QuímicaFácil1,5 pts

pH de ácidos y bases

Extremadura · 2025 · Julio

Enunciado

A una determinada temperatura, el ácido acético,

\text{CH}_3\text{COOH}

(HA), en disolución acuosa de concentración

0{,}01\ \text{M}

, se encuentra ionizado un

3{,}0\ \%

.

a) (0,75 puntos) Calcular el pH de la disolución.

b) (0,75 puntos) Averiguar el valor de la constante de disociación de dicho ácido.

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

\boxed{\;\textbf{a) } [\text{H}_3\text{O}^+] = 3{,}0\cdot 10^{-4}\ \text{M};\quad \text{pH} = 3{,}52\;}

\boxed{\;\textbf{b) } K_a = 9{,}3\cdot 10^{-6}\;}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

El ácido acético es un ácido débil y solo se ioniza en parte. Conocido el grado de ionización

\alpha = 0{,}030

, la tabla de concentraciones da directamente

[\text{H}_3\text{O}^+] = c\,\alpha

, de donde sale el pH. Con las concentraciones de equilibrio se calcula

K_a

; como conocemos

\alpha

, no hace falta ninguna aproximación.

Desarrollo

a) pH de la disolución

Equilibrio de ionización y tabla de concentraciones, con

c = 0{,}01\ \text{M}

\alpha = 0{,}030

\text{CH}_3\text{COOH}(aq) + \text{H}_2\text{O}(l) \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COO}^-(aq) + \text{H}_3\text{O}^+(aq)

	$\text{CH}_3\text{COOH}$	$\text{CH}_3\text{COO}^-$	$\text{H}_3\text{O}^+$
Inicial (M)	$c$	$0$	$0$
Equilibrio (M)	$c(1 - \alpha)$	$c\,\alpha$	$c\,\alpha$

[\text{H}_3\text{O}^+] = c\,\alpha = 0{,}01 \cdot 0{,}030 = 3{,}0\cdot 10^{-4}\ \text{M}

\text{pH} = -\log\,[\text{H}_3\text{O}^+] = -\log\,(3{,}0\cdot 10^{-4}) = 3{,}52

b) Constante de disociación

K_a = \frac{[\text{CH}_3\text{COO}^-]\,[\text{H}_3\text{O}^+]}{[\text{CH}_3\text{COOH}]} = \frac{(c\,\alpha)^2}{c\,(1 - \alpha)} = \frac{c\,\alpha^2}{1 - \alpha}

K_a = \frac{0{,}01 \cdot (0{,}030)^2}{1 - 0{,}030} = \frac{9{,}0\cdot 10^{-6}}{0{,}97} = 9{,}3\cdot 10^{-6}

Si se desprecia

\alpha

frente a 1, sale

K_a \approx c\,\alpha^2 = 9{,}0\cdot 10^{-6}

, con un error de solo un 3 %. Es un valor pequeño, propio de un ácido débil, y el pH ácido pero mayor que el de un ácido fuerte de la misma concentración (que tendría pH = 2) lo confirma.

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

Consejo

El 3,0 % es el grado de ionización: hay que pasarlo a tanto por uno ( $\alpha = 0{,}030$ ) antes de multiplicar por la concentración. Un error frecuente es tomar $[\text{H}_3\text{O}^+] = 0{,}01\ \text{M}$ como si el ácido fuera fuerte.

Cuando el enunciado da $\alpha$ , usa la expresión exacta $K_a = c\,\alpha^2/(1 - \alpha)$ : no cuesta nada y evitas que te discutan la aproximación.