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Qmica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E BASES PROBLEMAS ÁCIDO/BASE DÉBIL 1. Unha disolución de amonaco de concentración 0,01 mol/dm³ está ionizada nun 4,2 %. a) Escribe a reacción de disociación e calcula a concentración molar de cada unha das especies existentes na disolución unha vez alcanzado o equilibrio. b) Calcula o pH e a K do amonaco. (P.A.U. Xuño 11) Rta.: a) [NH₃]ₑ = 0,0096 mol/dm³; [OH⁻]ₑ = [NH₄ ⁺]ₑ = 4,2·10⁻⁴ mol/dm³; b) pH = 10,6; K = 1,8·10⁻⁵ Datos Cifras signifativas: 3 Concentración da disolución de amoníaco [NH₃]₀ = 0,0100 mol/dm³ Grao de ionización do NH₃ na disolución α = 4,20 % = 0,0420 Produto iónico da auga K = [H⁺] · [OH⁻] = 1,00·10⁻¹⁴ Inógnitas Concentración de cada unha das especies presentes na disolución [NH₃]ₑ, [OH⁻]ₑ, [NH₄ ⁺]ₑ, [H⁺]ₑ pH da disolución pH Constante de basicidade do NH₃ K Outros símbolos Disolución D Concentración (mol/dm³) de base débil que se disocia x Cantidade da substancia X n(X) Cantidade disociada n Cantidade inicial nConcentración da substancia X [X] Euaións Constante de basicidade da base: B(OH)(aq) ⇌ Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b = [ B b + ] e · [ OH ] e b [ B (OH ) b ] e pH pH = –log[H⁺] pOH pOH = –log[OH⁻] Produto iónico da auga pH + pOH = 14 Grao de disociación α = n d n 0 = [ s ] d [ s] 0 Soluión: a) Como o amoníaco é unha base débil, disociarase en auga segundo a ecuación: NH₃(aq) + H₂O(l) ⇌ NH₄ ⁺(aq) + OH⁻(aq) O grao de disociación α é: α = [ NH 3 ] d [ NH 3 ] 0

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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 1

AacuteCIDOS E BASES

loz PROBLEMAS

AacuteCIDOBASE DEacuteBIL

1 Unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42 a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies

existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibriob) Calcula o pH e a K do amonQuiacuteaco

(PAU Xuntildeo 11)Rta a) [NH₃]ₑ = 000966 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = [NH₄⁺]ₑ = 42middot10⁻⁴ moldmsup3 b) pH = 106 K = 18middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀ = 001060 moldmsup3

Grao de ionizacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α = 420 = 004260

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de cada unha das especies presentes na disolucioacuten [NH₃]ₑ [OH⁻]ₑ [NH₄⁺]ₑ [H⁺]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Constante de basicidade do NH₃ K

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B (OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

O grao de disociacioacuten α eacute

α=[NH3]d[NH3]0

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 2

Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a concentracioacuten de amoniacuteaco disociado

[NH₃] = α middot [NH₃]₀ = 004260 middot 001060 moldmsup3 = 420middot10⁻⁴ moldmsup3

polo que a concentracioacuten do amoniacuteaco no equilibrio eacute

[NH₃]ₑ = [NH₃]₀ ndash [NH₃] = 001060 moldmsup3 ndash 420middot10⁻⁴ moldmsup3 = 000966 moldmsup3

Da estequiometriacutea da reaccioacuten poacutedese calcular a concentracioacuten de ioacutens amonio e hidroacutexido

[OH⁻]ₑ = [NH₄⁺]ₑ = [NH₃] = 420middot10⁻⁴ moldmsup3

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno calcuacutelase do produto ioacutenico da auga

[H+ ]e=K w

[OHminus]e =

100 middot10minus14

420 middot10minus4 =238middot10minus11 mol dm3

b) O pH valeraacute

pH = - log[H⁺] = -log(238middot10⁻sup1sup1) = 106

A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= 420middot10minus4 middot 420 middot10minus4

00096 6=18 middot10minus5

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten 001 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 001 = 12 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhQuiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calculaa) A constante de acidezb) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 13)Rta a) Kₐ = 667middot10⁻⁴ b) pH = 30 [OH⁻]ₑ = 100middot10⁻sup1sup1 moldmsup3

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido fuorhiacutedrico [HF]₀ = 250middot10⁻sup3 moldmsup3

Grao de ionizacioacuten do HF na disolucioacuten α = 400 = 0400

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Constante de acidez do HF Kₐ

pH da disolucioacuten pH

Concentracioacuten dos ioacutens hidroacutexido no equilibrio [OH⁻]ₑ

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 3

Eficuaficioacutens

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Como o aacutecido fuorhiacutedrico eacute un aacutecido deacutebil disoacuteciase parcialmente en auga segundo a ecuacioacuten

HF(aq) H⁺(aq) + F⁻(aq)

O grao de disociacioacuten α eacute

α=[HF]d[HF ]0

Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a concentracioacuten de aacutecido fuorhiacutedrico disociado

[HF] = α middot [HF]₀ = 0400 middot 250middot10⁻sup3 moldmsup3 = 100middot10⁻sup3 moldmsup3

polo que a concentracioacuten do aacutecido fuorhiacutedrico no equilibrio eacute

[HF]ₑ = [HF]₀ ndash [HF] = 250middot10⁻sup3 moldmsup3 ndash 100middot10⁻sup3 moldmsup3 = 150middot10⁻sup3 moldmsup3

Da estequiometriacutea da disociacioacuten a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno e a de ioacutens fuoruro eacute igual aacute de aacutecido fuorhiacutedrico disociado

[H⁺]ₑ = [F⁻]ₑ = [HF] = 100middot10⁻sup3 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[H+ ]e middot [Fminus]e

[HF ]e =

100 middot10minus3 middot100 middot10minus3

150 middot10minus3 =667 middot10minus4

b) O pH valeraacute

pH = - log[H⁺] = -log(100middot10⁻sup3) = 30

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido calcuacutelase do produto ioacutenico da auga

[OHminus]e=K w

[H+]e =

100 middot10minus14

100 middot10minus3 =100middot 10minus11 moldm3

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o aacutecido fuorhiacutedrico fose un aacutecido forte o pH dunha disolucioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 seriacutea pH asymp -log 25middot10⁻sup3 = 26 Un aacutecido deacutebil teraacute un pH menos aacutecido maacuteis proacuteximo a 7

3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indicaa) O pH desta disolucioacutenb) O grao de disociacioacuten do aacutecidoDato Kₐ = 327middot10⁻⁴ (PAU Xuntildeo 08)Rta a) pH = 27 b) α = 14

Datos Cifras signifficativas 3

Masa de aacutecido HC₉H₇O₄ m = 0650 g

Volume de disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3

Constante de acidez Kₐ = 327middot10⁻⁴

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 4

Datos Cifras signifficativas 3

Masa molar do aacutecido HC₉H₇O₄ M(HC₉H₇O₄) = 180 gmol

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Grao de disociacioacuten α

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) A cantidade de aacutecido que hai en 250 cmsup3 de disolucioacuten eacute

n0(HC9 H7 O4)=0650 g HC9 H7 O4

1 mol HC9 H7 O4

180 g HC9 H7 O4

=361 middot10minus3 mol HC9 H 7O4

polo que a concentracioacuten da disolucioacuten eacute

[HC9 H7 O4 ]0=361middot10minus3 mol HC9 H 7O4

0250 dm3 D=00146 4moldm3

Como eacute un aacutecido deacutebil monoproacutetico disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten

HC₉H₇O₄(aq) H⁺(aq) + C₉H₇O₄⁻ (aq)

Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten HC₉H₇O₄ H⁺ C₉H₇O₄⁻

[X]₀ inicial 001464 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001464 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[C9 H7O4

minus]e middot[H+]e[HC9 H7O4]e

Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio

327 middot 10minus4= x middot x00146 4minusx

Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 001464 e resolver a ecuacioacuten

327 middot 10minus4asymp x 2

00146 4

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 5

que daacute

xasympradic00146 4middot327 middot10minus4=217 middot 10minus3 mol dm3

Pero ao calcular o grao de disociacioacuten

α=[s ]d[s]0

= 217 middot10minus3 mol dm3

00146 4mol dm3 =015=15

vese que non eacute desprezable polo que hai que resolver a ecuacioacuten de segundo grao

xsup2 + 327middot10⁻⁴ x ndash 472middot10⁻⁶ = 0

x = 202middot10⁻sup3 moldmsup3

Calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(202middot10⁻sup3) = 270

b) O grao de disociacioacuten corrixida a concentracioacuten eacute

α=[s ]d[s]0

= 202 middot10minus3 mol dm3

0144 mol dm3 =0140=140

4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies

existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibriob) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecidoDato Kₐ(C₂H₄O₂) = 18middot10⁻⁵ (PAU Set 15 Set 08)Rta a) [CH₃COO⁻] = [H⁺] = 0001633 moldmsup3 [CH₃COOH] = 0099 moldmsup3 b) pH = 288 α = 133

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido aceacutetico [CH₃ndashCOOH]₀ = 0100 moldmsup3

Constante de acidez Kₐ = 180middot10⁻⁵

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacuten acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Grao de disociacioacuten α

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 6

a) O aacutecido aceacutetico eacute un aacutecido deacutebil e disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]e middot [H+ ]e

[CH3minusCOOH]e

Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio

180middot 10minus5= x middotx0100minusx

Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 0100 e resolver a ecuacioacuten

180middot 10minus5asymp x 2

0100

que daacute

xasympradic 0100middot 180middot10minus5=133middot10minus3 mol dm3

Ao calcular o grao de disociacioacuten

α=[s ]d[s]0

= 133 middot10minus3 mol dm3

0100 mol dm3 =00136 3=133

vese que eacute desprezable polo que a solucioacuten eacute aceptable

[H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = x = 0001633 moldmsup3

[CH₃COOH]ₑ = 0100 ndash 0001633 = 0099 moldmsup3

b) Calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(133middot10⁻sup3) = 288

5 Considera unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3a) Calcula o pH desta disolucioacutenb) Calcula o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 11)Rta a) pH = 1103 b) α = 165

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀ = 650middot10⁻sup2 moldmsup3

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 7

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B (OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s]d[s]0

Soluficioacuten

a) Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial 650middot10⁻sup2 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 650middot10⁻sup2 ndash x x x moldmsup3

A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= x middot x

(650 middot10minus2minusx )=178 middot10minus5

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 650middot10⁻sup2 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic650middot10minus2 middot178middot10minus5=108middot10minus3 mol dm3

que comparada con 650middot10⁻sup2 eacute desprezable

Erro (= grao de disociacioacuten) = 108middot10⁻sup3 moldmsup3 650middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001665 = 165 lt 5

[OH⁻]ₑ = x = 108middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 14

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(108middot10⁻sup3) = 297

pH = 14 ndash 297 = 1103

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten 650middot10⁻sup2moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 650middot10⁻sup2 = 128 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 8

b) O grao de disociacioacuten α eacute

α=[s ]d[s]0

= 108 middot10minus3 mol dm3

65middot10minus2 mol dm3 =00166 5=165

6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilinab) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilinaDato K = 10middot10⁻sup1⁴ (PAU Xuntildeo 15)Rta a) pH = 881 b) Kₐ = 24middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten da disolucioacuten de anilina [C₆H₅NH₂]₀ = 0100 moldmsup3

Constante de basicidade del a anilina K = 410middot10⁻sup1⁰

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina Kₐ

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pK = pH + pOH = 14

Soluficioacuten

a) Como a anilina eacute unha base deacutebil disociarse en auga segundo a ecuacioacuten

C₆H₅NH₂(aq) + H₂O(l) C₆H₅NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten C₆H₅NH₂ C₆H₅NH₃⁺

OH⁻

[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3

A constante de basicidade K eacute

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 9

K b=[C6 H5 NH3

+]emiddot [OH-]e[C6 H5 NH2]e

= x middotx

(0100minusx )=410 middot10minus10

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0100 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0100middot410 middot10minus10=640middot10minus6 mol dm3

que comparada con 0100 eacute desprezable

[OH⁻]ₑ = x = 640middot10⁻⁶ mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 14

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(640middot10⁻⁶) = 519

pH = 1400 ndash 519 = 881

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se a anilina fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten de concen-tracioacuten 01 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 01 = 13 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

b) O aacutecido conxugado da anilina eacute un aacutecido porque en disolucioacuten acuosa cederiacutea hidroxenioacutens aacute auga

C₆H₅NH₃⁺(aq) C₆H₅NH₂(aq) + H⁺(aq)

A expresioacuten da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina eacute

K a=[C6 H5 NH2]emiddot [H

+]e[C6 H 5 NH3

+]e

Se multiplicamos a constante de basicidade da anilina pola constante de acidez do seu aacutecido conxugado obtemos

K b middotK a=[C6 H5 NH3

+]e middot[OH-]e[C6 H5 NH2]e

middot[C6 H5 NH2]emiddot [H

+]e[C6 H5 NH3

+]e=[OH-]e middot [H+]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

K a=K w

K b

=100 middot10minus14

410 middot10minus10=244 middot10minus5

7 a) Qe concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco para que o seu pH sexa de 1035b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 13)Rta a) [NH₃]₀ = 304middot10⁻sup3 moldmsup3 b) α = 737

Datos Cifras signifficativas 3

pH da disolucioacuten de amoniacuteaco pH = 1035

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 10

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) A partir do pH podemos calcular o pOH

pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365

e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio

[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que

x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= (224 middot 10minus4)2

(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5

Despexando c₀

c 0=(224middot10minus4)2

178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3

b) O grao de disociacioacuten α eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 224 middot10minus4 mol dm3

304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737

Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11

8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142

Datos Cifras signifficativas 3

Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃

Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa

Temperatura T = 10 deg = 283 K

Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco

n (NH3)=p middot VR middot T

= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3

831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )

A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12

[NH3]=n(NH3)

V D

=172 mol NH3

450 dm3 D=0382 mol dm3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= x middotx

(0382minusx )=178middot 10minus5

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3

que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 261 middot10minus3 mol dm3

0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068

Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)

[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 1400

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258

pH = 14 ndash 258 = 1142

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten

(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22

Datos Cifras signifficativas 3

Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3

Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13

Inficoacutegnitas

Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

Soluficioacuten

a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga

[HA ]0=0100 mol HA

0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D

O grao de disociacioacuten α eacute

α=n d

n0

Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado

n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc

1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc

cunha concentracioacuten

[HA ]d=150 middot103 mol HA

0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3

A ecuacioacuten eacute

HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻

[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3

0394=914 middot 10minus5

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14

10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico

(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27

c) Kₐ = 20middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Temperatura T = 25 deg = 298 K

Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3

Inficoacutegnitas

Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) e b) Disociaacuteronse

[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =

= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc

mol CH3 ndash COOH inic middot020

mol CH3ndash COOH inic

dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc

dm3 disolucioacuten

Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa

[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga

pH + pOH = 14

Primeiro calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272

pOH = 1400 ndash 272 = 1128

[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3

c) A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3

020=20 middot10minus5

Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado

11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios

para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)

Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3

Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130

Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3

Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de aacutecido disociado n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Disociaacuteronse

[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic

middot 00106 0mol HA inic

dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc

dm3 disolucioacuten

Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

130 middot10minus3 middot130 middot10minus3

00086 7=19 middot10minus4

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289

c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute

HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)

O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute

V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA

1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH

1 mol HAmiddot

1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH

=50middot 10minus3 dm3 D NaOH

V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3

12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten

oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico

(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17

Datos Cifras signifficativas 2

Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3

pH da disolucioacuten pH = 200

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ

Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=

[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e

[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]

Soluficioacuten

a) Como pH = ndashlog[H⁺]

20 = ndashlog[H⁺]

[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3

b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute

[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)

V=

030 mol CH3minusCOOH

0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D

Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3

Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 001 middot001

60=17middot 10minus5

loz CUESTIOacuteNS

1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺

(PAU Set 11)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18

Soluficioacuten

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno

Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺

Aacutecido radic radic radic

Base radic radic

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia

2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base

(PAU Xuntildeo 16)

Soluficioacuten

b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

base aacutecido aacutecido conx base conx

Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos

HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

aacutecido base base conx aacutecido conx

Ceden ioacutens hidroacutexeno

3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 15)

Soluficioacuten

CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19

4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 11)

Soluficioacuten

a)

CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺

NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺

NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺

CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN

5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)

(PAU Set 13)

Soluficioacuten

a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)

6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base

conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)

Soluficioacuten

a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 2

Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a concentracioacuten de amoniacuteaco disociado

[NH₃] = α middot [NH₃]₀ = 004260 middot 001060 moldmsup3 = 420middot10⁻⁴ moldmsup3

polo que a concentracioacuten do amoniacuteaco no equilibrio eacute

[NH₃]ₑ = [NH₃]₀ ndash [NH₃] = 001060 moldmsup3 ndash 420middot10⁻⁴ moldmsup3 = 000966 moldmsup3

Da estequiometriacutea da reaccioacuten poacutedese calcular a concentracioacuten de ioacutens amonio e hidroacutexido

[OH⁻]ₑ = [NH₄⁺]ₑ = [NH₃] = 420middot10⁻⁴ moldmsup3

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno calcuacutelase do produto ioacutenico da auga

[H+ ]e=K w

[OHminus]e =

100 middot10minus14

420 middot10minus4 =238middot10minus11 mol dm3

b) O pH valeraacute

pH = - log[H⁺] = -log(238middot10⁻sup1sup1) = 106

A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= 420middot10minus4 middot 420 middot10minus4

00096 6=18 middot10minus5

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten 001 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 001 = 12 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhQuiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calculaa) A constante de acidezb) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 13)Rta a) Kₐ = 667middot10⁻⁴ b) pH = 30 [OH⁻]ₑ = 100middot10⁻sup1sup1 moldmsup3

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido fuorhiacutedrico [HF]₀ = 250middot10⁻sup3 moldmsup3

Grao de ionizacioacuten do HF na disolucioacuten α = 400 = 0400

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Constante de acidez do HF Kₐ

pH da disolucioacuten pH

Concentracioacuten dos ioacutens hidroacutexido no equilibrio [OH⁻]ₑ

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 3

Eficuaficioacutens

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Como o aacutecido fuorhiacutedrico eacute un aacutecido deacutebil disoacuteciase parcialmente en auga segundo a ecuacioacuten

HF(aq) H⁺(aq) + F⁻(aq)

O grao de disociacioacuten α eacute

α=[HF]d[HF ]0

Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a concentracioacuten de aacutecido fuorhiacutedrico disociado

[HF] = α middot [HF]₀ = 0400 middot 250middot10⁻sup3 moldmsup3 = 100middot10⁻sup3 moldmsup3

polo que a concentracioacuten do aacutecido fuorhiacutedrico no equilibrio eacute

[HF]ₑ = [HF]₀ ndash [HF] = 250middot10⁻sup3 moldmsup3 ndash 100middot10⁻sup3 moldmsup3 = 150middot10⁻sup3 moldmsup3

Da estequiometriacutea da disociacioacuten a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno e a de ioacutens fuoruro eacute igual aacute de aacutecido fuorhiacutedrico disociado

[H⁺]ₑ = [F⁻]ₑ = [HF] = 100middot10⁻sup3 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[H+ ]e middot [Fminus]e

[HF ]e =

100 middot10minus3 middot100 middot10minus3

150 middot10minus3 =667 middot10minus4

b) O pH valeraacute

pH = - log[H⁺] = -log(100middot10⁻sup3) = 30

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido calcuacutelase do produto ioacutenico da auga

[OHminus]e=K w

[H+]e =

100 middot10minus14

100 middot10minus3 =100middot 10minus11 moldm3

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o aacutecido fuorhiacutedrico fose un aacutecido forte o pH dunha disolucioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 seriacutea pH asymp -log 25middot10⁻sup3 = 26 Un aacutecido deacutebil teraacute un pH menos aacutecido maacuteis proacuteximo a 7

3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indicaa) O pH desta disolucioacutenb) O grao de disociacioacuten do aacutecidoDato Kₐ = 327middot10⁻⁴ (PAU Xuntildeo 08)Rta a) pH = 27 b) α = 14

Datos Cifras signifficativas 3

Masa de aacutecido HC₉H₇O₄ m = 0650 g

Volume de disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3

Constante de acidez Kₐ = 327middot10⁻⁴

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 4

Datos Cifras signifficativas 3

Masa molar do aacutecido HC₉H₇O₄ M(HC₉H₇O₄) = 180 gmol

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Grao de disociacioacuten α

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) A cantidade de aacutecido que hai en 250 cmsup3 de disolucioacuten eacute

n0(HC9 H7 O4)=0650 g HC9 H7 O4

1 mol HC9 H7 O4

180 g HC9 H7 O4

=361 middot10minus3 mol HC9 H 7O4

polo que a concentracioacuten da disolucioacuten eacute

[HC9 H7 O4 ]0=361middot10minus3 mol HC9 H 7O4

0250 dm3 D=00146 4moldm3

Como eacute un aacutecido deacutebil monoproacutetico disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten

HC₉H₇O₄(aq) H⁺(aq) + C₉H₇O₄⁻ (aq)

Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten HC₉H₇O₄ H⁺ C₉H₇O₄⁻

[X]₀ inicial 001464 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001464 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[C9 H7O4

minus]e middot[H+]e[HC9 H7O4]e

Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio

327 middot 10minus4= x middot x00146 4minusx

Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 001464 e resolver a ecuacioacuten

327 middot 10minus4asymp x 2

00146 4

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 5

que daacute

xasympradic00146 4middot327 middot10minus4=217 middot 10minus3 mol dm3

Pero ao calcular o grao de disociacioacuten

α=[s ]d[s]0

= 217 middot10minus3 mol dm3

00146 4mol dm3 =015=15

vese que non eacute desprezable polo que hai que resolver a ecuacioacuten de segundo grao

xsup2 + 327middot10⁻⁴ x ndash 472middot10⁻⁶ = 0

x = 202middot10⁻sup3 moldmsup3

Calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(202middot10⁻sup3) = 270

b) O grao de disociacioacuten corrixida a concentracioacuten eacute

α=[s ]d[s]0

= 202 middot10minus3 mol dm3

0144 mol dm3 =0140=140

4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies

existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibriob) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecidoDato Kₐ(C₂H₄O₂) = 18middot10⁻⁵ (PAU Set 15 Set 08)Rta a) [CH₃COO⁻] = [H⁺] = 0001633 moldmsup3 [CH₃COOH] = 0099 moldmsup3 b) pH = 288 α = 133

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido aceacutetico [CH₃ndashCOOH]₀ = 0100 moldmsup3

Constante de acidez Kₐ = 180middot10⁻⁵

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacuten acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Grao de disociacioacuten α

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 6

a) O aacutecido aceacutetico eacute un aacutecido deacutebil e disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]e middot [H+ ]e

[CH3minusCOOH]e

Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio

180middot 10minus5= x middotx0100minusx

Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 0100 e resolver a ecuacioacuten

180middot 10minus5asymp x 2

0100

que daacute

xasympradic 0100middot 180middot10minus5=133middot10minus3 mol dm3

Ao calcular o grao de disociacioacuten

α=[s ]d[s]0

= 133 middot10minus3 mol dm3

0100 mol dm3 =00136 3=133

vese que eacute desprezable polo que a solucioacuten eacute aceptable

[H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = x = 0001633 moldmsup3

[CH₃COOH]ₑ = 0100 ndash 0001633 = 0099 moldmsup3

b) Calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(133middot10⁻sup3) = 288

5 Considera unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3a) Calcula o pH desta disolucioacutenb) Calcula o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 11)Rta a) pH = 1103 b) α = 165

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀ = 650middot10⁻sup2 moldmsup3

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 7

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B (OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s]d[s]0

Soluficioacuten

a) Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial 650middot10⁻sup2 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 650middot10⁻sup2 ndash x x x moldmsup3

A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= x middot x

(650 middot10minus2minusx )=178 middot10minus5

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 650middot10⁻sup2 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic650middot10minus2 middot178middot10minus5=108middot10minus3 mol dm3

que comparada con 650middot10⁻sup2 eacute desprezable

Erro (= grao de disociacioacuten) = 108middot10⁻sup3 moldmsup3 650middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001665 = 165 lt 5

[OH⁻]ₑ = x = 108middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 14

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(108middot10⁻sup3) = 297

pH = 14 ndash 297 = 1103

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten 650middot10⁻sup2moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 650middot10⁻sup2 = 128 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 8

b) O grao de disociacioacuten α eacute

α=[s ]d[s]0

= 108 middot10minus3 mol dm3

65middot10minus2 mol dm3 =00166 5=165

6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilinab) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilinaDato K = 10middot10⁻sup1⁴ (PAU Xuntildeo 15)Rta a) pH = 881 b) Kₐ = 24middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten da disolucioacuten de anilina [C₆H₅NH₂]₀ = 0100 moldmsup3

Constante de basicidade del a anilina K = 410middot10⁻sup1⁰

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina Kₐ

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pK = pH + pOH = 14

Soluficioacuten

a) Como a anilina eacute unha base deacutebil disociarse en auga segundo a ecuacioacuten

C₆H₅NH₂(aq) + H₂O(l) C₆H₅NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten C₆H₅NH₂ C₆H₅NH₃⁺

OH⁻

[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3

A constante de basicidade K eacute

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 9

K b=[C6 H5 NH3

+]emiddot [OH-]e[C6 H5 NH2]e

= x middotx

(0100minusx )=410 middot10minus10

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0100 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0100middot410 middot10minus10=640middot10minus6 mol dm3

que comparada con 0100 eacute desprezable

[OH⁻]ₑ = x = 640middot10⁻⁶ mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 14

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(640middot10⁻⁶) = 519

pH = 1400 ndash 519 = 881

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se a anilina fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten de concen-tracioacuten 01 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 01 = 13 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

b) O aacutecido conxugado da anilina eacute un aacutecido porque en disolucioacuten acuosa cederiacutea hidroxenioacutens aacute auga

C₆H₅NH₃⁺(aq) C₆H₅NH₂(aq) + H⁺(aq)

A expresioacuten da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina eacute

K a=[C6 H5 NH2]emiddot [H

+]e[C6 H 5 NH3

+]e

Se multiplicamos a constante de basicidade da anilina pola constante de acidez do seu aacutecido conxugado obtemos

K b middotK a=[C6 H5 NH3

+]e middot[OH-]e[C6 H5 NH2]e

middot[C6 H5 NH2]emiddot [H

+]e[C6 H5 NH3

+]e=[OH-]e middot [H+]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

K a=K w

K b

=100 middot10minus14

410 middot10minus10=244 middot10minus5

7 a) Qe concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco para que o seu pH sexa de 1035b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 13)Rta a) [NH₃]₀ = 304middot10⁻sup3 moldmsup3 b) α = 737

Datos Cifras signifficativas 3

pH da disolucioacuten de amoniacuteaco pH = 1035

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 10

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) A partir do pH podemos calcular o pOH

pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365

e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio

[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que

x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= (224 middot 10minus4)2

(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5

Despexando c₀

c 0=(224middot10minus4)2

178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3

b) O grao de disociacioacuten α eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 224 middot10minus4 mol dm3

304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737

Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11

8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142

Datos Cifras signifficativas 3

Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃

Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa

Temperatura T = 10 deg = 283 K

Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco

n (NH3)=p middot VR middot T

= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3

831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )

A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12

[NH3]=n(NH3)

V D

=172 mol NH3

450 dm3 D=0382 mol dm3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= x middotx

(0382minusx )=178middot 10minus5

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3

que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 261 middot10minus3 mol dm3

0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068

Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)

[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 1400

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258

pH = 14 ndash 258 = 1142

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten

(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22

Datos Cifras signifficativas 3

Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3

Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13

Inficoacutegnitas

Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

Soluficioacuten

a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga

[HA ]0=0100 mol HA

0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D

O grao de disociacioacuten α eacute

α=n d

n0

Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado

n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc

1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc

cunha concentracioacuten

[HA ]d=150 middot103 mol HA

0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3

A ecuacioacuten eacute

HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻

[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3

0394=914 middot 10minus5

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14

10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico

(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27

c) Kₐ = 20middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Temperatura T = 25 deg = 298 K

Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3

Inficoacutegnitas

Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) e b) Disociaacuteronse

[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =

= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc

mol CH3 ndash COOH inic middot020

mol CH3ndash COOH inic

dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc

dm3 disolucioacuten

Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa

[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga

pH + pOH = 14

Primeiro calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272

pOH = 1400 ndash 272 = 1128

[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3

c) A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3

020=20 middot10minus5

Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado

11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios

para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)

Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3

Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130

Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3

Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de aacutecido disociado n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Disociaacuteronse

[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic

middot 00106 0mol HA inic

dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc

dm3 disolucioacuten

Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

130 middot10minus3 middot130 middot10minus3

00086 7=19 middot10minus4

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289

c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute

HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)

O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute

V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA

1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH

1 mol HAmiddot

1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH

=50middot 10minus3 dm3 D NaOH

V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3

12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten

oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico

(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17

Datos Cifras signifficativas 2

Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3

pH da disolucioacuten pH = 200

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ

Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=

[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e

[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]

Soluficioacuten

a) Como pH = ndashlog[H⁺]

20 = ndashlog[H⁺]

[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3

b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute

[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)

V=

030 mol CH3minusCOOH

0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D

Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3

Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 001 middot001

60=17middot 10minus5

loz CUESTIOacuteNS

1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺

(PAU Set 11)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18

Soluficioacuten

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno

Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺

Aacutecido radic radic radic

Base radic radic

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia

2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base

(PAU Xuntildeo 16)

Soluficioacuten

b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

base aacutecido aacutecido conx base conx

Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos

HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

aacutecido base base conx aacutecido conx

Ceden ioacutens hidroacutexeno

3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 15)

Soluficioacuten

CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19

4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 11)

Soluficioacuten

a)

CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺

NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺

NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺

CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN

5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)

(PAU Set 13)

Soluficioacuten

a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)

6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base

conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)

Soluficioacuten

a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 3

Eficuaficioacutens

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Como o aacutecido fuorhiacutedrico eacute un aacutecido deacutebil disoacuteciase parcialmente en auga segundo a ecuacioacuten

HF(aq) H⁺(aq) + F⁻(aq)

O grao de disociacioacuten α eacute

α=[HF]d[HF ]0

Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a concentracioacuten de aacutecido fuorhiacutedrico disociado

[HF] = α middot [HF]₀ = 0400 middot 250middot10⁻sup3 moldmsup3 = 100middot10⁻sup3 moldmsup3

polo que a concentracioacuten do aacutecido fuorhiacutedrico no equilibrio eacute

[HF]ₑ = [HF]₀ ndash [HF] = 250middot10⁻sup3 moldmsup3 ndash 100middot10⁻sup3 moldmsup3 = 150middot10⁻sup3 moldmsup3

Da estequiometriacutea da disociacioacuten a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno e a de ioacutens fuoruro eacute igual aacute de aacutecido fuorhiacutedrico disociado

[H⁺]ₑ = [F⁻]ₑ = [HF] = 100middot10⁻sup3 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[H+ ]e middot [Fminus]e

[HF ]e =

100 middot10minus3 middot100 middot10minus3

150 middot10minus3 =667 middot10minus4

b) O pH valeraacute

pH = - log[H⁺] = -log(100middot10⁻sup3) = 30

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido calcuacutelase do produto ioacutenico da auga

[OHminus]e=K w

[H+]e =

100 middot10minus14

100 middot10minus3 =100middot 10minus11 moldm3

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o aacutecido fuorhiacutedrico fose un aacutecido forte o pH dunha disolucioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 seriacutea pH asymp -log 25middot10⁻sup3 = 26 Un aacutecido deacutebil teraacute un pH menos aacutecido maacuteis proacuteximo a 7

3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indicaa) O pH desta disolucioacutenb) O grao de disociacioacuten do aacutecidoDato Kₐ = 327middot10⁻⁴ (PAU Xuntildeo 08)Rta a) pH = 27 b) α = 14

Datos Cifras signifficativas 3

Masa de aacutecido HC₉H₇O₄ m = 0650 g

Volume de disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3

Constante de acidez Kₐ = 327middot10⁻⁴

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 4

Datos Cifras signifficativas 3

Masa molar do aacutecido HC₉H₇O₄ M(HC₉H₇O₄) = 180 gmol

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Grao de disociacioacuten α

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) A cantidade de aacutecido que hai en 250 cmsup3 de disolucioacuten eacute

n0(HC9 H7 O4)=0650 g HC9 H7 O4

1 mol HC9 H7 O4

180 g HC9 H7 O4

=361 middot10minus3 mol HC9 H 7O4

polo que a concentracioacuten da disolucioacuten eacute

[HC9 H7 O4 ]0=361middot10minus3 mol HC9 H 7O4

0250 dm3 D=00146 4moldm3

Como eacute un aacutecido deacutebil monoproacutetico disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten

HC₉H₇O₄(aq) H⁺(aq) + C₉H₇O₄⁻ (aq)

Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten HC₉H₇O₄ H⁺ C₉H₇O₄⁻

[X]₀ inicial 001464 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001464 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[C9 H7O4

minus]e middot[H+]e[HC9 H7O4]e

Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio

327 middot 10minus4= x middot x00146 4minusx

Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 001464 e resolver a ecuacioacuten

327 middot 10minus4asymp x 2

00146 4

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 5

que daacute

xasympradic00146 4middot327 middot10minus4=217 middot 10minus3 mol dm3

Pero ao calcular o grao de disociacioacuten

α=[s ]d[s]0

= 217 middot10minus3 mol dm3

00146 4mol dm3 =015=15

vese que non eacute desprezable polo que hai que resolver a ecuacioacuten de segundo grao

xsup2 + 327middot10⁻⁴ x ndash 472middot10⁻⁶ = 0

x = 202middot10⁻sup3 moldmsup3

Calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(202middot10⁻sup3) = 270

b) O grao de disociacioacuten corrixida a concentracioacuten eacute

α=[s ]d[s]0

= 202 middot10minus3 mol dm3

0144 mol dm3 =0140=140

4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies

existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibriob) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecidoDato Kₐ(C₂H₄O₂) = 18middot10⁻⁵ (PAU Set 15 Set 08)Rta a) [CH₃COO⁻] = [H⁺] = 0001633 moldmsup3 [CH₃COOH] = 0099 moldmsup3 b) pH = 288 α = 133

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido aceacutetico [CH₃ndashCOOH]₀ = 0100 moldmsup3

Constante de acidez Kₐ = 180middot10⁻⁵

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacuten acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Grao de disociacioacuten α

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 6

a) O aacutecido aceacutetico eacute un aacutecido deacutebil e disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]e middot [H+ ]e

[CH3minusCOOH]e

Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio

180middot 10minus5= x middotx0100minusx

Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 0100 e resolver a ecuacioacuten

180middot 10minus5asymp x 2

0100

que daacute

xasympradic 0100middot 180middot10minus5=133middot10minus3 mol dm3

Ao calcular o grao de disociacioacuten

α=[s ]d[s]0

= 133 middot10minus3 mol dm3

0100 mol dm3 =00136 3=133

vese que eacute desprezable polo que a solucioacuten eacute aceptable

[H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = x = 0001633 moldmsup3

[CH₃COOH]ₑ = 0100 ndash 0001633 = 0099 moldmsup3

b) Calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(133middot10⁻sup3) = 288

5 Considera unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3a) Calcula o pH desta disolucioacutenb) Calcula o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 11)Rta a) pH = 1103 b) α = 165

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀ = 650middot10⁻sup2 moldmsup3

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 7

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B (OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s]d[s]0

Soluficioacuten

a) Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial 650middot10⁻sup2 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 650middot10⁻sup2 ndash x x x moldmsup3

A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= x middot x

(650 middot10minus2minusx )=178 middot10minus5

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 650middot10⁻sup2 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic650middot10minus2 middot178middot10minus5=108middot10minus3 mol dm3

que comparada con 650middot10⁻sup2 eacute desprezable

Erro (= grao de disociacioacuten) = 108middot10⁻sup3 moldmsup3 650middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001665 = 165 lt 5

[OH⁻]ₑ = x = 108middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 14

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(108middot10⁻sup3) = 297

pH = 14 ndash 297 = 1103

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten 650middot10⁻sup2moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 650middot10⁻sup2 = 128 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 8

b) O grao de disociacioacuten α eacute

α=[s ]d[s]0

= 108 middot10minus3 mol dm3

65middot10minus2 mol dm3 =00166 5=165

6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilinab) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilinaDato K = 10middot10⁻sup1⁴ (PAU Xuntildeo 15)Rta a) pH = 881 b) Kₐ = 24middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten da disolucioacuten de anilina [C₆H₅NH₂]₀ = 0100 moldmsup3

Constante de basicidade del a anilina K = 410middot10⁻sup1⁰

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina Kₐ

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pK = pH + pOH = 14

Soluficioacuten

a) Como a anilina eacute unha base deacutebil disociarse en auga segundo a ecuacioacuten

C₆H₅NH₂(aq) + H₂O(l) C₆H₅NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten C₆H₅NH₂ C₆H₅NH₃⁺

OH⁻

[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3

A constante de basicidade K eacute

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 9

K b=[C6 H5 NH3

+]emiddot [OH-]e[C6 H5 NH2]e

= x middotx

(0100minusx )=410 middot10minus10

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0100 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0100middot410 middot10minus10=640middot10minus6 mol dm3

que comparada con 0100 eacute desprezable

[OH⁻]ₑ = x = 640middot10⁻⁶ mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 14

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(640middot10⁻⁶) = 519

pH = 1400 ndash 519 = 881

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se a anilina fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten de concen-tracioacuten 01 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 01 = 13 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

b) O aacutecido conxugado da anilina eacute un aacutecido porque en disolucioacuten acuosa cederiacutea hidroxenioacutens aacute auga

C₆H₅NH₃⁺(aq) C₆H₅NH₂(aq) + H⁺(aq)

A expresioacuten da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina eacute

K a=[C6 H5 NH2]emiddot [H

+]e[C6 H 5 NH3

+]e

Se multiplicamos a constante de basicidade da anilina pola constante de acidez do seu aacutecido conxugado obtemos

K b middotK a=[C6 H5 NH3

+]e middot[OH-]e[C6 H5 NH2]e

middot[C6 H5 NH2]emiddot [H

+]e[C6 H5 NH3

+]e=[OH-]e middot [H+]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

K a=K w

K b

=100 middot10minus14

410 middot10minus10=244 middot10minus5

7 a) Qe concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco para que o seu pH sexa de 1035b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 13)Rta a) [NH₃]₀ = 304middot10⁻sup3 moldmsup3 b) α = 737

Datos Cifras signifficativas 3

pH da disolucioacuten de amoniacuteaco pH = 1035

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 10

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) A partir do pH podemos calcular o pOH

pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365

e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio

[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que

x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= (224 middot 10minus4)2

(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5

Despexando c₀

c 0=(224middot10minus4)2

178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3

b) O grao de disociacioacuten α eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 224 middot10minus4 mol dm3

304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737

Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11

8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142

Datos Cifras signifficativas 3

Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃

Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa

Temperatura T = 10 deg = 283 K

Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco

n (NH3)=p middot VR middot T

= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3

831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )

A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12

[NH3]=n(NH3)

V D

=172 mol NH3

450 dm3 D=0382 mol dm3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= x middotx

(0382minusx )=178middot 10minus5

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3

que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 261 middot10minus3 mol dm3

0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068

Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)

[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 1400

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258

pH = 14 ndash 258 = 1142

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten

(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22

Datos Cifras signifficativas 3

Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3

Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13

Inficoacutegnitas

Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

Soluficioacuten

a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga

[HA ]0=0100 mol HA

0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D

O grao de disociacioacuten α eacute

α=n d

n0

Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado

n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc

1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc

cunha concentracioacuten

[HA ]d=150 middot103 mol HA

0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3

A ecuacioacuten eacute

HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻

[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3

0394=914 middot 10minus5

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14

10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico

(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27

c) Kₐ = 20middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Temperatura T = 25 deg = 298 K

Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3

Inficoacutegnitas

Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) e b) Disociaacuteronse

[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =

= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc

mol CH3 ndash COOH inic middot020

mol CH3ndash COOH inic

dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc

dm3 disolucioacuten

Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa

[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga

pH + pOH = 14

Primeiro calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272

pOH = 1400 ndash 272 = 1128

[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3

c) A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3

020=20 middot10minus5

Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado

11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios

para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)

Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3

Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130

Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3

Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de aacutecido disociado n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Disociaacuteronse

[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic

middot 00106 0mol HA inic

dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc

dm3 disolucioacuten

Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

130 middot10minus3 middot130 middot10minus3

00086 7=19 middot10minus4

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289

c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute

HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)

O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute

V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA

1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH

1 mol HAmiddot

1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH

=50middot 10minus3 dm3 D NaOH

V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3

12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten

oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico

(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17

Datos Cifras signifficativas 2

Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3

pH da disolucioacuten pH = 200

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ

Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=

[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e

[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]

Soluficioacuten

a) Como pH = ndashlog[H⁺]

20 = ndashlog[H⁺]

[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3

b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute

[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)

V=

030 mol CH3minusCOOH

0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D

Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3

Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 001 middot001

60=17middot 10minus5

loz CUESTIOacuteNS

1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺

(PAU Set 11)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18

Soluficioacuten

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno

Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺

Aacutecido radic radic radic

Base radic radic

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia

2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base

(PAU Xuntildeo 16)

Soluficioacuten

b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

base aacutecido aacutecido conx base conx

Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos

HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

aacutecido base base conx aacutecido conx

Ceden ioacutens hidroacutexeno

3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 15)

Soluficioacuten

CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19

4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 11)

Soluficioacuten

a)

CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺

NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺

NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺

CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN

5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)

(PAU Set 13)

Soluficioacuten

a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)

6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base

conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)

Soluficioacuten

a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

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A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

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ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

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SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
Page 4: QQuímica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E BASESteleformacion.edu.aytolacoruna.es/ELVINAF2B8fb2/... · QQuímica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E BASES PROBLEMAS ÁCIDO/BASE DÉBIL

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 4

Datos Cifras signifficativas 3

Masa molar do aacutecido HC₉H₇O₄ M(HC₉H₇O₄) = 180 gmol

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Grao de disociacioacuten α

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) A cantidade de aacutecido que hai en 250 cmsup3 de disolucioacuten eacute

n0(HC9 H7 O4)=0650 g HC9 H7 O4

1 mol HC9 H7 O4

180 g HC9 H7 O4

=361 middot10minus3 mol HC9 H 7O4

polo que a concentracioacuten da disolucioacuten eacute

[HC9 H7 O4 ]0=361middot10minus3 mol HC9 H 7O4

0250 dm3 D=00146 4moldm3

Como eacute un aacutecido deacutebil monoproacutetico disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten

HC₉H₇O₄(aq) H⁺(aq) + C₉H₇O₄⁻ (aq)

Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten HC₉H₇O₄ H⁺ C₉H₇O₄⁻

[X]₀ inicial 001464 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001464 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[C9 H7O4

minus]e middot[H+]e[HC9 H7O4]e

Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio

327 middot 10minus4= x middot x00146 4minusx

Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 001464 e resolver a ecuacioacuten

327 middot 10minus4asymp x 2

00146 4

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 5

que daacute

xasympradic00146 4middot327 middot10minus4=217 middot 10minus3 mol dm3

Pero ao calcular o grao de disociacioacuten

α=[s ]d[s]0

= 217 middot10minus3 mol dm3

00146 4mol dm3 =015=15

vese que non eacute desprezable polo que hai que resolver a ecuacioacuten de segundo grao

xsup2 + 327middot10⁻⁴ x ndash 472middot10⁻⁶ = 0

x = 202middot10⁻sup3 moldmsup3

Calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(202middot10⁻sup3) = 270

b) O grao de disociacioacuten corrixida a concentracioacuten eacute

α=[s ]d[s]0

= 202 middot10minus3 mol dm3

0144 mol dm3 =0140=140

4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies

existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibriob) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecidoDato Kₐ(C₂H₄O₂) = 18middot10⁻⁵ (PAU Set 15 Set 08)Rta a) [CH₃COO⁻] = [H⁺] = 0001633 moldmsup3 [CH₃COOH] = 0099 moldmsup3 b) pH = 288 α = 133

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido aceacutetico [CH₃ndashCOOH]₀ = 0100 moldmsup3

Constante de acidez Kₐ = 180middot10⁻⁵

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacuten acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Grao de disociacioacuten α

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 6

a) O aacutecido aceacutetico eacute un aacutecido deacutebil e disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]e middot [H+ ]e

[CH3minusCOOH]e

Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio

180middot 10minus5= x middotx0100minusx

Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 0100 e resolver a ecuacioacuten

180middot 10minus5asymp x 2

0100

que daacute

xasympradic 0100middot 180middot10minus5=133middot10minus3 mol dm3

Ao calcular o grao de disociacioacuten

α=[s ]d[s]0

= 133 middot10minus3 mol dm3

0100 mol dm3 =00136 3=133

vese que eacute desprezable polo que a solucioacuten eacute aceptable

[H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = x = 0001633 moldmsup3

[CH₃COOH]ₑ = 0100 ndash 0001633 = 0099 moldmsup3

b) Calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(133middot10⁻sup3) = 288

5 Considera unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3a) Calcula o pH desta disolucioacutenb) Calcula o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 11)Rta a) pH = 1103 b) α = 165

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀ = 650middot10⁻sup2 moldmsup3

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 7

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B (OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s]d[s]0

Soluficioacuten

a) Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial 650middot10⁻sup2 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 650middot10⁻sup2 ndash x x x moldmsup3

A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= x middot x

(650 middot10minus2minusx )=178 middot10minus5

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 650middot10⁻sup2 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic650middot10minus2 middot178middot10minus5=108middot10minus3 mol dm3

que comparada con 650middot10⁻sup2 eacute desprezable

Erro (= grao de disociacioacuten) = 108middot10⁻sup3 moldmsup3 650middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001665 = 165 lt 5

[OH⁻]ₑ = x = 108middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 14

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(108middot10⁻sup3) = 297

pH = 14 ndash 297 = 1103

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten 650middot10⁻sup2moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 650middot10⁻sup2 = 128 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 8

b) O grao de disociacioacuten α eacute

α=[s ]d[s]0

= 108 middot10minus3 mol dm3

65middot10minus2 mol dm3 =00166 5=165

6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilinab) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilinaDato K = 10middot10⁻sup1⁴ (PAU Xuntildeo 15)Rta a) pH = 881 b) Kₐ = 24middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten da disolucioacuten de anilina [C₆H₅NH₂]₀ = 0100 moldmsup3

Constante de basicidade del a anilina K = 410middot10⁻sup1⁰

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina Kₐ

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pK = pH + pOH = 14

Soluficioacuten

a) Como a anilina eacute unha base deacutebil disociarse en auga segundo a ecuacioacuten

C₆H₅NH₂(aq) + H₂O(l) C₆H₅NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten C₆H₅NH₂ C₆H₅NH₃⁺

OH⁻

[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3

A constante de basicidade K eacute

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 9

K b=[C6 H5 NH3

+]emiddot [OH-]e[C6 H5 NH2]e

= x middotx

(0100minusx )=410 middot10minus10

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0100 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0100middot410 middot10minus10=640middot10minus6 mol dm3

que comparada con 0100 eacute desprezable

[OH⁻]ₑ = x = 640middot10⁻⁶ mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 14

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(640middot10⁻⁶) = 519

pH = 1400 ndash 519 = 881

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se a anilina fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten de concen-tracioacuten 01 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 01 = 13 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

b) O aacutecido conxugado da anilina eacute un aacutecido porque en disolucioacuten acuosa cederiacutea hidroxenioacutens aacute auga

C₆H₅NH₃⁺(aq) C₆H₅NH₂(aq) + H⁺(aq)

A expresioacuten da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina eacute

K a=[C6 H5 NH2]emiddot [H

+]e[C6 H 5 NH3

+]e

Se multiplicamos a constante de basicidade da anilina pola constante de acidez do seu aacutecido conxugado obtemos

K b middotK a=[C6 H5 NH3

+]e middot[OH-]e[C6 H5 NH2]e

middot[C6 H5 NH2]emiddot [H

+]e[C6 H5 NH3

+]e=[OH-]e middot [H+]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

K a=K w

K b

=100 middot10minus14

410 middot10minus10=244 middot10minus5

7 a) Qe concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco para que o seu pH sexa de 1035b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 13)Rta a) [NH₃]₀ = 304middot10⁻sup3 moldmsup3 b) α = 737

Datos Cifras signifficativas 3

pH da disolucioacuten de amoniacuteaco pH = 1035

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 10

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) A partir do pH podemos calcular o pOH

pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365

e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio

[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que

x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= (224 middot 10minus4)2

(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5

Despexando c₀

c 0=(224middot10minus4)2

178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3

b) O grao de disociacioacuten α eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 224 middot10minus4 mol dm3

304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737

Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11

8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142

Datos Cifras signifficativas 3

Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃

Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa

Temperatura T = 10 deg = 283 K

Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco

n (NH3)=p middot VR middot T

= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3

831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )

A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12

[NH3]=n(NH3)

V D

=172 mol NH3

450 dm3 D=0382 mol dm3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= x middotx

(0382minusx )=178middot 10minus5

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3

que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 261 middot10minus3 mol dm3

0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068

Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)

[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 1400

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258

pH = 14 ndash 258 = 1142

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten

(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22

Datos Cifras signifficativas 3

Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3

Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13

Inficoacutegnitas

Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

Soluficioacuten

a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga

[HA ]0=0100 mol HA

0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D

O grao de disociacioacuten α eacute

α=n d

n0

Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado

n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc

1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc

cunha concentracioacuten

[HA ]d=150 middot103 mol HA

0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3

A ecuacioacuten eacute

HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻

[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3

0394=914 middot 10minus5

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14

10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico

(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27

c) Kₐ = 20middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Temperatura T = 25 deg = 298 K

Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3

Inficoacutegnitas

Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) e b) Disociaacuteronse

[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =

= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc

mol CH3 ndash COOH inic middot020

mol CH3ndash COOH inic

dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc

dm3 disolucioacuten

Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa

[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga

pH + pOH = 14

Primeiro calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272

pOH = 1400 ndash 272 = 1128

[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3

c) A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3

020=20 middot10minus5

Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado

11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios

para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)

Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3

Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130

Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3

Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de aacutecido disociado n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Disociaacuteronse

[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic

middot 00106 0mol HA inic

dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc

dm3 disolucioacuten

Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

130 middot10minus3 middot130 middot10minus3

00086 7=19 middot10minus4

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289

c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute

HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)

O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute

V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA

1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH

1 mol HAmiddot

1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH

=50middot 10minus3 dm3 D NaOH

V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3

12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten

oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico

(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17

Datos Cifras signifficativas 2

Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3

pH da disolucioacuten pH = 200

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ

Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=

[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e

[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]

Soluficioacuten

a) Como pH = ndashlog[H⁺]

20 = ndashlog[H⁺]

[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3

b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute

[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)

V=

030 mol CH3minusCOOH

0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D

Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3

Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 001 middot001

60=17middot 10minus5

loz CUESTIOacuteNS

1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺

(PAU Set 11)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18

Soluficioacuten

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno

Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺

Aacutecido radic radic radic

Base radic radic

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia

2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base

(PAU Xuntildeo 16)

Soluficioacuten

b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

base aacutecido aacutecido conx base conx

Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos

HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

aacutecido base base conx aacutecido conx

Ceden ioacutens hidroacutexeno

3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 15)

Soluficioacuten

CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19

4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 11)

Soluficioacuten

a)

CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺

NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺

NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺

CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN

5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)

(PAU Set 13)

Soluficioacuten

a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)

6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base

conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)

Soluficioacuten

a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 5

que daacute

xasympradic00146 4middot327 middot10minus4=217 middot 10minus3 mol dm3

Pero ao calcular o grao de disociacioacuten

α=[s ]d[s]0

= 217 middot10minus3 mol dm3

00146 4mol dm3 =015=15

vese que non eacute desprezable polo que hai que resolver a ecuacioacuten de segundo grao

xsup2 + 327middot10⁻⁴ x ndash 472middot10⁻⁶ = 0

x = 202middot10⁻sup3 moldmsup3

Calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(202middot10⁻sup3) = 270

b) O grao de disociacioacuten corrixida a concentracioacuten eacute

α=[s ]d[s]0

= 202 middot10minus3 mol dm3

0144 mol dm3 =0140=140

4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies

existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibriob) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecidoDato Kₐ(C₂H₄O₂) = 18middot10⁻⁵ (PAU Set 15 Set 08)Rta a) [CH₃COO⁻] = [H⁺] = 0001633 moldmsup3 [CH₃COOH] = 0099 moldmsup3 b) pH = 288 α = 133

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido aceacutetico [CH₃ndashCOOH]₀ = 0100 moldmsup3

Constante de acidez Kₐ = 180middot10⁻⁵

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacuten acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Grao de disociacioacuten α

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 6

a) O aacutecido aceacutetico eacute un aacutecido deacutebil e disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]e middot [H+ ]e

[CH3minusCOOH]e

Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio

180middot 10minus5= x middotx0100minusx

Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 0100 e resolver a ecuacioacuten

180middot 10minus5asymp x 2

0100

que daacute

xasympradic 0100middot 180middot10minus5=133middot10minus3 mol dm3

Ao calcular o grao de disociacioacuten

α=[s ]d[s]0

= 133 middot10minus3 mol dm3

0100 mol dm3 =00136 3=133

vese que eacute desprezable polo que a solucioacuten eacute aceptable

[H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = x = 0001633 moldmsup3

[CH₃COOH]ₑ = 0100 ndash 0001633 = 0099 moldmsup3

b) Calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(133middot10⁻sup3) = 288

5 Considera unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3a) Calcula o pH desta disolucioacutenb) Calcula o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 11)Rta a) pH = 1103 b) α = 165

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀ = 650middot10⁻sup2 moldmsup3

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 7

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B (OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s]d[s]0

Soluficioacuten

a) Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial 650middot10⁻sup2 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 650middot10⁻sup2 ndash x x x moldmsup3

A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= x middot x

(650 middot10minus2minusx )=178 middot10minus5

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 650middot10⁻sup2 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic650middot10minus2 middot178middot10minus5=108middot10minus3 mol dm3

que comparada con 650middot10⁻sup2 eacute desprezable

Erro (= grao de disociacioacuten) = 108middot10⁻sup3 moldmsup3 650middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001665 = 165 lt 5

[OH⁻]ₑ = x = 108middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 14

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(108middot10⁻sup3) = 297

pH = 14 ndash 297 = 1103

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten 650middot10⁻sup2moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 650middot10⁻sup2 = 128 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 8

b) O grao de disociacioacuten α eacute

α=[s ]d[s]0

= 108 middot10minus3 mol dm3

65middot10minus2 mol dm3 =00166 5=165

6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilinab) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilinaDato K = 10middot10⁻sup1⁴ (PAU Xuntildeo 15)Rta a) pH = 881 b) Kₐ = 24middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten da disolucioacuten de anilina [C₆H₅NH₂]₀ = 0100 moldmsup3

Constante de basicidade del a anilina K = 410middot10⁻sup1⁰

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina Kₐ

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pK = pH + pOH = 14

Soluficioacuten

a) Como a anilina eacute unha base deacutebil disociarse en auga segundo a ecuacioacuten

C₆H₅NH₂(aq) + H₂O(l) C₆H₅NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten C₆H₅NH₂ C₆H₅NH₃⁺

OH⁻

[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3

A constante de basicidade K eacute

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 9

K b=[C6 H5 NH3

+]emiddot [OH-]e[C6 H5 NH2]e

= x middotx

(0100minusx )=410 middot10minus10

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0100 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0100middot410 middot10minus10=640middot10minus6 mol dm3

que comparada con 0100 eacute desprezable

[OH⁻]ₑ = x = 640middot10⁻⁶ mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 14

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(640middot10⁻⁶) = 519

pH = 1400 ndash 519 = 881

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se a anilina fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten de concen-tracioacuten 01 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 01 = 13 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

b) O aacutecido conxugado da anilina eacute un aacutecido porque en disolucioacuten acuosa cederiacutea hidroxenioacutens aacute auga

C₆H₅NH₃⁺(aq) C₆H₅NH₂(aq) + H⁺(aq)

A expresioacuten da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina eacute

K a=[C6 H5 NH2]emiddot [H

+]e[C6 H 5 NH3

+]e

Se multiplicamos a constante de basicidade da anilina pola constante de acidez do seu aacutecido conxugado obtemos

K b middotK a=[C6 H5 NH3

+]e middot[OH-]e[C6 H5 NH2]e

middot[C6 H5 NH2]emiddot [H

+]e[C6 H5 NH3

+]e=[OH-]e middot [H+]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

K a=K w

K b

=100 middot10minus14

410 middot10minus10=244 middot10minus5

7 a) Qe concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco para que o seu pH sexa de 1035b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 13)Rta a) [NH₃]₀ = 304middot10⁻sup3 moldmsup3 b) α = 737

Datos Cifras signifficativas 3

pH da disolucioacuten de amoniacuteaco pH = 1035

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 10

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) A partir do pH podemos calcular o pOH

pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365

e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio

[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que

x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= (224 middot 10minus4)2

(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5

Despexando c₀

c 0=(224middot10minus4)2

178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3

b) O grao de disociacioacuten α eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 224 middot10minus4 mol dm3

304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737

Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11

8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142

Datos Cifras signifficativas 3

Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃

Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa

Temperatura T = 10 deg = 283 K

Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco

n (NH3)=p middot VR middot T

= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3

831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )

A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12

[NH3]=n(NH3)

V D

=172 mol NH3

450 dm3 D=0382 mol dm3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= x middotx

(0382minusx )=178middot 10minus5

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3

que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 261 middot10minus3 mol dm3

0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068

Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)

[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 1400

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258

pH = 14 ndash 258 = 1142

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten

(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22

Datos Cifras signifficativas 3

Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3

Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13

Inficoacutegnitas

Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

Soluficioacuten

a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga

[HA ]0=0100 mol HA

0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D

O grao de disociacioacuten α eacute

α=n d

n0

Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado

n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc

1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc

cunha concentracioacuten

[HA ]d=150 middot103 mol HA

0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3

A ecuacioacuten eacute

HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻

[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3

0394=914 middot 10minus5

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14

10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico

(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27

c) Kₐ = 20middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Temperatura T = 25 deg = 298 K

Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3

Inficoacutegnitas

Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) e b) Disociaacuteronse

[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =

= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc

mol CH3 ndash COOH inic middot020

mol CH3ndash COOH inic

dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc

dm3 disolucioacuten

Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa

[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga

pH + pOH = 14

Primeiro calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272

pOH = 1400 ndash 272 = 1128

[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3

c) A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3

020=20 middot10minus5

Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado

11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios

para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)

Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3

Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130

Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3

Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de aacutecido disociado n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Disociaacuteronse

[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic

middot 00106 0mol HA inic

dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc

dm3 disolucioacuten

Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

130 middot10minus3 middot130 middot10minus3

00086 7=19 middot10minus4

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289

c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute

HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)

O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute

V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA

1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH

1 mol HAmiddot

1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH

=50middot 10minus3 dm3 D NaOH

V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3

12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten

oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico

(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17

Datos Cifras signifficativas 2

Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3

pH da disolucioacuten pH = 200

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ

Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=

[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e

[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]

Soluficioacuten

a) Como pH = ndashlog[H⁺]

20 = ndashlog[H⁺]

[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3

b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute

[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)

V=

030 mol CH3minusCOOH

0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D

Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3

Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 001 middot001

60=17middot 10minus5

loz CUESTIOacuteNS

1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺

(PAU Set 11)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18

Soluficioacuten

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno

Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺

Aacutecido radic radic radic

Base radic radic

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia

2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base

(PAU Xuntildeo 16)

Soluficioacuten

b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

base aacutecido aacutecido conx base conx

Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos

HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

aacutecido base base conx aacutecido conx

Ceden ioacutens hidroacutexeno

3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 15)

Soluficioacuten

CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19

4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 11)

Soluficioacuten

a)

CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺

NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺

NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺

CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN

5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)

(PAU Set 13)

Soluficioacuten

a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)

6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base

conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)

Soluficioacuten

a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
Page 6: QQuímica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E BASESteleformacion.edu.aytolacoruna.es/ELVINAF2B8fb2/... · QQuímica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E BASES PROBLEMAS ÁCIDO/BASE DÉBIL

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 6

a) O aacutecido aceacutetico eacute un aacutecido deacutebil e disoacuteciase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Chamando x aacute concentracioacuten de aacutecido que se disocia poacutedese escribirConcentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]e middot [H+ ]e

[CH3minusCOOH]e

Substituiacutendo as concentracioacutens no equilibrio

180middot 10minus5= x middotx0100minusx

Nunha primeira aproximacioacuten poacutedese supontildeer que x eacute desprezable fronte a 0100 e resolver a ecuacioacuten

180middot 10minus5asymp x 2

0100

que daacute

xasympradic 0100middot 180middot10minus5=133middot10minus3 mol dm3

Ao calcular o grao de disociacioacuten

α=[s ]d[s]0

= 133 middot10minus3 mol dm3

0100 mol dm3 =00136 3=133

vese que eacute desprezable polo que a solucioacuten eacute aceptable

[H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = x = 0001633 moldmsup3

[CH₃COOH]ₑ = 0100 ndash 0001633 = 0099 moldmsup3

b) Calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(133middot10⁻sup3) = 288

5 Considera unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3a) Calcula o pH desta disolucioacutenb) Calcula o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 11)Rta a) pH = 1103 b) α = 165

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀ = 650middot10⁻sup2 moldmsup3

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 7

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B (OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s]d[s]0

Soluficioacuten

a) Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial 650middot10⁻sup2 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 650middot10⁻sup2 ndash x x x moldmsup3

A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= x middot x

(650 middot10minus2minusx )=178 middot10minus5

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 650middot10⁻sup2 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic650middot10minus2 middot178middot10minus5=108middot10minus3 mol dm3

que comparada con 650middot10⁻sup2 eacute desprezable

Erro (= grao de disociacioacuten) = 108middot10⁻sup3 moldmsup3 650middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001665 = 165 lt 5

[OH⁻]ₑ = x = 108middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 14

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(108middot10⁻sup3) = 297

pH = 14 ndash 297 = 1103

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten 650middot10⁻sup2moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 650middot10⁻sup2 = 128 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 8

b) O grao de disociacioacuten α eacute

α=[s ]d[s]0

= 108 middot10minus3 mol dm3

65middot10minus2 mol dm3 =00166 5=165

6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilinab) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilinaDato K = 10middot10⁻sup1⁴ (PAU Xuntildeo 15)Rta a) pH = 881 b) Kₐ = 24middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten da disolucioacuten de anilina [C₆H₅NH₂]₀ = 0100 moldmsup3

Constante de basicidade del a anilina K = 410middot10⁻sup1⁰

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina Kₐ

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pK = pH + pOH = 14

Soluficioacuten

a) Como a anilina eacute unha base deacutebil disociarse en auga segundo a ecuacioacuten

C₆H₅NH₂(aq) + H₂O(l) C₆H₅NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten C₆H₅NH₂ C₆H₅NH₃⁺

OH⁻

[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3

A constante de basicidade K eacute

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 9

K b=[C6 H5 NH3

+]emiddot [OH-]e[C6 H5 NH2]e

= x middotx

(0100minusx )=410 middot10minus10

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0100 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0100middot410 middot10minus10=640middot10minus6 mol dm3

que comparada con 0100 eacute desprezable

[OH⁻]ₑ = x = 640middot10⁻⁶ mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 14

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(640middot10⁻⁶) = 519

pH = 1400 ndash 519 = 881

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se a anilina fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten de concen-tracioacuten 01 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 01 = 13 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

b) O aacutecido conxugado da anilina eacute un aacutecido porque en disolucioacuten acuosa cederiacutea hidroxenioacutens aacute auga

C₆H₅NH₃⁺(aq) C₆H₅NH₂(aq) + H⁺(aq)

A expresioacuten da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina eacute

K a=[C6 H5 NH2]emiddot [H

+]e[C6 H 5 NH3

+]e

Se multiplicamos a constante de basicidade da anilina pola constante de acidez do seu aacutecido conxugado obtemos

K b middotK a=[C6 H5 NH3

+]e middot[OH-]e[C6 H5 NH2]e

middot[C6 H5 NH2]emiddot [H

+]e[C6 H5 NH3

+]e=[OH-]e middot [H+]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

K a=K w

K b

=100 middot10minus14

410 middot10minus10=244 middot10minus5

7 a) Qe concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco para que o seu pH sexa de 1035b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 13)Rta a) [NH₃]₀ = 304middot10⁻sup3 moldmsup3 b) α = 737

Datos Cifras signifficativas 3

pH da disolucioacuten de amoniacuteaco pH = 1035

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 10

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) A partir do pH podemos calcular o pOH

pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365

e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio

[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que

x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= (224 middot 10minus4)2

(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5

Despexando c₀

c 0=(224middot10minus4)2

178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3

b) O grao de disociacioacuten α eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 224 middot10minus4 mol dm3

304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737

Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11

8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142

Datos Cifras signifficativas 3

Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃

Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa

Temperatura T = 10 deg = 283 K

Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco

n (NH3)=p middot VR middot T

= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3

831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )

A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12

[NH3]=n(NH3)

V D

=172 mol NH3

450 dm3 D=0382 mol dm3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= x middotx

(0382minusx )=178middot 10minus5

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3

que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 261 middot10minus3 mol dm3

0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068

Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)

[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 1400

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258

pH = 14 ndash 258 = 1142

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten

(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22

Datos Cifras signifficativas 3

Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3

Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13

Inficoacutegnitas

Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

Soluficioacuten

a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga

[HA ]0=0100 mol HA

0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D

O grao de disociacioacuten α eacute

α=n d

n0

Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado

n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc

1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc

cunha concentracioacuten

[HA ]d=150 middot103 mol HA

0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3

A ecuacioacuten eacute

HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻

[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3

0394=914 middot 10minus5

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14

10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico

(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27

c) Kₐ = 20middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Temperatura T = 25 deg = 298 K

Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3

Inficoacutegnitas

Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) e b) Disociaacuteronse

[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =

= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc

mol CH3 ndash COOH inic middot020

mol CH3ndash COOH inic

dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc

dm3 disolucioacuten

Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa

[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga

pH + pOH = 14

Primeiro calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272

pOH = 1400 ndash 272 = 1128

[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3

c) A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3

020=20 middot10minus5

Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado

11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios

para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)

Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3

Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130

Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3

Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de aacutecido disociado n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Disociaacuteronse

[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic

middot 00106 0mol HA inic

dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc

dm3 disolucioacuten

Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

130 middot10minus3 middot130 middot10minus3

00086 7=19 middot10minus4

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289

c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute

HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)

O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute

V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA

1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH

1 mol HAmiddot

1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH

=50middot 10minus3 dm3 D NaOH

V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3

12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten

oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico

(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17

Datos Cifras signifficativas 2

Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3

pH da disolucioacuten pH = 200

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ

Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=

[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e

[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]

Soluficioacuten

a) Como pH = ndashlog[H⁺]

20 = ndashlog[H⁺]

[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3

b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute

[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)

V=

030 mol CH3minusCOOH

0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D

Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3

Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 001 middot001

60=17middot 10minus5

loz CUESTIOacuteNS

1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺

(PAU Set 11)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18

Soluficioacuten

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno

Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺

Aacutecido radic radic radic

Base radic radic

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia

2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base

(PAU Xuntildeo 16)

Soluficioacuten

b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

base aacutecido aacutecido conx base conx

Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos

HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

aacutecido base base conx aacutecido conx

Ceden ioacutens hidroacutexeno

3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 15)

Soluficioacuten

CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19

4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 11)

Soluficioacuten

a)

CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺

NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺

NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺

CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN

5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)

(PAU Set 13)

Soluficioacuten

a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)

6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base

conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)

Soluficioacuten

a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 7

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B (OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s]d[s]0

Soluficioacuten

a) Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial 650middot10⁻sup2 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 650middot10⁻sup2 ndash x x x moldmsup3

A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= x middot x

(650 middot10minus2minusx )=178 middot10minus5

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 650middot10⁻sup2 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic650middot10minus2 middot178middot10minus5=108middot10minus3 mol dm3

que comparada con 650middot10⁻sup2 eacute desprezable

Erro (= grao de disociacioacuten) = 108middot10⁻sup3 moldmsup3 650middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001665 = 165 lt 5

[OH⁻]ₑ = x = 108middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 14

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(108middot10⁻sup3) = 297

pH = 14 ndash 297 = 1103

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten 650middot10⁻sup2moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 650middot10⁻sup2 = 128 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 8

b) O grao de disociacioacuten α eacute

α=[s ]d[s]0

= 108 middot10minus3 mol dm3

65middot10minus2 mol dm3 =00166 5=165

6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilinab) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilinaDato K = 10middot10⁻sup1⁴ (PAU Xuntildeo 15)Rta a) pH = 881 b) Kₐ = 24middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten da disolucioacuten de anilina [C₆H₅NH₂]₀ = 0100 moldmsup3

Constante de basicidade del a anilina K = 410middot10⁻sup1⁰

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina Kₐ

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pK = pH + pOH = 14

Soluficioacuten

a) Como a anilina eacute unha base deacutebil disociarse en auga segundo a ecuacioacuten

C₆H₅NH₂(aq) + H₂O(l) C₆H₅NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten C₆H₅NH₂ C₆H₅NH₃⁺

OH⁻

[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3

A constante de basicidade K eacute

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 9

K b=[C6 H5 NH3

+]emiddot [OH-]e[C6 H5 NH2]e

= x middotx

(0100minusx )=410 middot10minus10

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0100 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0100middot410 middot10minus10=640middot10minus6 mol dm3

que comparada con 0100 eacute desprezable

[OH⁻]ₑ = x = 640middot10⁻⁶ mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 14

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(640middot10⁻⁶) = 519

pH = 1400 ndash 519 = 881

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se a anilina fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten de concen-tracioacuten 01 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 01 = 13 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

b) O aacutecido conxugado da anilina eacute un aacutecido porque en disolucioacuten acuosa cederiacutea hidroxenioacutens aacute auga

C₆H₅NH₃⁺(aq) C₆H₅NH₂(aq) + H⁺(aq)

A expresioacuten da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina eacute

K a=[C6 H5 NH2]emiddot [H

+]e[C6 H 5 NH3

+]e

Se multiplicamos a constante de basicidade da anilina pola constante de acidez do seu aacutecido conxugado obtemos

K b middotK a=[C6 H5 NH3

+]e middot[OH-]e[C6 H5 NH2]e

middot[C6 H5 NH2]emiddot [H

+]e[C6 H5 NH3

+]e=[OH-]e middot [H+]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

K a=K w

K b

=100 middot10minus14

410 middot10minus10=244 middot10minus5

7 a) Qe concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco para que o seu pH sexa de 1035b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 13)Rta a) [NH₃]₀ = 304middot10⁻sup3 moldmsup3 b) α = 737

Datos Cifras signifficativas 3

pH da disolucioacuten de amoniacuteaco pH = 1035

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 10

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) A partir do pH podemos calcular o pOH

pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365

e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio

[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que

x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= (224 middot 10minus4)2

(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5

Despexando c₀

c 0=(224middot10minus4)2

178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3

b) O grao de disociacioacuten α eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 224 middot10minus4 mol dm3

304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737

Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11

8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142

Datos Cifras signifficativas 3

Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃

Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa

Temperatura T = 10 deg = 283 K

Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco

n (NH3)=p middot VR middot T

= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3

831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )

A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12

[NH3]=n(NH3)

V D

=172 mol NH3

450 dm3 D=0382 mol dm3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= x middotx

(0382minusx )=178middot 10minus5

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3

que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 261 middot10minus3 mol dm3

0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068

Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)

[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 1400

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258

pH = 14 ndash 258 = 1142

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten

(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22

Datos Cifras signifficativas 3

Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3

Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13

Inficoacutegnitas

Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

Soluficioacuten

a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga

[HA ]0=0100 mol HA

0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D

O grao de disociacioacuten α eacute

α=n d

n0

Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado

n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc

1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc

cunha concentracioacuten

[HA ]d=150 middot103 mol HA

0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3

A ecuacioacuten eacute

HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻

[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3

0394=914 middot 10minus5

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14

10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico

(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27

c) Kₐ = 20middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Temperatura T = 25 deg = 298 K

Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3

Inficoacutegnitas

Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) e b) Disociaacuteronse

[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =

= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc

mol CH3 ndash COOH inic middot020

mol CH3ndash COOH inic

dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc

dm3 disolucioacuten

Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa

[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga

pH + pOH = 14

Primeiro calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272

pOH = 1400 ndash 272 = 1128

[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3

c) A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3

020=20 middot10minus5

Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado

11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios

para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)

Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3

Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130

Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3

Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de aacutecido disociado n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Disociaacuteronse

[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic

middot 00106 0mol HA inic

dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc

dm3 disolucioacuten

Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

130 middot10minus3 middot130 middot10minus3

00086 7=19 middot10minus4

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289

c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute

HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)

O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute

V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA

1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH

1 mol HAmiddot

1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH

=50middot 10minus3 dm3 D NaOH

V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3

12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten

oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico

(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17

Datos Cifras signifficativas 2

Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3

pH da disolucioacuten pH = 200

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ

Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=

[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e

[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]

Soluficioacuten

a) Como pH = ndashlog[H⁺]

20 = ndashlog[H⁺]

[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3

b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute

[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)

V=

030 mol CH3minusCOOH

0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D

Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3

Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 001 middot001

60=17middot 10minus5

loz CUESTIOacuteNS

1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺

(PAU Set 11)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18

Soluficioacuten

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno

Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺

Aacutecido radic radic radic

Base radic radic

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia

2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base

(PAU Xuntildeo 16)

Soluficioacuten

b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

base aacutecido aacutecido conx base conx

Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos

HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

aacutecido base base conx aacutecido conx

Ceden ioacutens hidroacutexeno

3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 15)

Soluficioacuten

CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19

4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 11)

Soluficioacuten

a)

CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺

NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺

NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺

CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN

5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)

(PAU Set 13)

Soluficioacuten

a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)

6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base

conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)

Soluficioacuten

a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 8

b) O grao de disociacioacuten α eacute

α=[s ]d[s]0

= 108 middot10minus3 mol dm3

65middot10minus2 mol dm3 =00166 5=165

6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilinab) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilinaDato K = 10middot10⁻sup1⁴ (PAU Xuntildeo 15)Rta a) pH = 881 b) Kₐ = 24middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten da disolucioacuten de anilina [C₆H₅NH₂]₀ = 0100 moldmsup3

Constante de basicidade del a anilina K = 410middot10⁻sup1⁰

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina Kₐ

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pK = pH + pOH = 14

Soluficioacuten

a) Como a anilina eacute unha base deacutebil disociarse en auga segundo a ecuacioacuten

C₆H₅NH₂(aq) + H₂O(l) C₆H₅NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten C₆H₅NH₂ C₆H₅NH₃⁺

OH⁻

[X]₀ inicial 0100 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0100 ndash x x x moldmsup3

A constante de basicidade K eacute

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 9

K b=[C6 H5 NH3

+]emiddot [OH-]e[C6 H5 NH2]e

= x middotx

(0100minusx )=410 middot10minus10

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0100 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0100middot410 middot10minus10=640middot10minus6 mol dm3

que comparada con 0100 eacute desprezable

[OH⁻]ₑ = x = 640middot10⁻⁶ mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 14

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(640middot10⁻⁶) = 519

pH = 1400 ndash 519 = 881

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se a anilina fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten de concen-tracioacuten 01 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 01 = 13 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

b) O aacutecido conxugado da anilina eacute un aacutecido porque en disolucioacuten acuosa cederiacutea hidroxenioacutens aacute auga

C₆H₅NH₃⁺(aq) C₆H₅NH₂(aq) + H⁺(aq)

A expresioacuten da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina eacute

K a=[C6 H5 NH2]emiddot [H

+]e[C6 H 5 NH3

+]e

Se multiplicamos a constante de basicidade da anilina pola constante de acidez do seu aacutecido conxugado obtemos

K b middotK a=[C6 H5 NH3

+]e middot[OH-]e[C6 H5 NH2]e

middot[C6 H5 NH2]emiddot [H

+]e[C6 H5 NH3

+]e=[OH-]e middot [H+]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

K a=K w

K b

=100 middot10minus14

410 middot10minus10=244 middot10minus5

7 a) Qe concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco para que o seu pH sexa de 1035b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 13)Rta a) [NH₃]₀ = 304middot10⁻sup3 moldmsup3 b) α = 737

Datos Cifras signifficativas 3

pH da disolucioacuten de amoniacuteaco pH = 1035

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 10

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) A partir do pH podemos calcular o pOH

pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365

e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio

[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que

x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= (224 middot 10minus4)2

(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5

Despexando c₀

c 0=(224middot10minus4)2

178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3

b) O grao de disociacioacuten α eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 224 middot10minus4 mol dm3

304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737

Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11

8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142

Datos Cifras signifficativas 3

Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃

Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa

Temperatura T = 10 deg = 283 K

Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco

n (NH3)=p middot VR middot T

= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3

831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )

A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12

[NH3]=n(NH3)

V D

=172 mol NH3

450 dm3 D=0382 mol dm3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= x middotx

(0382minusx )=178middot 10minus5

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3

que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 261 middot10minus3 mol dm3

0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068

Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)

[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 1400

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258

pH = 14 ndash 258 = 1142

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten

(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22

Datos Cifras signifficativas 3

Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3

Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13

Inficoacutegnitas

Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

Soluficioacuten

a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga

[HA ]0=0100 mol HA

0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D

O grao de disociacioacuten α eacute

α=n d

n0

Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado

n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc

1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc

cunha concentracioacuten

[HA ]d=150 middot103 mol HA

0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3

A ecuacioacuten eacute

HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻

[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3

0394=914 middot 10minus5

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14

10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico

(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27

c) Kₐ = 20middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Temperatura T = 25 deg = 298 K

Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3

Inficoacutegnitas

Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) e b) Disociaacuteronse

[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =

= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc

mol CH3 ndash COOH inic middot020

mol CH3ndash COOH inic

dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc

dm3 disolucioacuten

Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa

[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga

pH + pOH = 14

Primeiro calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272

pOH = 1400 ndash 272 = 1128

[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3

c) A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3

020=20 middot10minus5

Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado

11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios

para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)

Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3

Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130

Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3

Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de aacutecido disociado n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Disociaacuteronse

[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic

middot 00106 0mol HA inic

dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc

dm3 disolucioacuten

Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

130 middot10minus3 middot130 middot10minus3

00086 7=19 middot10minus4

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289

c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute

HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)

O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute

V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA

1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH

1 mol HAmiddot

1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH

=50middot 10minus3 dm3 D NaOH

V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3

12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten

oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico

(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17

Datos Cifras signifficativas 2

Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3

pH da disolucioacuten pH = 200

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ

Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=

[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e

[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]

Soluficioacuten

a) Como pH = ndashlog[H⁺]

20 = ndashlog[H⁺]

[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3

b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute

[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)

V=

030 mol CH3minusCOOH

0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D

Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3

Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 001 middot001

60=17middot 10minus5

loz CUESTIOacuteNS

1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺

(PAU Set 11)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18

Soluficioacuten

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno

Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺

Aacutecido radic radic radic

Base radic radic

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia

2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base

(PAU Xuntildeo 16)

Soluficioacuten

b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

base aacutecido aacutecido conx base conx

Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos

HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

aacutecido base base conx aacutecido conx

Ceden ioacutens hidroacutexeno

3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 15)

Soluficioacuten

CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19

4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 11)

Soluficioacuten

a)

CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺

NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺

NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺

CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN

5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)

(PAU Set 13)

Soluficioacuten

a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)

6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base

conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)

Soluficioacuten

a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
Page 9: QQuímica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E BASESteleformacion.edu.aytolacoruna.es/ELVINAF2B8fb2/... · QQuímica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E BASES PROBLEMAS ÁCIDO/BASE DÉBIL

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 9

K b=[C6 H5 NH3

+]emiddot [OH-]e[C6 H5 NH2]e

= x middotx

(0100minusx )=410 middot10minus10

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0100 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0100middot410 middot10minus10=640middot10minus6 mol dm3

que comparada con 0100 eacute desprezable

[OH⁻]ₑ = x = 640middot10⁻⁶ mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 14

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(640middot10⁻⁶) = 519

pH = 1400 ndash 519 = 881

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se a anilina fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten de concen-tracioacuten 01 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 01 = 13 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

b) O aacutecido conxugado da anilina eacute un aacutecido porque en disolucioacuten acuosa cederiacutea hidroxenioacutens aacute auga

C₆H₅NH₃⁺(aq) C₆H₅NH₂(aq) + H⁺(aq)

A expresioacuten da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina eacute

K a=[C6 H5 NH2]emiddot [H

+]e[C6 H 5 NH3

+]e

Se multiplicamos a constante de basicidade da anilina pola constante de acidez do seu aacutecido conxugado obtemos

K b middotK a=[C6 H5 NH3

+]e middot[OH-]e[C6 H5 NH2]e

middot[C6 H5 NH2]emiddot [H

+]e[C6 H5 NH3

+]e=[OH-]e middot [H+]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

K a=K w

K b

=100 middot10minus14

410 middot10minus10=244 middot10minus5

7 a) Qe concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amonQuiacuteaco para que o seu pH sexa de 1035b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenDato K(NH₃) =178middot10⁻⁵ (PAU Set 13)Rta a) [NH₃]₀ = 304middot10⁻sup3 moldmsup3 b) α = 737

Datos Cifras signifficativas 3

pH da disolucioacuten de amoniacuteaco pH = 1035

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten da disolucioacuten de amoniacuteaco [NH₃]₀

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 10

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) A partir do pH podemos calcular o pOH

pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365

e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio

[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que

x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= (224 middot 10minus4)2

(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5

Despexando c₀

c 0=(224middot10minus4)2

178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3

b) O grao de disociacioacuten α eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 224 middot10minus4 mol dm3

304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737

Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11

8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142

Datos Cifras signifficativas 3

Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃

Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa

Temperatura T = 10 deg = 283 K

Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco

n (NH3)=p middot VR middot T

= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3

831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )

A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12

[NH3]=n(NH3)

V D

=172 mol NH3

450 dm3 D=0382 mol dm3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= x middotx

(0382minusx )=178middot 10minus5

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3

que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 261 middot10minus3 mol dm3

0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068

Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)

[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 1400

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258

pH = 14 ndash 258 = 1142

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten

(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22

Datos Cifras signifficativas 3

Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3

Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13

Inficoacutegnitas

Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

Soluficioacuten

a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga

[HA ]0=0100 mol HA

0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D

O grao de disociacioacuten α eacute

α=n d

n0

Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado

n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc

1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc

cunha concentracioacuten

[HA ]d=150 middot103 mol HA

0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3

A ecuacioacuten eacute

HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻

[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3

0394=914 middot 10minus5

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14

10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico

(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27

c) Kₐ = 20middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Temperatura T = 25 deg = 298 K

Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3

Inficoacutegnitas

Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) e b) Disociaacuteronse

[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =

= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc

mol CH3 ndash COOH inic middot020

mol CH3ndash COOH inic

dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc

dm3 disolucioacuten

Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa

[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga

pH + pOH = 14

Primeiro calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272

pOH = 1400 ndash 272 = 1128

[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3

c) A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3

020=20 middot10minus5

Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado

11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios

para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)

Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3

Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130

Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3

Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de aacutecido disociado n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Disociaacuteronse

[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic

middot 00106 0mol HA inic

dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc

dm3 disolucioacuten

Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

130 middot10minus3 middot130 middot10minus3

00086 7=19 middot10minus4

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289

c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute

HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)

O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute

V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA

1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH

1 mol HAmiddot

1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH

=50middot 10minus3 dm3 D NaOH

V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3

12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten

oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico

(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17

Datos Cifras signifficativas 2

Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3

pH da disolucioacuten pH = 200

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ

Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=

[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e

[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]

Soluficioacuten

a) Como pH = ndashlog[H⁺]

20 = ndashlog[H⁺]

[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3

b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute

[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)

V=

030 mol CH3minusCOOH

0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D

Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3

Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 001 middot001

60=17middot 10minus5

loz CUESTIOacuteNS

1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺

(PAU Set 11)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18

Soluficioacuten

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno

Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺

Aacutecido radic radic radic

Base radic radic

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia

2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base

(PAU Xuntildeo 16)

Soluficioacuten

b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

base aacutecido aacutecido conx base conx

Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos

HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

aacutecido base base conx aacutecido conx

Ceden ioacutens hidroacutexeno

3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 15)

Soluficioacuten

CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19

4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 11)

Soluficioacuten

a)

CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺

NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺

NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺

CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN

5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)

(PAU Set 13)

Soluficioacuten

a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)

6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base

conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)

Soluficioacuten

a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
Page 10: QQuímica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E BASESteleformacion.edu.aytolacoruna.es/ELVINAF2B8fb2/... · QQuímica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E BASES PROBLEMAS ÁCIDO/BASE DÉBIL

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 10

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) A partir do pH podemos calcular o pOH

pOH = 14 ndash pH = 14 ndash 1035 = 365

e de aquiacute a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido no equilibrio

[OH⁻]ₑ = 10⁻pOH = 10⁻sup3⁶⁵ = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten de amoniacuteaco antes de disociarse e x aacute concentracioacuten de amoniacuteaco que se disocia

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial c₀ 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ ndash x x 224middot10⁻⁴ moldmsup3queda que

x = 224middot10⁻⁴ moldmsup3

A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= (224 middot 10minus4)2

(c 0minus224 middot10minus4)=178 middot10minus5

Despexando c₀

c 0=(224middot10minus4)2

178middot 10minus5 +224 middot10minus4=304middot 10minus3 mol dm3

b) O grao de disociacioacuten α eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 224 middot10minus4 mol dm3

304 middot10minus3 mol dm3=00736 7=737

Anaacutelise O amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e estaacute soacute parcialmente disociada

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11

8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142

Datos Cifras signifficativas 3

Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃

Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa

Temperatura T = 10 deg = 283 K

Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco

n (NH3)=p middot VR middot T

= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3

831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )

A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12

[NH3]=n(NH3)

V D

=172 mol NH3

450 dm3 D=0382 mol dm3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= x middotx

(0382minusx )=178middot 10minus5

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3

que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 261 middot10minus3 mol dm3

0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068

Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)

[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 1400

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258

pH = 14 ndash 258 = 1142

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten

(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22

Datos Cifras signifficativas 3

Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3

Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13

Inficoacutegnitas

Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

Soluficioacuten

a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga

[HA ]0=0100 mol HA

0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D

O grao de disociacioacuten α eacute

α=n d

n0

Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado

n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc

1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc

cunha concentracioacuten

[HA ]d=150 middot103 mol HA

0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3

A ecuacioacuten eacute

HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻

[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3

0394=914 middot 10minus5

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14

10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico

(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27

c) Kₐ = 20middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Temperatura T = 25 deg = 298 K

Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3

Inficoacutegnitas

Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) e b) Disociaacuteronse

[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =

= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc

mol CH3 ndash COOH inic middot020

mol CH3ndash COOH inic

dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc

dm3 disolucioacuten

Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa

[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga

pH + pOH = 14

Primeiro calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272

pOH = 1400 ndash 272 = 1128

[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3

c) A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3

020=20 middot10minus5

Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado

11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios

para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)

Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3

Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130

Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3

Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de aacutecido disociado n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Disociaacuteronse

[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic

middot 00106 0mol HA inic

dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc

dm3 disolucioacuten

Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

130 middot10minus3 middot130 middot10minus3

00086 7=19 middot10minus4

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289

c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute

HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)

O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute

V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA

1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH

1 mol HAmiddot

1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH

=50middot 10minus3 dm3 D NaOH

V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3

12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten

oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico

(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17

Datos Cifras signifficativas 2

Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3

pH da disolucioacuten pH = 200

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ

Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=

[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e

[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]

Soluficioacuten

a) Como pH = ndashlog[H⁺]

20 = ndashlog[H⁺]

[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3

b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute

[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)

V=

030 mol CH3minusCOOH

0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D

Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3

Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 001 middot001

60=17middot 10minus5

loz CUESTIOacuteNS

1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺

(PAU Set 11)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18

Soluficioacuten

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno

Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺

Aacutecido radic radic radic

Base radic radic

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia

2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base

(PAU Xuntildeo 16)

Soluficioacuten

b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

base aacutecido aacutecido conx base conx

Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos

HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

aacutecido base base conx aacutecido conx

Ceden ioacutens hidroacutexeno

3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 15)

Soluficioacuten

CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19

4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 11)

Soluficioacuten

a)

CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺

NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺

NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺

CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN

5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)

(PAU Set 13)

Soluficioacuten

a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)

6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base

conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)

Soluficioacuten

a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
Page 11: QQuímica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E BASESteleformacion.edu.aytolacoruna.es/ELVINAF2B8fb2/... · QQuímica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E BASES PROBLEMAS ÁCIDO/BASE DÉBIL

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 11

8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 deg e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calculaa) O grao de disociacioacuten do amonQuiacuteaco na disolucioacutenb) O pH da devandita disolucioacutenDatos R = 0082 atmmiddotdmsup3middotK⁻sup1middotmol⁻sup1 = 831 JmiddotK⁻sup1middotmol⁻sup1 K(NH₃) = 178middot10⁻⁵ (PAU Xuntildeo 10)Rta a) α = 068 b) pH = 1142

Datos Cifras signifficativas 3

Gas Volume V = 200 dmsup3 = 002060 msup3 NH₃

Presioacuten p = 2026 Pa = 2026middot10⁵ Pa

Temperatura T = 10 deg = 283 K

Volume da disolucioacuten VD = 450 dmsup3

Constante de basicidade do NH₃ K = 178middot10⁻⁵

Constante dos gases ideais R = 831 Jmiddotmol⁻sup1middotK⁻sup1

Produto ioacutenico da auga K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

Inficoacutegnitas

Grao de disociacioacuten do NH₃ na disolucioacuten α

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Disolucioacuten D

Concentracioacuten (moldmsup3) de base deacutebil que se disocia x

Cantidade da substancia X n(X)

Cantidade disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de basicidade da base B(OH)(aq) Bᵇ⁺(aq) + b OH⁻(aq) K b=[Bb+]e middot [OHminus]e

b

[B(OH)b]epH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

De estado dos gases ideais p middot V = n middot R middot T

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Supontildeendo comportamento ideal para o gas amoniacuteaco

n (NH3)=p middot VR middot T

= 2026middot105 Pa middot00206 0m 3

831 Jmiddotmolminus1middot Kminus1 middot283 K=172 mol NH3(g )

A concentracioacuten da disolucioacuten seraacute

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12

[NH3]=n(NH3)

V D

=172 mol NH3

450 dm3 D=0382 mol dm3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= x middotx

(0382minusx )=178middot 10minus5

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3

que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 261 middot10minus3 mol dm3

0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068

Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)

[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 1400

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258

pH = 14 ndash 258 = 1142

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten

(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22

Datos Cifras signifficativas 3

Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3

Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13

Inficoacutegnitas

Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

Soluficioacuten

a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga

[HA ]0=0100 mol HA

0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D

O grao de disociacioacuten α eacute

α=n d

n0

Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado

n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc

1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc

cunha concentracioacuten

[HA ]d=150 middot103 mol HA

0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3

A ecuacioacuten eacute

HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻

[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3

0394=914 middot 10minus5

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14

10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico

(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27

c) Kₐ = 20middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Temperatura T = 25 deg = 298 K

Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3

Inficoacutegnitas

Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) e b) Disociaacuteronse

[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =

= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc

mol CH3 ndash COOH inic middot020

mol CH3ndash COOH inic

dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc

dm3 disolucioacuten

Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa

[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga

pH + pOH = 14

Primeiro calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272

pOH = 1400 ndash 272 = 1128

[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3

c) A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3

020=20 middot10minus5

Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado

11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios

para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)

Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3

Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130

Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3

Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de aacutecido disociado n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Disociaacuteronse

[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic

middot 00106 0mol HA inic

dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc

dm3 disolucioacuten

Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

130 middot10minus3 middot130 middot10minus3

00086 7=19 middot10minus4

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289

c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute

HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)

O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute

V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA

1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH

1 mol HAmiddot

1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH

=50middot 10minus3 dm3 D NaOH

V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3

12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten

oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico

(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17

Datos Cifras signifficativas 2

Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3

pH da disolucioacuten pH = 200

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ

Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=

[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e

[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]

Soluficioacuten

a) Como pH = ndashlog[H⁺]

20 = ndashlog[H⁺]

[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3

b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute

[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)

V=

030 mol CH3minusCOOH

0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D

Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3

Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 001 middot001

60=17middot 10minus5

loz CUESTIOacuteNS

1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺

(PAU Set 11)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18

Soluficioacuten

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno

Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺

Aacutecido radic radic radic

Base radic radic

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia

2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base

(PAU Xuntildeo 16)

Soluficioacuten

b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

base aacutecido aacutecido conx base conx

Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos

HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

aacutecido base base conx aacutecido conx

Ceden ioacutens hidroacutexeno

3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 15)

Soluficioacuten

CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19

4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 11)

Soluficioacuten

a)

CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺

NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺

NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺

CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN

5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)

(PAU Set 13)

Soluficioacuten

a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)

6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base

conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)

Soluficioacuten

a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
Page 12: QQuímica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E BASESteleformacion.edu.aytolacoruna.es/ELVINAF2B8fb2/... · QQuímica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E BASES PROBLEMAS ÁCIDO/BASE DÉBIL

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 12

[NH3]=n(NH3)

V D

=172 mol NH3

450 dm3 D=0382 mol dm3

Como o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

Concentracioacuten NH₃ NH₄⁺ OH⁻

[X]₀ inicial 0382 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0382 ndash x x x moldmsup3A constante de equilibrio K eacute

K b=[NH4

+]emiddot [OH -]e[NH3]e

= x middotx

(0382minusx )=178middot 10minus5

Se en primeira aproximacioacuten consideramos desprezable x fronte a 0382 a ecuacioacuten reduacutecese a

x=radic0382 middot178 middot10minus5=261middot 10minus3 mol dm3

que comparada con 0382 eacute desprezableO grao de disociacioacuten eacute

α=[NH3]d[NH3]0

= 261 middot10minus3 mol dm3

0382 mol dm3 =682 middot10minus3=068

Anaacutelise O grao de disociacioacuten eacute moi pequeno polo que a aproximacioacuten feita para calcular a concentracioacuten di-sociada eacute aceptable Tameacuten eacute compatible co dato de que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil e por tanto debilmente disociadab)

[OH⁻]ₑ = x = 261middot10⁻sup3 mol OH⁻ dmsup3

Aiacutenda que se pode calcular a [H⁺] a partir do equilibrio de ionizacioacuten da auga

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100 middot10⁻sup1⁴

resulta maacuteis sinxelo calcular o pH da relacioacuten

pK = pH + pOH = 1400

que se obteacuten da anterior sen maacuteis que aplicar logaritmos e usar as defnicioacutens de pH e pOH

pOH = ndashlog[OH⁻] = ndashlog(261middot10⁻sup3) = 258

pH = 14 ndash 258 = 1142

Anaacutelise Este pH eacute consistente co esperado Se o amoniacuteaco fose unha base forte o pH dunha disolucioacuten asymp 05 moldmsup3 seriacutea pH asymp 14 + log 05 asymp 133 Unha base deacutebil teraacute un pH menos baacutesico maacuteis proacuteximo a 7

9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ionQuiacutezase ao 15 calculaa) A constante de ionizacioacuten do aacutecidob) O pH da disolucioacuten

(PAU Set 06)Rta a) Kₐ = 91middot10⁻⁵ b) pH = 22

Datos Cifras signifficativas 3

Cantidade (moles) de aacutecido monoproacutetico n(HA)₀ = 0100 moldmsup3

Volume da disolucioacuten V = 250 cmsup3 = 0250 dmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido α = 150 = 150middot10⁻sup2

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13

Inficoacutegnitas

Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

Soluficioacuten

a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga

[HA ]0=0100 mol HA

0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D

O grao de disociacioacuten α eacute

α=n d

n0

Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado

n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc

1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc

cunha concentracioacuten

[HA ]d=150 middot103 mol HA

0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3

A ecuacioacuten eacute

HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻

[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3

0394=914 middot 10minus5

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14

10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico

(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27

c) Kₐ = 20middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Temperatura T = 25 deg = 298 K

Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3

Inficoacutegnitas

Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) e b) Disociaacuteronse

[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =

= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc

mol CH3 ndash COOH inic middot020

mol CH3ndash COOH inic

dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc

dm3 disolucioacuten

Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa

[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga

pH + pOH = 14

Primeiro calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272

pOH = 1400 ndash 272 = 1128

[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3

c) A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3

020=20 middot10minus5

Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado

11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios

para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)

Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3

Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130

Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3

Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de aacutecido disociado n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Disociaacuteronse

[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic

middot 00106 0mol HA inic

dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc

dm3 disolucioacuten

Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

130 middot10minus3 middot130 middot10minus3

00086 7=19 middot10minus4

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289

c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute

HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)

O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute

V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA

1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH

1 mol HAmiddot

1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH

=50middot 10minus3 dm3 D NaOH

V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3

12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten

oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico

(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17

Datos Cifras signifficativas 2

Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3

pH da disolucioacuten pH = 200

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ

Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=

[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e

[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]

Soluficioacuten

a) Como pH = ndashlog[H⁺]

20 = ndashlog[H⁺]

[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3

b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute

[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)

V=

030 mol CH3minusCOOH

0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D

Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3

Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 001 middot001

60=17middot 10minus5

loz CUESTIOacuteNS

1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺

(PAU Set 11)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18

Soluficioacuten

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno

Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺

Aacutecido radic radic radic

Base radic radic

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia

2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base

(PAU Xuntildeo 16)

Soluficioacuten

b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

base aacutecido aacutecido conx base conx

Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos

HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

aacutecido base base conx aacutecido conx

Ceden ioacutens hidroacutexeno

3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 15)

Soluficioacuten

CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19

4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 11)

Soluficioacuten

a)

CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺

NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺

NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺

CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN

5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)

(PAU Set 13)

Soluficioacuten

a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)

6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base

conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)

Soluficioacuten

a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 13

Inficoacutegnitas

Constante de ionizacioacuten do aacutecido Kₐ

pH da disolucioacuten pH

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

Soluficioacuten

a) A concentracioacuten molar inicial do aacutecido eacute supontildeendo que o volume de disolucioacuten eacute o mesmo que o de auga

[HA ]0=0100 mol HA

0250 dm3 =0400 mol AHdm3 D

O grao de disociacioacuten α eacute

α=n d

n0

Do grao de ionizacioacuten calcuacutelase a cantidade de aacutecido disociado

n(HA) = α middot n₀(HA) = 150middot 10minus2 mol HA disoc

1 mol HA inic middot 0100 mol HA inic =150middot10minus3 mol HA disoc

cunha concentracioacuten

[HA ]d=150 middot103 mol HA

0250 dm3 =600 middot10minus3 mol dm3

A ecuacioacuten eacute

HA(aq) H⁺(aq) + A ⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A ⁻

[X]₀ inicial 0400 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 600middot10⁻sup3 rarr 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 0400 ndash 600middot10⁻sup3 = 0394 600middot10⁻sup3 600middot10⁻sup3 moldmsup3A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

600 middot10minus3 middot 600 middot10minus3

0394=914 middot 10minus5

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(600middot10⁻sup3) = 222

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14

10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico

(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27

c) Kₐ = 20middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Temperatura T = 25 deg = 298 K

Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3

Inficoacutegnitas

Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) e b) Disociaacuteronse

[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =

= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc

mol CH3 ndash COOH inic middot020

mol CH3ndash COOH inic

dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc

dm3 disolucioacuten

Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa

[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga

pH + pOH = 14

Primeiro calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272

pOH = 1400 ndash 272 = 1128

[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3

c) A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3

020=20 middot10minus5

Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado

11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios

para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)

Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3

Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130

Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3

Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de aacutecido disociado n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Disociaacuteronse

[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic

middot 00106 0mol HA inic

dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc

dm3 disolucioacuten

Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

130 middot10minus3 middot130 middot10minus3

00086 7=19 middot10minus4

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289

c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute

HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)

O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute

V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA

1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH

1 mol HAmiddot

1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH

=50middot 10minus3 dm3 D NaOH

V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3

12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten

oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico

(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17

Datos Cifras signifficativas 2

Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3

pH da disolucioacuten pH = 200

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ

Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=

[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e

[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]

Soluficioacuten

a) Como pH = ndashlog[H⁺]

20 = ndashlog[H⁺]

[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3

b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute

[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)

V=

030 mol CH3minusCOOH

0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D

Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3

Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 001 middot001

60=17middot 10minus5

loz CUESTIOacuteNS

1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺

(PAU Set 11)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18

Soluficioacuten

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno

Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺

Aacutecido radic radic radic

Base radic radic

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia

2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base

(PAU Xuntildeo 16)

Soluficioacuten

b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

base aacutecido aacutecido conx base conx

Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos

HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

aacutecido base base conx aacutecido conx

Ceden ioacutens hidroacutexeno

3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 15)

Soluficioacuten

CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19

4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 11)

Soluficioacuten

a)

CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺

NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺

NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺

CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN

5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)

(PAU Set 13)

Soluficioacuten

a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)

6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base

conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)

Soluficioacuten

a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
Page 14: QQuímica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E BASESteleformacion.edu.aytolacoruna.es/ELVINAF2B8fb2/... · QQuímica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E BASES PROBLEMAS ÁCIDO/BASE DÉBIL

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 14

10 A 25 deg o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 000955 Calculaa) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibriob) O pHc) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico

(PAU Set 05)Rta a) [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 19middot10⁻sup3 moldmsup3 [OH⁻]ₑ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3 b) pH = 27

c) Kₐ = 20middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Temperatura T = 25 deg = 298 K

Concentracioacuten de aacutecido etanoico [CH₃ndashCOOH]₀ = 020 moldmsup3

Grao de disociacioacuten do aacutecido etanoico α = 000965 = 95middot10⁻sup3

Inficoacutegnitas

Concentracioacutens dos ioacutens [CH₃ndashCOO⁻]ₑ [H⁺]ₑ [OH⁻]ₑ

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de substancia disociada n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) e b) Disociaacuteronse

[CH₃ndashCOOH] = α middot [CH₃ndashCOOH]₀ =

= 95middot10minus3 mol CH3 ndashCOOH disoc

mol CH3 ndash COOH inic middot020

mol CH3ndash COOH inic

dm3 disolucioacuten=19 middot10minus3 mol CH3ndash COOH disoc

dm3 disolucioacuten

Como o aacutecido etanoico eacute un aacutecido deacutebil disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 020 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 20middot10⁻sup3 rarr 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa

[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga

pH + pOH = 14

Primeiro calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272

pOH = 1400 ndash 272 = 1128

[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3

c) A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3

020=20 middot10minus5

Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado

11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios

para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)

Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3

Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130

Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3

Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de aacutecido disociado n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Disociaacuteronse

[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic

middot 00106 0mol HA inic

dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc

dm3 disolucioacuten

Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

130 middot10minus3 middot130 middot10minus3

00086 7=19 middot10minus4

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289

c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute

HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)

O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute

V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA

1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH

1 mol HAmiddot

1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH

=50middot 10minus3 dm3 D NaOH

V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3

12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten

oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico

(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17

Datos Cifras signifficativas 2

Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3

pH da disolucioacuten pH = 200

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ

Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=

[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e

[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]

Soluficioacuten

a) Como pH = ndashlog[H⁺]

20 = ndashlog[H⁺]

[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3

b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute

[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)

V=

030 mol CH3minusCOOH

0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D

Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3

Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 001 middot001

60=17middot 10minus5

loz CUESTIOacuteNS

1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺

(PAU Set 11)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18

Soluficioacuten

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno

Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺

Aacutecido radic radic radic

Base radic radic

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia

2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base

(PAU Xuntildeo 16)

Soluficioacuten

b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

base aacutecido aacutecido conx base conx

Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos

HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

aacutecido base base conx aacutecido conx

Ceden ioacutens hidroacutexeno

3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 15)

Soluficioacuten

CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19

4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 11)

Soluficioacuten

a)

CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺

NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺

NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺

CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN

5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)

(PAU Set 13)

Soluficioacuten

a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)

6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base

conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)

Soluficioacuten

a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 15

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]ₑ no equilibrio 020 ndash 20middot10⁻sup3 = 020 20middot10⁻sup3 20middot10⁻sup3 moldmsup3

As concentracioacutens de ioacutens acetato e hidroxenioacutens saacutecanse da taacuteboa

[CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

[H⁺]ₑ = 20middot10⁻sup3 moldmsup3

A concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido deduacutecense da constante do produto ioacutenico da auga

pH + pOH = 14

Primeiro calcuacutelase o pH

pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(20middot10⁻sup3) = 272

pOH = 1400 ndash 272 = 1128

[OH⁻] = 10⁻pOH = 10⁻sup1sup1sup2⁸ = 53middot10⁻sup1sup2 moldmsup3

c) A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 20 middot10minus3 middot20 middot10minus3

020=20 middot10minus5

Anaacutelise No caso de empregarse maacuteis cifras signifcativas o valor da constante seriacutea 182middot10⁻⁵ maacuteis semellante ao valor tabulado

11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calculaa) A constante de ionizacioacutenb) O pH da disolucioacutenc) Qe volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios

para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior(PAU Xuntildeo 04)

Rta a) Kₐ = 19middot10⁻⁴ b) pH = 29 c) V = 5 cmsup3 D NaOH

Datos Cifras signifficativas 3

Concentracioacuten de aacutecido deacutebil monoproacutetico HA [HA]₀ = 001060 moldmsup3

Grao de ionizacioacuten do aacutecido α = 130 = 0130

Concentracioacuten do hidroacutexido de sodio [NaOH] = 002060 moldmsup3

Volume de aacutecido que se debe neutralizar Vₐ = 100 cmsup3

Inficoacutegnitas

pH da disolucioacuten pH

Constante de acidez Kₐ

Volume de NaOH que neutralizan 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido V

Outros siacutembolos

Concentracioacuten (moldmsup3) de aacutecido deacutebil que se disocia x

Cantidade de aacutecido disociado n

Cantidade inicial n₀

Concentracioacuten da substancia X [X]

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Disociaacuteronse

[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic

middot 00106 0mol HA inic

dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc

dm3 disolucioacuten

Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

130 middot10minus3 middot130 middot10minus3

00086 7=19 middot10minus4

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289

c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute

HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)

O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute

V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA

1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH

1 mol HAmiddot

1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH

=50middot 10minus3 dm3 D NaOH

V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3

12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten

oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico

(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17

Datos Cifras signifficativas 2

Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3

pH da disolucioacuten pH = 200

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ

Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=

[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e

[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]

Soluficioacuten

a) Como pH = ndashlog[H⁺]

20 = ndashlog[H⁺]

[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3

b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute

[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)

V=

030 mol CH3minusCOOH

0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D

Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3

Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 001 middot001

60=17middot 10minus5

loz CUESTIOacuteNS

1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺

(PAU Set 11)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18

Soluficioacuten

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno

Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺

Aacutecido radic radic radic

Base radic radic

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia

2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base

(PAU Xuntildeo 16)

Soluficioacuten

b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

base aacutecido aacutecido conx base conx

Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos

HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

aacutecido base base conx aacutecido conx

Ceden ioacutens hidroacutexeno

3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 15)

Soluficioacuten

CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19

4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 11)

Soluficioacuten

a)

CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺

NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺

NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺

CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN

5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)

(PAU Set 13)

Soluficioacuten

a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)

6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base

conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)

Soluficioacuten

a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

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A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

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ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

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SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
Page 16: QQuímica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E BASESteleformacion.edu.aytolacoruna.es/ELVINAF2B8fb2/... · QQuímica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E BASES PROBLEMAS ÁCIDO/BASE DÉBIL

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 16

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido HₐA(aq) a H⁺(aq) + Aᵃ⁻(aq) K a=[H+]e

a middot [Aaminus]e[Ha A]e

pH pH = ndashlog[H⁺]

pOH pOH = ndashlog[OH⁻]

Produto ioacutenico da auga pH + pOH = 14

Grao de disociacioacuten α=n d

n0

=[s ]d[s]0

Soluficioacuten

a) Disociaacuteronse

[HA ]d=α middot [HA]0=0130mol HA disocmol HA inic

middot 00106 0mol HA inic

dm3 disolucioacuten=130middot 10minus3 mol HA disoc

dm3 disolucioacuten

Un aacutecido deacutebil monoproacutetico disociarase en auga segundo a ecuacioacuten

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 001060 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 001060 ndash 130middot10⁻sup3 = 000867 130middot10⁻sup3 130middot10⁻sup3 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

130 middot10minus3 middot130 middot10minus3

00086 7=19 middot10minus4

b) pH = ndashlog[H⁺] = ndashlog(130middot10⁻sup3) = 289

c) A reaccioacuten de neutralizacioacuten entre o aacutecido monoproacutetico HA e o hidroacutexido de sodio NaOH eacute

HA(aq) + NaOH(aq) rarr NaA(aq) + H₂O(aq)

O volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002060 moldmsup3 de NaOH necesario para neutralizar 100 cmsup3 de disolucioacuten de HA eacute

V=100 middot10minus3 dm3 D HA middot00106 0mol HA

1 dm3 D HAmiddot1 mol NaOH

1 mol HAmiddot

1 dm3 D NaOH00206 0mol NaOH

=50middot 10minus3 dm3 D NaOH

V = 50 cmsup3 D NaOH 002060 moldmsup3

12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 molesdeste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten

oxonio)b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico

(PAU Xuntildeo 06)Rta a) [H⁺]ₑ = 001 moldmsup3 b) Kₐ = 17middot10⁻⁵

Datos Cifras signifficativas 2

Cantidade de aacutecido aceacutetico n(CH₃ndashCOOH) = 030 mol

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17

Datos Cifras signifficativas 2

Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3

pH da disolucioacuten pH = 200

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ

Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=

[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e

[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]

Soluficioacuten

a) Como pH = ndashlog[H⁺]

20 = ndashlog[H⁺]

[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3

b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute

[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)

V=

030 mol CH3minusCOOH

0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D

Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3

Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 001 middot001

60=17middot 10minus5

loz CUESTIOacuteNS

1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺

(PAU Set 11)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18

Soluficioacuten

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno

Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺

Aacutecido radic radic radic

Base radic radic

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia

2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base

(PAU Xuntildeo 16)

Soluficioacuten

b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

base aacutecido aacutecido conx base conx

Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos

HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

aacutecido base base conx aacutecido conx

Ceden ioacutens hidroacutexeno

3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 15)

Soluficioacuten

CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19

4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 11)

Soluficioacuten

a)

CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺

NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺

NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺

CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN

5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)

(PAU Set 13)

Soluficioacuten

a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)

6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base

conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)

Soluficioacuten

a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 17

Datos Cifras signifficativas 2

Volume de disolucioacuten V = 0050 dmsup3 = 0050 dmsup3

pH da disolucioacuten pH = 200

Inficoacutegnitas

Concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno [H⁺]ₑ

Constante de acidez do aacutecido aceacutetico Kₐ

Concentracioacuten da substancia X [X]

Eficuaficioacutens

Constante de acidez do aacutecido aceacuteticoCH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq) K a=

[CH3minusCOOminus]emiddot [H+ ]e

[CH3minusCOOH ]epH pH = ndashlog[H⁺]

Soluficioacuten

a) Como pH = ndashlog[H⁺]

20 = ndashlog[H⁺]

[H⁺]ₑ = 10⁻sup2⁰ = 1middot10⁻sup2 moldmsup3 = 001 moldmsup3

b) A concentracioacuten inicial (antes de disociarse) de aacutecido aceacutetico eacute

[CH3minusCOOH ]0=n (CH3 COOH)

V=

030 mol CH3minusCOOH

0050 dm3 D=60 mol CH3COOH dm3 D

Da estequiometriacutea da reaccioacuten de disociacioacuten

CH₃ndashCOOH(aq) H⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

deduacutecese que a concentracioacuten de aacutecido aceacutetico disociado [CH₃ndashCOOH] eacute a mesma que a de ioacutens hidroacutexenoproducidos [H⁺]ₑ e a de ioacutens acetato [CH₃ndashCOO⁻]ₑ

[CH₃ndashCOOH] = [H⁺]ₑ = [CH₃ndashCOO⁻]ₑ = 001 moldmsup3

Escribindo nunha taacuteboa as concentracioacutens de cada especie

Concentracioacuten CH₃ndashCOOH H⁺ CH₃ndashCOO⁻

[X]₀ inicial 60 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada 001 rarr 001 001 moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 60 ndash 001 = 60 001 001 moldmsup3

A constante de equilibrio Kₐ eacute

K a=[CH3minusCOOminus]emiddot [H

+ ]e[CH3minusCOOH ]e

= 001 middot001

60=17middot 10minus5

loz CUESTIOacuteNS

1 Indica segundo a teorQuiacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute comoaacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-basea) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺

(PAU Set 11)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18

Soluficioacuten

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno

Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺

Aacutecido radic radic radic

Base radic radic

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia

2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base

(PAU Xuntildeo 16)

Soluficioacuten

b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

base aacutecido aacutecido conx base conx

Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos

HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

aacutecido base base conx aacutecido conx

Ceden ioacutens hidroacutexeno

3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 15)

Soluficioacuten

CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19

4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 11)

Soluficioacuten

a)

CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺

NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺

NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺

CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN

5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)

(PAU Set 13)

Soluficioacuten

a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)

6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base

conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)

Soluficioacuten

a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 18

Soluficioacuten

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexeno

Substancia CO₃sup2⁻ HPO₄sup2⁻ H₃O⁺ NH₄⁺

Aacutecido radic radic radic

Base radic radic

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) PO₄sup3⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

HPO₄sup2⁻(aq) + H₂O(l) H₂PO₄⁻(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A reaccioacuten aacutecido-base do ioacuten oxonio (H₃O⁺) seriacutea a cesioacuten do ioacuten hidroacutexeno H⁺ a outra moleacutecula de auga pero como os produtos da reaccioacuten son os mesmos que os reactivos non eacute unha reaccioacuten quiacutemica nada cambia

2 b) Utilizando a teorQuiacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolu-cioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base

(PAU Xuntildeo 16)

Soluficioacuten

b) A teoriacutea de Broumlnsted e Lowry clasifca as substancias como acedas ou baacutesicas pola suacutea tendencia a ceder ou gantildear ioacutens hidroacutexenoCO₃sup2⁻ baacutesica A suacutea reaccioacuten cunha substancia anfoacutetera como a auga seriacutea

CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

base aacutecido aacutecido conx base conx

Acepta un ioacuten hidroacutexenoHCl e NH₄⁺ aacutecidos

HCl(aq) + H₂O(l) Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

aacutecido base base conx aacutecido conx

Ceden ioacutens hidroacutexeno

3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amonQuiacutea-co Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 15)

Soluficioacuten

CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃⁺(aq) + OH⁻(aq)

Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃NH₂ H₂O OH⁻ CH₃NH₂ CH₃NH₃⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19

4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 11)

Soluficioacuten

a)

CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺

NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺

NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺

CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN

5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)

(PAU Set 13)

Soluficioacuten

a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)

6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base

conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)

Soluficioacuten

a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 19

4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quQuiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻b) Indica os pares aacutecidobase conxugados

(PAU Xuntildeo 11)

Soluficioacuten

a)

CH₃COOH(aq) + H₂O(l) CH₃COO⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

CN⁻(aq) + H₂O(l) HCN(aq) + OH⁻(aq)

Na defnicioacuten aacutecido-base de Broumlnsted-Lowry un aacutecido eacute a substancia que cede un ioacuten hidroacutexeno a unha base sendo os produtos da reaccioacuten as suacuteas especies conxugadas Un proceso aacutecido-base eacute soacute un intercam-bio de ioacutens hidroacutexenob)Substancia Aacutecido Base conxugada Base Aacutecido conxugado

CH₃COOH CH₃COOH CH₃COO⁻ H₂O H₃O⁺

NH₃ H₂O OH⁻ NH₃ NH₄⁺

NH₄⁺ NH₄⁺ NH₃ H₂O H₃O⁺

CN⁻ H₂O OH⁻ CN⁻ HCN

5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-basea) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l) b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)

(PAU Set 13)

Soluficioacuten

a) HCl(aq) + OH⁻(aq) Cl⁻(aq) + H₂O(l)O ioacuten cloruro Cl⁻ eacute a base conxugada do aacutecido clorhiacutedrico HClO H₂O eacute o aacutecido conxugado da base OH⁻ (ioacuten hidroacutexido)b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten hidroxenocarbonato HCO₃⁻ eacute o aacutecido conxugado da base CO₃sup2⁻ (ioacuten carbonato)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)c) HNO₃(aq) + H₂O(l) NO₃⁻(aq) + H₃O⁺(aq)O ioacuten nitrato NO₃⁻ eacute a base conxugada do aacutecido niacutetrico HNO₃O ioacuten oxonio H₃O⁺ eacute o aacutecido conxugado da base H₂O (auga)d) NH₃(aq) + H₂O(l) NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)O ioacuten amonio NH₄⁺ eacute o aacutecido conxugado da base NH₃ (amoniacuteaco)O ioacuten hidroacutexido (OH⁻) eacute a base conxugada do aacutecido H₂O (auga)

6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correctaa) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base

conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga(PAU Xuntildeo 14)

Soluficioacuten

a) Verdadeira Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hi-droacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 20

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴

7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacuteci-do deacutebil HA son correctasa) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguaisb) O pH da disolucioacuten eacute 1

(PAU Xuntildeo 12)

Soluficioacuten

a) Aproximadamente correcta Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexeno uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

Da estequiometriacutea da reaccioacuten vese que as cantidades dos ioacutens A⁻ e H₃O⁺ no equilibrio son as mesmasPero ademais deste proceso de disociacioacuten tameacuten ocorre a disociacioacuten da auga

2 H₂O(l) OH⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

que tameacuten produce ioacutens oxonio aiacutenda que en moita menor cantidade A constante de ionizacioacuten da auga vale K = 1middot10⁻sup1⁴ mentres que a constante de acidez dun aacutecido como o aceacutetico eacute da orde de 10⁻⁵ A concen-tracioacuten de ioacutens oxonio achegados pola auga no medio aacutecido eacute desprezable fronte aos que produce o aacutecido deacutebil A afrmacioacuten eacute aproximadamente correcta pero non o eacute estritamente

b) Incorrecta Unha disolucioacuten de aacutecido forte de concentracioacuten 01 moldmsup3 produciriacutea unha concentracioacuten de ioacutens oxonio tameacuten 01 moldmsup3 ao estar totalmente disociado

HA(aq) + H₂O(l) rarr A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

polo que o pH seriacutea 1

pH = -log[H⁺] = -log[H₃O⁺] = -log 01 = 1

Pero un aacutecido deacutebil estaacute parcialmente ionizado a concentracioacuten de ioacutens oxonio seriacutea menor que 01 moldmsup3 e o pH maior que 1

Concentracioacuten HA H₃O⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 21

Se a constante de acidez do aacutecido deacutebil eacute Kₐ a concentracioacuten x de ioacutens oxonio no equilibrio obtense

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

x middot x01minusx

= x 2

01minusx

Se a concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado fose desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3

xasympradicK a middot 01

Un valor da constante de acidez como a do aacutecido aceacutetico Kₐ asymp 10⁻⁵ dariacutea unha concentracioacuten

x asymp 10⁻sup3 moldmsup3

e un pH asymp 3

8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutensacuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 deg Undos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha diso-lucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten deCH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifi-que a resposta

(PAU Set 16)

Soluficioacuten

A eacute KCl B eacute HCl e C eacute CH₃CH₂COOHHCl O aacutecido clorhiacutedrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado O seu pH seraacute aacutecido (lt7)CH₃CH₂COOH O aacutecido propanoico tameacuten ten un pH aacutecido pero como eacute un aacutecido deacutebil o seu pH seraacute me-nos aacutecido que o do HClKCl O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte e dunha base forte O seu pH seraacute neutro (7)

9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Ra-zoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte

(PAU Set 14)

Soluficioacuten

a) O aacutecido maacuteis forte eacute HAA forza dun aacutecido miacutedese polo seu grao de disociacioacuten α que depende da constante de acidezAsiacute para un aacutecido HA que se disocia

HA(aq) H⁺(aq) + A⁻(aq)

a constante de acidez eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

O grao de disociacioacuten α eacute a fraccioacuten de aacutecido que se disociou

α=[HA]d[HA ]0

=[H+]e[HA ]0

Se supontildeemos que a concentracioacuten inicial de aacutecido eacute c₀ poacutedese escribirConcentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

Vaso de precipitados A B C

pH 70 15 40

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 22

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Vese que a maior valor da constante de acidez Kₐ maior seraacute o grao de disociacioacuten α

10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as se-guintes afirmacioacutensa) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugadab) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante

(PAU Set 12)

Soluficioacuten

a) Falsa Cando un aacutecido HA deacutebil disoacutelvese en auga ioniacutezase parcialmente en ioacutens A⁻ e H⁺ O ioacuten hidroacutexe-no uacutenese a unha moleacutecula de auga para formar o ioacuten oxonio H₃O⁺

HA(aq) + H₂O(l) A⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

A constante de acidez do aacutecido AH deacutebil en funcioacuten das concentracioacutens eacute

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e

A base conxugada segundo a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry eacute o ioacuten A⁻ En disolucioacutens dos sales do aacutecido HAo ioacuten A atoacutepase en equilibrio que se pode expresar por

A⁻(aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH⁻(aq)

A constante de basicidade desta base eacute

K b=[HA ]emiddot[OHminus]e

[Aminus]e

Se multiplicamos ambas as constantes obtemos

K a middotK b=[Aminus]e middot [H+ ]e

[HA]emiddot[HA ]emiddot [OHminus]e

[Aminus]e=[H+]emiddot [OHminus]e=K w

a constante de ionizacioacuten da auga que vale K = 1middot10⁻sup1⁴ Como a constante de acidez do aacutecido vale 1middot10⁻⁵ a da suacutea base conxugada vale

K b=K w

K a

=1 middot10minus14

1middot10minus5 =1 middot10minus9ltK a

que eacute menor

b) Falsa O grao de disociacioacuten α do aacutecido AH eacute o cociente entre a concentracioacuten de aacutecido disociado e a concentracioacuten inicial

α=[AH]d[AH ]0

=[H+ ]d[AH ]0

Se supontildeemos unha concentracioacuten de aacutecido [HA] = 01 moldmsup3 a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno no equilibrio poacutedese calcular de

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial 01 asymp 0 0 moldmsup3

[X]disociada ou forma-da

x rarr x x moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio 01 ndash x x x moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
Page 23: QQuímica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E BASESteleformacion.edu.aytolacoruna.es/ELVINAF2B8fb2/... · QQuímica P.A.U. ÁCIDOS E BASES 1 ÁCIDOS E BASES PROBLEMAS ÁCIDO/BASE DÉBIL

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 23

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

xmiddot x01minusx

= x2

01minusx=1 middot10minus5

A concentracioacuten x de aacutecido deacutebil disociado eacute desprezable fronte aacute concentracioacuten 01 moldmsup3 x ltlt 01

xasympradic1 middot 10minus5 middot01=1middot10minus3 mol dm3≪01 mol dm3

e o grao de disociacioacuten valeriacutea

α= 1 middot10minus3

01=001=1

Se se diluacutee aacute cuarta parte [HA] = 0025 moldmsup3

x asympradic1 middot 10minus5middot 0025=5middot10minus4 mol dm3≪0025 mol dm3

e o novo grao de disociacioacuten seriacutea

α =5 middot10minus4

0025=005=5

Canto maacuteis diluiacuteda eacute a disolucioacuten maior eacute o grao de disociacioacuten

(Se chamamos c₀ aacute concentracioacuten da disolucioacuten de aacutecido HA a concentracioacuten c de aacutecido disociado poacutedese expresar en funcioacuten de grao α de disociacioacuten como c = α middot c₀ e as concentracioacutens no equilibrio seriacutean

Concentracioacuten HA H⁺ A⁻

[X]₀ inicial c₀ asymp 0 0 moldmsup3

[X] disociada ou formada α middot c₀ rarr α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

[X]ₑ no equilibrio c₀ (1 ndashα) α middot c₀ α middot c₀ moldmsup3

K a=[Aminus]e middot [H+]e

[H A ]e =

(c 0middotα )2

c 0(1minusα)=

c 0 middotα 2

1minusα

Se o grao de disociacioacuten α eacute sufcientemente pequeno α lt 005 = 5 queda

αasympradicK a

c 0

e vese que o grao de disociacioacuten aumenta canto menor sexa a concentracioacuten inicial do aacutecido)

11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacutenacetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido nQuiacutetrico e cloruro de potasioFormula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta

(PAU Set 06)

Soluficioacuten

O aacutecido niacutetrico eacute un aacutecido forte e estaacute totalmente disociado

HNO₃(aq) rarr H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O cloruro de potasio eacute un sal neutra que procede dun aacutecido forte (HCl) e unha base forte (KOH) Os ioacutens cloruro (Cl⁻) e potasio (K⁺) son especies deacutebiles que non poden hidrolizar a augaO acetato de sodio eacute un sal que procede dunha base forte (NaOH) e un aacutecido deacutebil (CH₃ndashCOOH) Disoacuteciase totalmente en auga

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

pero o ioacuten acetato (base conxugada do aacutecido aceacutetico) eacute o sufcientemente forte como para romper as mo-leacuteculas de auga

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) CH₃ndashCOOH(aq) + OH⁻(aq)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 24

dando un pH baacutesico

12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas dea) Acetato de sodio [etanoato de sodio]b) Nitrato de amonio

(PAU Xuntildeo 15 Set 10)

Soluficioacuten

O nitrato de amonio teraacute caraacutecter aacutecidoAo disolverse o nitrato de amonio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NH₄NO₃(aq) rarr NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

O ioacuten nitrato proveacuten dun aacutecido forte (o aacutecido niacutetrico) e o posible equilibrio

NO₃⁻(aq) + H₂O(l) larr OH⁻(aq) + HNO₃(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten amonio proveacuten dunha base deacutebil (o amoniacuteaco) e hidroliacutezase

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens oxonio o que confre aacute disolucioacuten un caraacutecter aacutecido

O acetato de sodio teraacute caraacutecter baacutesicoAo disolverse o acetato de sodio (composto ioacutenico) os seus ioacutens solvataranse e separaranse

NaCH₃ndashCOO(aq) rarr Na⁺(aq) + CH₃ndashCOO⁻(aq)

O ioacuten sodio proveacuten dunha base forte (o hidroacutexido de sodio) e o posible equilibrio

Na⁺(aq) + H₂O(l) larr NaOH(aq) + H₃O⁺(aq)

estaacute totalmente desprazado cara aacute esquerda Non se hidrolizaPero o ioacuten acetato proveacuten dun aacutecido deacutebil (o aacutecido aceacutetico) e hidroliacutezase

CH₃ndashCOO⁻(aq) + H₂O(l) OH⁻(aq) + CH₃ndashCOOH(aq)

Este equilibrio produce exceso de ioacutens hidroacutexido o que daacute aacute disolucioacuten un caraacutecter baacutesicoPor que o aacutecido niacutetrico eacute forte mentres o aacutecido aceacutetico eacute deacutebil Os hidroacutexenos dos aacutecidos estaacuten unidos aos osiacutexenos mediante un enlace covalente OndashH polarizado O⁻δlarrH⁺δ Os outros osiacutexenos unidos ao aacutetomo central (no caso dos aacutecidos niacutetrico) exercen un efecto indutivo que debilita o enlace OH facendo que rompamaacuteis facilmente e a disociacioacuten eacute practicamente completa mentres que no caso do aacutecido aceacutetico eacute moito maacuteis deacutebil posto que soacute ten un osiacutexeno maacuteis e o seu efecto indutivo repaacutertese entre os dous carbonosPor que o hidroacutexido de sodio eacute unha base forte mentres que o amoniacuteaco eacute unha base deacutebil O hidroacutexido de sodio eacute un composto ioacutenico que ao disolverse en auga libera ioacutens hidroacutexido que en disolucioacuten acuosa eacute abase maacuteis forte O amoniacuteaco eacute un composto cun par de electroacutens non enlazantes sobre o nitroacutexeno que compite coa auga os polos aacutetomos de hidroacutexeno soacute unha pequena parte das moleacuteculas de amoniacuteaco conse-guen captar este hidroacutexeno

NH₃ + H₂O [HNH₃]⁺ + [OH]⁻

13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro(PAU Set 14)

Soluficioacuten

b) Ao disolverse en auga o cloruro de amonio produce

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Como o ioacuten NH₄⁺ procede do hidroacutexido de amonio NH₄OH que eacute unha base deacutebil compoacutertase como un aacuteci-do relativamente forte fronte ao auga

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 25

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

A concentracioacuten de ioacutens oxonio na disolucioacuten aumenta e o pH da disolucioacuten seraacute aacutecido

14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaza) Engadir NaCl aacute disolucioacutenb) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten

(PAU Xuntildeo 08)

Soluficioacuten b

O cloruro de amonio eacute un sal electroacutelito que estaacute totalmente ionizado disolto en auga

NH₄Cl(aq) rarr NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq)

O ioacuten amonio eacute o aacutecido conxugado do amoniacuteaco que eacute unha base deacutebil Por tanto o ioacuten amonio reacciona coa auga segundo o equilibrio de hidroacutelise

NH₄⁺(aq) NH₃(aq) + H⁺(aq)

A adicioacuten do ioacuten cloruro non afecta a este equilibrio pero si a de amoniacuteaco que despraza o equilibrio cara aacute formacioacuten de ioacuten amonio A constante de acidez do equilibrio soacute depende da temperatura e se esta non variacutea eacute constante

K a=[NH3]emiddot [H

+]e[NH4

+]e

Se engadimos amoniacuteaco para que Kₐ mantentildea o seu valor ten que diminuiacuter a concentracioacuten de ioacutens hi-droacutexeno e aumentar a de ioacutens amonio O grao de hidroacutelise diminuacutee

loz LABORATORIO

1 Explica detalladamentea) Como prepararQuiacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3

a partir de aacutecido clorhQuiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3b) Como valorarQuiacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes

caacutelculos(PAU Set 06)

Rta a) V = 40 cmsup3 D comercial 500 cmsup3 D preparada b) V = 10 cmsup3 NaOH 10 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

Caacutelculos Para preparar por exemplo 500 cmsup3 (= 0500 dmsup3) de disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl que conteacuten

n(HCl) = 1 [mol HCl dmsup3 D] middot 0500 [dmsup3 D] = 05 mol HCl

Esa cantidade de aacutecido clorhiacutedrico debe esta contida no volume V de clorhiacutedrico comercial que hai que me-dir

V=05 mol HCl365 g HCl1 mol HCl

100 g D38 g HCl

1 cm3 D119 g D

=40 cm3 D (disolucioacuten de HCl comercial)

Se aceptamos as cifras signifcativas do dato a concentracioacuten da disolucioacuten eacute aproximada (1 moldmsup3 en-teacutendese que eacute 1 plusmn 1 moldmsup3) e utilizariacutease material de medida non demasiado precisoProcedemento para concentracioacuten aproximada Miacutedense 40 cmsup3 de disolucioacuten de clorhiacutedrico comercial nunha probeta de 50 cmsup3 veacutertense noutra probeta de 500 cmsup3 e compleacutetase con auga ata os 500 cmsup3 procu-rando que o menisco do liacutequido en ambos os casos estea rasado coa lintildea de medicioacuten O contido paacutesase a un frasco con tapa taacutepase volteacutease varias veces e etiqueacutetase HCl 1 moldmsup3 e a data)Material Probetas de 50 cmsup3 (1) e de 500 cmsup3 (1) frasco con tapa e etiquetas

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 26

Se doutra banda supontildeemos que os datos son maacuteis precisos do que parecen para preparar unha disolu-cioacuten 100 moldmsup3 o material seriacutea de maacuteis precisioacuten e o procedemento seriacutea outroProcedemento para concentracioacuten exacta Eacutenchese unha bureta de 50 cmsup3 con HCl comercial por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 404 cmsup3 sobre un matraz aforado de 500 cmsup3 que conteacuten auga ata a metade e eacutenchese o matraz aforado con auga ata pre-to do aforo As uacuteltimas pingas engaacutedense cun contagotas ata que a parte inferior do menisco estea aacute altura da lintildea de aforo Taacutepase o matraz aforado e volteacutease varias veces para homoxeneizar O contido paacutesase a unfrasco e etiqueacutetase HCl 100 moldmsup3 e a data)Material Bureta de 50 cmsup3 (1) matraz aforado de 500 cmsup3 (1) contagotas frasco con tapa e etiquetas

Para valorar a disolucioacuten 1 moldmsup3 de HCl empregariacutea unha disolucioacuten 100 moldmsup3 de NaOHA reaccioacuten axustada seriacutea

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de HCl 1 moldmsup3 necesitaranse

V=100 cm3 D HCl1 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH100 mol NaOH

=10 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacutencheseunha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un move-mento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caero HCl pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de HClSe os volumes medidos foron 98 99 e 100 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 99 cmsup3 D NaOH

A concentracioacuten da disolucioacuten de HCl calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

[HCl ]=99 cm3 D NaOH

100 cm3 D HCl

1 mol NaOH

100 dm3 D NaOH

1 mol HCl1 mol NaOH

=099 mol HCldm3 D

2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concen-tracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de con-centracioacuten 108 moldmsup3b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior

(PAU Set 14)Rta a) V = 108 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 27

Caacutelculos previos aacute valoracioacuten Para neutralizar 100 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 108 moldmsup3 necesita-ranse

V=100 cm3 D H 2 SO4

108 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2 SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm 3 D NaOH200 mol NaOH

=108 cm3 D NaOH

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten permaneceraacute incolora Eacuten-chese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 200 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlen-meyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que o contido do erlenmeyer adquira unha cor rosada Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 112 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase omatraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacuter-tense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex105 cmsup3) Agora deacuteixase caer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer ata que a fenolfaleiacute-na cambie de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesQuiacutetanse para neutrali-zar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalenciab) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten

(PAU Xuntildeo 14)Rta a) V = 161 cmsup3 D

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) rarr Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 200 cmsup3 de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 necesitaranse

V=200 cm3 D H 2 SO4

0245 mol H2 SO4

1000 cm3 D H2SO4

2 mol NaOH1 mol H2 SO4

1000 cm3 D NaOH0610 mol NaOH

=161 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute sulfa-to de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H`+] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de H₂SO₄ e veacutertense nun ma-traz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 por en-

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 28

cima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 15 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenoschorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 169 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 200 cmsup3 de H₂SO₄ coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromo-timol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 165 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

4 a) Qe volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesQuiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalenciab) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valora-cioacuten

(PAU Set 12)Rta a) V = 20 cmsup3 D NaOH

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Para neutralizar 10 cmsup3 de HCl 020 moldmsup3 necesitaranse

V=10 cm3 D HCl020 mol HCl

1000 cm3 D HCl

1 mol NaOH1 mol HCl

1000 cm3 D NaOH010 mol NaOH

=20 cm3 D NaOH

O pH no punto de equivalencia seraacute 7 xa que teoricamente todo o aacutecido foi neutralizado e soacute haberaacute cloruro de sodio disolto e auga O produto ioacutenico da auga eacute

H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq)

K = [H⁺] middot [OH⁻] = 100middot10⁻sup1⁴

Cando non hai exceso de aacutecido nin de base as concentracioacutens dos ioacutens hidroacutexeno e hidroacutexido son iguais

[H⁺] = [OH⁻]

e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexeno eacute

[H+ ]=radicK w=radic100 middot 10minus14=100 middot10minus7 mol dm3

polo que o pH = -log[H⁺] = 70( Na praacutectica o indicador aacutecido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de pH polo que se usamos o indicador adecuado azul de bromotimol soacute podemos dicir que o pH estaraacute com-prendido entre 6 e 8)

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz er-lenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amare-la Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 010 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 19 cmsup3 sobre o er-lenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pequenos chorros

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 29

mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 202 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o ma-traz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de HCl coa pipeta veacutertense noerlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Co-loacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex197 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicadorvire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

5 Explica como determinarQuiacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico utili-zando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material proce-demento e formulacioacuten dos caacutelculos

(PAU Xuntildeo 07)

Soluficioacuten

Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do cero e aacutebrese a chave ata que a disolu-cioacuten alcance o ceroMiacutedense con outra pipeta 1000 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH 001 moldmsup3 Paacutesanse a un matraz erlenmeyer e engaacutedenselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutena A disolucioacuten debe tomar unha cor rosaColoacutecase o erlenmeyer sobre un papel branco que resalte a cor rosa da disolucioacuten e coloacutecase debaixo da bu-reta que conteacuten o HCl Aacutebrese a chave deixando caer o HCl no erlenmeyer en chorros e axiacutetase ata que a cor rosa desapareza Anoacutetase o valor do volume de HCl gastadoTiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase Voacutelvense a medir coa pipeta 1000 cmsup3 do NaOH e veacutertense no er-lenmeyer engadiacutendolle duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Voacutelvese a encher a bureta con HCl diluiacutedo e ponse a ceroColoacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata un cmsup3 menos que o volume gastado a primeira vez Axiacutetase o erlenmeyer e deacuteixase gotear o clorhiacutedrico removendo continuamente ata que a cor rosa de-sapareza Anoacutetase este valor como V₁Repiacutetese o proceso outras duacuteas veces tomando volumes V₂ e V₃ Se os tres valores son o sufcientemente proacuteximos (plusmn02 cmsup3) aacutechase o valor medio Se non despreacutezase o maacuteis afastado e toacutemase a media dos outros dousA concentracioacuten do HCl calcuacutelase por estequiometriacutea Ao reaccionar o clorhiacutedrico co hidroacutexido de sodio mol a mol a cantidade de clorhiacutedrico que reacciona eacute a mesma que a do hidroacutexido de sodio

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

[HCl ]= n (HCl)V (D HCl)

= n (NaOH)V (D HCl)

=V m middot [NaOH ]V (D HCl )

=V m dm3middot 0010600 mol dm3

0010600 dm3=V m mol HCl dm3 D

onde V eacute o volume medio gastado de clorhiacutedrico en dmsup3

6 No laboratorio realQuiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 deHCl de concentracioacuten 010 moldmsup3a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material

empregadob) Escribe a reaccioacuten quQuiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base

(PAU Set 09)Rta b) [NaOH] = 004060 moldmsup3

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 30

Soluficioacuten

a) Miacutedense cunha pipeta de 20 cmsup3 20 cmsup3 da disolucioacuten de NaOH e baleacuteiranse nun matraz erlenmeyer de 250 cmsup3 Boacutetanselle duacuteas pingas de disolucioacuten de fenolfaleiacutenaEacutenchese a bureta de 50 cmsup3 coa disolucioacuten de HCl por encima do 0 e aacutebrese a chave ata que o pico da bure-ta quede cheo e o nivel do HCl estea en 0

b) HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

CaacutelculosA molaridade (nome desaconsellado pola IUPAC) eacute a concentracioacuten dosoluto en moldmsup3

Cantidade de HCln(HCl) = 20middot10⁻sup3 dmsup3 D middot 010 mol HCl dmsup3 D = 20middot10⁻sup3 mol HCl

Cada mol de HCl reacciona cun mol de NaOH polo que a cantidade deNaOH contida nos 50 cmsup3 de disolucioacuten eacute a mesma e a concentracioacutende NaOH eacute

[NaOH ]=20 middot10minus3 mol NaOH

50 middot10minus3 dm3 =0040 mol NaOH dm3

7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolu-cioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugarb) Indica o material e reactivos necesarios asQuiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten

(PAU Set 13)Rta a) [HCl] = 000163 moldmsup3

Soluficioacuten

a) A reaccioacuten axustada eacute

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

Caacutelculos Se se gastaron 181 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3 a cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=181 cm 3 D NaOH0125 mol NaOH

1000 cm 3 D NaOH=226 middot10minus3 mol NaOH

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=226middot10minus3 mol NaOH1 mol HCl

1 mol NaOH=226middot10minus3 mol HCl

E a concentracioacuten da disolucioacuten de HCl eacute

[HCl ]=226 middot10minus3 mol HCl

200 cm3 D HCl

103 cm3

100 dm3=0113 mol HCldm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta de 20 cmsup3 miacutedense 200 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol e a disolucioacuten volverase de cor amarela Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0125 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 17 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de NaOH en pe-quenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do er-lenmeyer pase a azul Anoacutetase o volume de NaOH gastado (p ex 185 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyere laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bureta con NaOH ata o cero Miacutedense outros 20 cmsup3 de HCl coa pi-

50

40

30

20

10

0

Buretade 50 cmsup3con HCl

Erlenmeyerde 250 cmsup3con 50 cmsup3 deNaOH e duacuteaspingas de fenolfaleQuiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 31

peta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de azul de bromotimol Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta e aacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume me-dido antes (p ex 180 cmsup3) Agora deacuteixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que o indicador vire de cor Anoacutetase este valor Repiacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume co-rrecto o valor medio das medidas que maacuteis se aproximanMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 20 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de azul de bromotimolA bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleiralaA pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nasque os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da baseb) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten

(PAU Set 10)Rta a) [NaOH] = 0098 moldmsup3

Soluficioacuten

Caacutelculo da concentracioacuten da disolucioacuten de NaOHSe os volumes medidos da disolucioacuten de HCl foron 98 97 e 99 cmsup3 o valor correcto seraacute a media

V = 98 cmsup3 D HCl

A concentracioacuten da disolucioacuten de NaOH calcuacutelase da estequiometriacutea da reaccioacuten

HCl(aq) + NaOH(aq) rarr NaCl(aq) + H₂O(l)

A cantidade de aacutecido clorhiacutedrico que reacciona eacute

n(HCl)=98 cm3 D HCl010 mol HCl

1000 cm3 D HCl=98 middot10minus4 mol HCl

A cantidade de hidroacutexido de sodio que reacciona eacute

n(NaOH)=98middot 10minus4 mol HCl1 mol NaOH1 mol HCl

=98middot10minus4 mol NaOH

E a concentracioacuten da disolucioacuten de hidroacutexido de sodio eacute

[NaOH ]=98 middot10minus4 mol NaOH

100 cm3 D NaOH

103 cm 3

100 dm3=0098 mol NaOH dm3 D

Procedemento de valoracioacuten Cunha pipeta miacutedense 10 cmsup3 de disolucioacuten de NaOH e veacutertense nun matraz erlenmeyer de 100 cmsup3 Engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena e a disolucioacuten volverase de cor rosa fucsia Eacutenchese unha bureta de 25 cmsup3 con disolucioacuten de HCl 0100 moldmsup3 por encima do cero Aacutebrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero Deacuteixanse caer 9 cmsup3 sobre o erlenmeyer e axiacutetase Aacutebrese a chave da bureta para deixar caer a disolucioacuten de HCl en pequenos chorros mentres se imprime unmovemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer desapareza Anoacutetase o volume de HCl gastado (p ex 102 cmsup3) e tiacuterase o contido do erlenmeyer e laacutevase o matraz Voacutelvese a encher a bu-reta con HCl ata o cero Miacutedense outros 10 cmsup3 de NaOH coa pipeta veacutertense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engaacutedense duacuteas pingas de fenolfaleiacutena Coloacutecase o erlenmeyer baixo a bureta eaacutebrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p ex 97 cmsup3) Agora deacuteixase caer o HCl pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer ata que a fenolfaleiacutena perda a cor Anoacutetase este valor Re-piacutetese outras duacuteas veces e toacutemase como volume correcto o valor medio das medidas que maacuteis se aproxi-manMaterial Bureta (1) de 25 cmsup3 (graduada en 01 cmsup3) pipeta (1) de 10 cmsup3 con aspirador matraz erlenmeyer (1) de 100 cmsup3 disolucioacuten de fenolfaleiacutena

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 32

A bureta eacute un tubo estreito graduado cunha boca superior algo maacuteis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 33

A pipeta eacute tameacuten un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo Eacutenchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior maacuteis estreita estaacute mergullada na disolucioacutenO matraz erlenmeyer eacute un recipiente con forma de tronco de cono coa boca maacuteis estreita que o fondo paranon salpicar ao removelo cun movemento circular

9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhQuiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no la-boratorio

(PAU Xuntildeo 04)Rta [NaOH] = 02 moldmsup3

10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no labora-torio

(PAU Set 04)

Soluficioacuten

Material pousatubos con tubos de ensaio vareta de vidro vaso de precipitados1 Mediante papel indicador de pH universal Disoacutelvese a substancia en auga e cunha vareta de vidro toacutema-se unha pinga e toacutecase un anaco de papel indicador de pH universal Se o pH eacute inferior a 7 o pH seraacute aacutecido Se o pH eacute superior a 7 o pH seraacute baacutesico2 Con tintura de tornasol Disoacutelvese a substancia en auga e ponse unha mostra duns 5 cmsup3 nun tubo de en-saio Engaacutedense duacuteas pingas de tintura de tornasol Se toma cor vermella (pH lt 6) a substancia eacute aacutecida e se eacute azul (pH gt 8) a substancia eacute baacutesicaPara preparar a disolucioacuten veacutertese a substancia nun vaso de precipitados que contentildea auga e revoacutelvese cunha vareta de vidro

11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracterQuiacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor

(PAU Xuntildeo 05)

Soluficioacuten

Con indicadores aacutecido-base como a fenolfaleiacutena ou o tornasol ou o alaranxado de metilo que adoptan dis-tinta cor segundo o pH Por exemplo a fenolfaleiacutena eacute incolora a pH lt 8 pero toma unha cor rosa intenso seo pH gt 10Con papel indicador universal que vai dunha cor vermella intenso a pH =1 ata cor azul escuro para pH gt 11Cun pHmetro que consta dunha sonda que se introduce na disolucioacuten conectada a un indicador cunha pantalla dixital na que aparece o valor do pH O pHmetro caliacutebrase previamente en disolucioacutens reguladorasde pH constante 4 e 7

Un indicador eacute unha especie aacutecida ou base deacutebil na que a forma ionizada ten distinta cor que a forma neu-traSupontildeendo un indicador aacutecido o equilibrio seraacute

HIn H⁺ + In⁻ incoloro rosa

Nun medio aacutecido con altas concentracioacutens de ioacutens H⁺ o equilibrio despraacutezase cara aacute forma molecular inco-lora pero no medio baacutesico o equilibrio despraacutezase cara aacute forma coloreada disociadaAdoacuteitase notar diferenza de cor cando a concentracioacuten dunha das formas eacute unhas 10 veces maior que a ou-tra polo que o cambio de cor non eacute brusco senoacuten que ocorre nun intervalo de viraxe que adoita ser de 2 unidades de pH

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 34

ACLARACIOacuteNS

Os datos dos enunciados dos problemas non adoitan ter un nuacutemero adecuado de cifras significativasPor iso supuxen que os datos tentildeen un nuacutemero de cifras significativas razoables case sempre tres cifras sig-nificativas Menos cifras dariacutean resultados en certos casos con ampla marxe de incerteza Asiacute que cando tomo un dato como V = 1 dmsup3 e reescriacuteboo comoCifras significativas 3V = 100 dmsup3o que quero indicar eacute que supontildeo que o dato orixinal ten tres cifras significativas (non que as tentildea en realida-de) para poder realizar os caacutelculos cunha marxe de incerteza maacuteis pequena que a que teriacutea se o tomase tal como o dan (1 dmsup3 ten unha soa cifra significativa e unha incerteza relativa do iexcl100 Como as incertezas acumuacutelanse ao longo do caacutelculo a incerteza final seriacutea inadmisible Entoacuten para que realizar os caacutelculos Abondariacutea cunha estimacioacuten)

Cuestioacutens e problemas das Probas de Acceso aacute Universidade (PAU) en GaliciaRe sp o stas e composicioacuten de Alfonso J Barbadillo MaraacutenAlguacutens caacutelculos fxeacuteronse cunha folla de caacutelculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autorAlgunhas ecuacioacutens e as foacutermulas orgaacutenicas construiacuteronse coa extensioacuten CLC09 de Charles Lalanne-CassouA traducioacuten aodesde o galego realizouse coa axuda de traducindote de Oacutescar Hermida LoacutepezProcurouse seguir as recomendacioacutens do Centro Espantildeol de Metrologiacutea (CEM)

QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor
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QQuiacutemica PAU AacuteCIDOS E BASES 35

SumarioAacuteCIDOS E BASES 1

PROBLEMAS 1AacuteCIDOBASE DEacuteBIL1

CUESTIOacuteNS 17LABORATORIO 25

Iacutendice de exames PAU2004

Set 0432Xuntildeo 0415 32

2005Set 0514Xuntildeo 0532

2006Set 0612 23 25Xuntildeo 0616

2007Xuntildeo 0729

2008Set 085Xuntildeo 083 25

2009Set 0929

2010Set 1024 31Xuntildeo 1011

2011Set 116 17Xuntildeo 111 18

2012Set 1222 28Xuntildeo 1220

2013Set 139 19 30Xuntildeo 132

2014Set 1421 24 26Xuntildeo 1419 27

2015Set 155Xuntildeo 158 18 24

2016Set 1621Xuntildeo 1618

  • AacuteCIDOS E BASES
    • loz PROBLEMAS
      • AacuteCIDOBASE DEacuteBIL
        • 1 Unha disolucioacuten de amoniacuteaco de concentracioacuten 001 moldmsup3 estaacute ionizada nun 42
          • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
          • b) Calcula o pH e a K do amoniacuteaco
            • 2 Unha disolucioacuten acuosa de aacutecido fluorhiacutedrico de concentracioacuten 25middot10⁻sup3 moldmsup3 estaacute disociada nun 40 Calcula
              • a) A constante de acidez
              • b) O pH e a concentracioacuten de ioacutens hidroacutexido [OH⁻] da disolucioacuten
                • 3 Se se disolven 0650 g dun aacutecido orgaacutenico monoproacutetico de caraacutecter deacutebil de foacutermula HC₉H₇O₄ nun vaso con auga ata completar 250 cmsup3 de disolucioacuten indica
                  • a) O pH desta disolucioacuten
                  • b) O grao de disociacioacuten do aacutecido
                    • 4 Unha disolucioacuten acuosa conteacuten 01 moles por litro de aacutecido aceacutetico (aacutecido etanoico)
                      • a) Escribe a reaccioacuten de disociacioacuten e calcula a concentracioacuten molar de cada unha das especies existentes na disolucioacuten unha vez alcanzado o equilibrio
                      • b) Calcula o pH da disolucioacuten e o grao de ionizacioacuten do aacutecido
                        • 5 Considera unha disolucioacuten de amoniacuteaco en auga de concentracioacuten 650middot10⁻sup2 moldmsup3
                          • a) Calcula o pH desta disolucioacuten
                          • b) Calcula o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                            • 6 A anilina (C₆H₅NH₂) eacute unha base de caraacutecter deacutebil cunha K= 41middot10⁻sup1⁰ Calcula
                              • a) O pH dunha disolucioacuten acuosa de concentracioacuten 010 moldmsup3 de anilina
                              • b) O valor da constante de acidez do aacutecido conxugado da anilina
                                • 7 a) Que concentracioacuten debe ter unha disolucioacuten de amoniacuteaco para que o seu pH sexa de 1035 b) Cal seraacute o grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                • 8 Disoacutelvense 20 dmsup3 de NH₃(g) medidos a 10 degC e 2 atm (2026 kPa) de presioacuten nunha cantidade de auga suficiente para alcanzar 45 dmsup3 de disolucioacuten Calcula
                                  • a) O grao de disociacioacuten do amoniacuteaco na disolucioacuten
                                  • b) O pH da devandita disolucioacuten
                                    • 9 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido monoproacutetico deacutebil de foacutermula HA do seguinte xeito 010 moles do aacutecido en 250 cmsup3 de auga Se esta disolucioacuten ioniacutezase ao 15 calcula
                                      • a) A constante de ionizacioacuten do aacutecido
                                      • b) O pH da disolucioacuten
                                        • 10 A 25 degC o grao de disociacioacuten dunha disolucioacuten de concentracioacuten 02 moldmsup3 de aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] vale 00095 Calcula
                                          • a) A concentracioacuten de ioacutens acetato [ioacutens etanoato] hidroxenioacutens e ioacutens hidroxilo no equilibrio
                                          • b) O pH
                                          • c) A constante de disociacioacuten do aacutecido aceacutetico
                                            • 11 Dado un aacutecido deacutebil monoproacutetico de concentracioacuten 001 moldmsup3 e sabendo que se ioniza nun 13 calcula
                                              • a) A constante de ionizacioacuten
                                              • b) O pH da disolucioacuten
                                              • c) Que volume de disolucioacuten de concentracioacuten 002 moldmsup3 de hidroacutexido de sodio seraacuten necesarios para neutralizar completamente 10 cmsup3 da disolucioacuten do aacutecido anterior
                                                • 12 Prepaacuterase unha disolucioacuten dun aacutecido deacutebil como o aacutecido aceacutetico [aacutecido etanoico] disolvendo 03 moles deste aacutecido en auga o volume total da disolucioacuten eacute de 005 dmsup3
                                                  • a) Se a disolucioacuten resultante ten un pH = 2 cal eacute a concentracioacuten molar dos ioacutens hidroacutexeno (ioacuten oxonio)
                                                  • b) Calcula a constante de acidez Kₐ do aacutecido aceacutetico
                                                    • loz CUESTIOacuteNS
                                                      • 1 Indica segundo a teoriacutea de Broumlnsted-Lowry cal ou cales das seguintes especies poden actuar soacute como aacutecido soacute como base e como aacutecido e base Escribe as correspondentes reaccioacutens aacutecido-base
                                                        • a) CO₃sup2⁻ b) HPO₄sup2⁻ c) H₃O⁺ d) NH₄⁺
                                                          • 2 b) Utilizando a teoriacutea de Broumlnsted e Lowry xustifica o caraacutecter aacutecido baacutesico ou neutro das disolucioacutens acuosas das seguintes especies CO₃sup2⁻ HCl e NH₄⁺ identificando os pares conxugados aacutecido-base
                                                          • 3 b) A metilamina en disolucioacuten acuosa compoacutertase como unha base deacutebil de forma similar ao amoniacuteaco Escribe a reaccioacuten e indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 4 a) Escribe as reaccioacutens de disociacioacuten en auga segundo o modelo de Broumlnsted-Lowry das seguintes especies quiacutemicas CH₃COOH NH₃ NH₄⁺ CN⁻ b) Indica os pares aacutecidobase conxugados
                                                          • 5 Completa as seguintes reaccioacutens aacutecido-base e identifica os pares conxugados aacutecido-base
                                                            • a) HCl(aq) + OH⁻(aq) c) HNO₃(aq) + H₂O(l)
                                                            • b) CO₃sup2⁻(aq) + H₂O(l) d) NH₃(aq) + H₂O(l)
                                                              • 6 Xustifica se esta afirmacioacuten eacute correcta
                                                                • a) O produto da constante de ionizacioacuten dun aacutecido e a constante de ionizacioacuten da suacutea base conxugada eacute igual aacute constante do produto ioacutenico da auga
                                                                  • 7 Razoa se as seguintes afirmacioacutens referidas a unha disolucioacuten de concentracioacuten 01 moldmsup3 dun aacutecido deacutebil HA son correctas
                                                                    • a) As concentracioacutens no equilibrio das especies A⁻ e H₃O⁺ son iguais
                                                                    • b) O pH da disolucioacuten eacute 1
                                                                      • 8 a) No laboratorio disponse de tres vasos de precipitados (A B e C) que contentildeen 50 cmsup3 de disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten a unha temperatura de 25 degC Un dos vasos conteacuten unha disolucioacuten de HCl outro conteacuten unha disolucioacuten de KCl e o terceiro conteacuten unha disolucioacuten de CH₃CH₂COOH Coa informacioacuten que se indica na taacuteboa identifique o contido de cada vaso e xustifique a resposta (PAU Set 16)
                                                                      • 9 a) Os valores de Kₐ de dous aacutecidos monoproacuteticos HA e HB son 12middot10⁻⁶ e 79middot10⁻⁹ respectivamente Razoa cal dos dous aacutecidos eacute o maacuteis forte
                                                                      • 10 Para unha disolucioacuten acuosa dun aacutecido HA de Kₐ = 1middot10⁻⁵ xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacioacutens
                                                                        • a) A constante de acidez de HA eacute menor que a constante de basicidade da suacutea base conxugada
                                                                        • b) Se se diluacutee a disolucioacuten do aacutecido o seu grao de disociacioacuten permanece constante
                                                                          • 11 Ordena de maior a menor acidez as seguintes disolucioacutens acuosas da mesma concentracioacuten acetato de sodio [etanoato de sodio] aacutecido niacutetrico e cloruro de potasio Formula as ecuacioacutens ioacutenicas que xustifiquen a resposta
                                                                          • 12 Razoa que tipo de pH (aacutecido neutro o baacutesico) presentaraacuten as seguintes disolucioacutens acuosas de
                                                                            • a) Acetato de sodio [etanoato de sodio]
                                                                            • b) Nitrato de amonio
                                                                              • 13 b) Indica se o pH dunha disolucioacuten de NH₄Cl seraacute aacutecido baacutesico ou neutro
                                                                              • 14 Se queremos impedir a hidroacutelise que sofre o NH₄Cl en disolucioacuten acuosa indica razoadamente cal dos seguintes meacutetodos seraacute o maacuteis eficaz
                                                                                • a) Engadir NaCl aacute disolucioacuten
                                                                                • b) Engadir NH₃ aacute disolucioacuten
                                                                                    • loz LABORATORIO
                                                                                      • 1 Explica detalladamente
                                                                                        • a) Como preparariacutea no laboratorio unha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 1 moldmsup3 a partir de aacutecido clorhiacutedrico de 38 en peso e densidade = 119 gcmsup3
                                                                                        • b) Como valorariacutea esta disolucioacuten Describe o material empregado e realice os correspondentes caacutelculos
                                                                                          • 2 a) Escribe a reaccioacuten que ten lugar e calcula o volume de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 200 moldmsup3 que se gastaraacute na valoracioacuten de 100 cmsup3 da disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico de concentracioacuten 108 moldmsup3 b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoracioacuten anterior
                                                                                          • 3 a) Cantos cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH de concentracioacuten 0610 moldmsup3 necesiacutetanse para neutralizar 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de H₂SO₄ de concentracioacuten 0245 moldmsup3 Indica a reaccioacuten que ten lugar e xustifica o pH no punto de equivalencia b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levase cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 4 a) Que volume de disolucioacuten NaOH de concentracioacuten 01 moldmsup3 necesiacutetase para neutralizar 10 cmsup3 de disolucioacuten de HCl e concentracioacuten 02 moldmsup3 Xustifica cal seraacute o pH no punto de equivalencia b) Describe o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                          • 5 Explica como determinariacutea no laboratorio a concentracioacuten dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico utilizando unha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 001 moldmsup3 Indica o material procedemento e formulacioacuten dos caacutelculos
                                                                                          • 6 No laboratorio realiacutezase a valoracioacuten de 500 cmsup3 dunha disolucioacuten de NaOH e gastaacuteronse 200 cmsup3 de HCl de concentracioacuten 010 moldmsup3
                                                                                            • a) Debuxa a montaxe experimental indicando no mesmo as substancias e o nome do material empregado
                                                                                            • b) Escribe a reaccioacuten quiacutemica que ten lugar e calcula a concentracioacuten molar da base
                                                                                              • 7 Na valoracioacuten de 200 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico gastaacuteronse 181 cmsup3 dunha disolucioacuten de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten 0125 moldmsup3
                                                                                                • a) Calcula a concentracioacuten da disolucioacuten do aacutecido indicando a reaccioacuten que ten lugar
                                                                                                • b) Indica o material e reactivos necesarios asiacute como o procedemento para levar a cabo a valoracioacuten
                                                                                                  • 8 a) Para a valoracioacuten de 100 cmsup3 de disolucioacuten de hidroacutexido de sodio realizaacuteronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolucioacuten de HCl de concentracioacuten 01 moldmsup3 foron de 98 97 e 99 cmsup3 respectivamente que concentracioacuten ten a disolucioacuten da base b) Indica o procedemento seguido e describe o material utilizado na devandita valoracioacuten
                                                                                                  • 9 Dispontildeemos de 20 cmsup3 dunha disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico de concentracioacuten 01 moldmsup3 que se neutralizan exactamente con 10 cmsup3 de hidroacutexido de sodio de concentracioacuten descontildeecida Determina a concentracioacuten da base describindo con detalle o material indicador e as operacioacutens a realizar no laboratorio
                                                                                                  • 10 Explica detalladamente (material e procedemento) como se poden recontildeecer aacutecidos e bases no laboratorio
                                                                                                  • 11 Indica os procedementos que utilizou no laboratorio para medir o pH das disolucioacutens sinalando as caracteriacutesticas de cada un Cita alguacuten exemplo do emprego de indicadores explicando o por que do seu cambio de cor