Química, 2º Bachillerato. Problemas resueltos

Reacciones de transferencia de protones (ácidos y bases).

Ácidos o bases débiles. Grado de disociación, pH, preparación.

 

Problema 2.

Calcula el pH y el grado de ionización del ácido acético en una disolución formada por un litro de ácido acético 0,5 M a la que se le añaden 2·10-3 moles de ácido nítrico.

Datos: Ka = 1,8·10-5

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Solución.

 

Debemos suponer que el volumen final de la mezcla se mantiene en un litro, es decir, la adición de los moles de ácido nítrico no ha alterado el volumen final de la disolución. Por tanto, se puede decir que la mezcla es 1 L de disolución 0,5 M en ácido acético y 2·10-3 M en ácido nítrico.

 

El ácido nítrico es un ácido muy fuerte que en disolución se encuentra totalmente disociado. Por tanto, el ácido nítrico aporta a la disolución una cantidad de iones hidronio igual a la cantidad de nítrico puesta inicialmente,

 

 

 

Por su parte, el ácido acético (HAc) es un ácido débil que establece un equilibrio de disociación con el agua regido por la constante de acidez que se da en el enunciado,

 

 

Debido a la presencia de iones hidronio (H3O+) procedentes del ácido nítrico, este equilibrio está desplazado hacia la izquierda (principio de Le Châtelier) respecto de como estaría si no hubiera un ácido fuerte en el medio. Una vez establecido el equilibrio las concentraciones de cada especie son, expresadas en función del grado de disociación,

 

 

 

Podemos ver que los iones hidronio presentes en disolución son los debidos al ácido nítrico y los procedentes de la disociación del ácido acético.

Planteamos ahora la expresión de la constante de acidez del ácido acético para este equilibrio,

 

 

El valor de α es muy pequeño en relación a la unidad, más aún cuando el equilibrio está más desplazado hacia la izquierda. Por tanto se puede despreciar en el numerador quedando una ecuación cuadrática,

 

 

 

Su resolución es la siguiente,

 

 

Ya podemos conocer la concentración de iones hidronio y el pH de la mezcla,

 

 

 

 

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