QuímicaMedioCuestión · 1,5 pts

Teorías ácido-base e hidrólisis

Andalucía · 2024 · Junio
Enunciado
Bloque B · B5. Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) En una disolución diluida de un ácido fuerte HX hay mayor proporción de HX que de X−\text{X}^-.

b) Cuando se disuelve CH3COONa\text{CH}_3\text{COONa} en agua se producen iones OH−\text{OH}^-.

c) El pH de una disolución 0,1 M0{,}1\ \text{M} de HCl\text{HCl} es menor que el de una disolución 0,1 M0{,}1\ \text{M} de CH3COOH\text{CH}_3\text{COOH} (Ka=1,75⋅10−5K_a = 1{,}75\cdot 10^{-5}).
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Resultado
  a) Falsab) Verdadera: CH3COO−+H2O⇌CH3COOH+OH−  \boxed{\;\textbf{a) Falsa} \qquad \textbf{b) Verdadera: } \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COOH} + \text{OH}^-\;}  c) Verdadera: pH=1 frente a pH=2,88  \boxed{\;\textbf{c) Verdadera: pH} = 1 \text{ frente a pH} = 2{,}88\;}
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Estrategia

Los tres apartados giran sobre la misma distinción: fuerte significa disociación total; débil, disociación parcial gobernada por un equilibrio.

Para b), aplica el criterio de hidrólisis: el ion que procede de un electrolito fuerte no reacciona con el agua; el que procede de uno débil, sí, y es el que fija el pH.

Y en c), no hace falta resolver el equilibrio con precisión: basta con estimar el orden de magnitud de [H3O+][\text{H}_3\text{O}^+] en el ácido débil y compararlo con el 0,1 M0{,}1\ \text{M} del fuerte.
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Desarrollo

a) Falsa.

Por definición, un ácido fuerte se disocia por completo en agua:HX+H2O⟶X−+H3O+(flecha simple: no hay equilibrio)\text{HX} + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{X}^- + \text{H}_3\text{O}^+ \qquad (\text{flecha simple: no hay equilibrio})Prácticamente no queda HX sin disociar, así que la proporción de X−\text{X}^- es abrumadoramente mayor. La afirmación describiría un ácido débil, no uno fuerte. Y el hecho de que la disolución esté diluida solo refuerza la disociación.

b) Verdadera.

El acetato de sodio es una sal soluble que se disocia totalmente:CH3COONa⟶CH3COO−+Na+\text{CH}_3\text{COONa} \longrightarrow \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{Na}^+
  • El Na+\text{Na}^+ procede del NaOH\text{NaOH}, base fuerte: no se hidroliza.
  • El CH3COO−\text{CH}_3\text{COO}^- es la base conjugada del ácido acético, que es débil: sí se hidroliza y libera hidróxidos.
CH3COO−+H2O⇌CH3COOH+OH−\text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COOH} + \text{OH}^-La disolución resulta básica (pH > 7). Es el caso general de sal de ácido débil y base fuerte.

c) Verdadera.

Ácido clorhídrico (fuerte, disociación total):[H3O+]=0,1 M⟹pH=1[\text{H}_3\text{O}^+] = 0{,}1\ \text{M} \quad\Longrightarrow\quad \text{pH} = 1Ácido acético (débil): hay que resolver el equilibrio,Ka=x20,1−x=1,75⋅10−5  ⟹  x≈1,75⋅10−6=1,32⋅10−3 MK_a = \frac{x^2}{0{,}1 - x} = 1{,}75\cdot 10^{-5} \;\Longrightarrow\; x \approx \sqrt{1{,}75\cdot 10^{-6}} = 1{,}32\cdot 10^{-3}\ \text{M}pH=−log⁡(1,32⋅10−3)=2,88\text{pH} = -\log(1{,}32\cdot 10^{-3}) = 2{,}88A igual concentración, el ácido fuerte da un pH mucho más bajo, porque aprovecha el 100 %100\ \% de sus moléculas frente al 1,3 %1{,}3\ \% del acético.
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Consejo

"Diluido" y "débil" no son sinónimos, y en a) la afirmación juega precisamente con esa confusión. Diluido se refiere a la concentración; débil, al grado de disociación. Un ácido fuerte muy diluido sigue estando totalmente disociado.

En b) no basta con contestar "sí, es básica": escribe la reacción de hidrólisis y justifica ion por ion por qué el sodio no interviene. Eso es lo que se puntúa.

En c) el cálculo del acético te da además el argumento cuantitativo: un grado de disociación del 1,3 %1{,}3\ \% frente al 100 %100\ \%. Con los dos pH escritos, la comparación queda cerrada.
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