{H}_3\text{O}^+Como el ácido es monoprótico, por cada A−\text{A}^- que aparece se libera un H3O+\text{H}_3\text{O}^+:[A−]=[H3O+][\text{A}^-] = [\text{H}_3\text{O}^+]Es decir, la base conjugada es un medidor directo de la acidez. Más [A−][\text{A}^-] significa más protones y, a igual concentración inicial, mayor grado de disociación.
2

Desarrollo

a) VERDADERA.

La fuerza de un ácido se mide por su grado de disociación a igualdad de concentración, o por su constante KaK_a. Como las dos disoluciones tienen la misma concentración inicial cc:αA=[A−]c  >  [B−]c=αB\alpha_A = \frac{[\text{A}^-]}{c} \;>\; \frac{[\text{B}^-]}{c} = \alpha_BEl HA\text{HA} está más disociado. Y en términos de constante, con [A−]=[H3O+][\text{A}^-] = [\text{H}_3\text{O}^+]:Ka=[A−][H3O+][HA]=[A−]2c−[A−]K_a = \frac{[\text{A}^-][\text{H}_3\text{O}^+]}{[\text{HA}]} = \frac{[\text{A}^-]^2}{c - [\text{A}^-]}El numerador es mayor y el denominador menor para HA\text{HA}, luego Ka(HA)>Ka(HB)K_a(\text{HA}) > K_a(\text{HB}): el HA\text{HA} es efectivamente más fuerte.

b) FALSA. Ocurre justo lo contrario.[H3O+]A=[A−]  >  [B−]=[H3O+]B[\text{H}_3\text{O}^+]_A = [\text{A}^-] \;>\; [\text{B}^-] = [\text{H}_3\text{O}^+]_BY como el pH es el logaritmo cambiado de signo, más protones significa menos pH:pH=−log⁡[H3O+]  ⟹  pHA  <  pHB\text{pH} = -\log[\text{H}_3\text{O}^+] \;\Longrightarrow\; \text{pH}_A \;<\; \text{pH}_BUn ácido más fuerte da siempre una disolución más ácida, es decir, de pH más bajo. La afirmación invierte la relación.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
c) FALSA. El pH aumenta al diluir.

Al añadir agua disminuye la concentración de todas las especies, incluida la de protones, así que el pH se acerca a 7 (el valor del agua pura):c↓  ⟹  [H3O+]↓  ⟹  pH↑c \downarrow \;\Longrightarrow\; [\text{H}_3\text{O}^+] \downarrow \;\Longrightarrow\; \textbf{pH} \uparrowMerece la pena señalar un matiz que se pregunta a menudo: al diluir un ácido débil, el grado de disociación α\alpha aumenta (el equilibrio se desplaza hacia la derecha para compensar la dilución, según Le Châtelier y la ley de dilución de Ostwald):Ka=c α21−α    →  c↓      α↑K_a = \frac{c\,\alpha^2}{1-\alpha} \;\;\xrightarrow{\;c \downarrow\;}\;\; \alpha \uparrowPero eso no compensa la dilución: la concentración absoluta de protones baja igualmente, y el pH sube. Lo que no cambia en ningún caso es KaK_a, que solo depende de la temperatura.
3

Consejo

El apartado b) cae en la trampa más antigua del tema: confundir "ácido más fuerte" con "pH mayor". El pH es una escala inversa, por el signo menos del logaritmo. Grábate la cadena completa:aˊcido maˊs fuerte⇒maˊs disociado⇒maˊs [H3O+]⇒menor pH\text{ácido más fuerte} \Rightarrow \text{más disociado} \Rightarrow \text{más } [\text{H}_3\text{O}^+] \Rightarrow \textbf{menor pH}Y en c), distingue con cuidado dos magnitudes que se mueven en sentidos opuestos al diluir: el grado de disociación sube pero la concentración de protones baja. Solo la segunda determina el pH.
Paso 1 de 3
¿Lo has intentado? Con una cuenta marcas hasta dónde llegaste y te proponemos qué repasar después.
Sigue practicando
Teorías ácido-base e hidrólisis
a) Razone qué sucede con el valor del pH de una disolución acuosa de ácido acético (CH3COOH\text{CH}_3\text{COOH})…
Química · Andalucía · 2025 · Reserva 3Teorías ácido-base e hidrólisis
a) Razone, según la teoría de Brönsted-Lowry, si el ácido conjugado de una base fuerte es un ácido fuerte…
Química · Andalucía · 2025 · Reserva 1Teorías ácido-base e hidrólisis
Bloque B · B4. Indique de forma justificada: a) Cuál de las siguientes especies es anfótera: CO32−\text{CO}_3^{2-}…
Química · Andalucía · 2024 · Reserva 3Teorías ácido-base e hidrólisis
Bloque B · B5. Justifique, escribiendo las correspondientes reacciones químicas, si el pH de las siguientes…
Química · Andalucía · 2024 · Reserva 2
Apuntes y todos los problemas de Reacciones ácido-base →