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Teoría de Brönsted-Lowry
Teoría
2018 · Extraordinaria · Suplente
3B
Examen

Aplicando la teoría de Brönsted-Lowry para ácidos y bases, y teniendo en cuenta que el ácido cloroso (HClOX2\ce{HClO2}) es un ácido débil (Ka=1,1⋅10−2K_a = 1,1 \cdot 10^{-2}):

a) Escriba la reacción química del agua con el ácido cloroso y la expresión de su constante de acidez.b) Escriba la reacción química del agua con la base conjugada del ácido y la expresión de su constante de basicidad.c) Obtenga el valor de la constante de basicidad de su base conjugada.
Brönsted-LowryÁcido débilConstante de basicidad
a) El ácido cloroso, HClOX2\ce{HClO2}, reacciona con el agua cediendo un protón, actuando como ácido de Brønsted-Lowry. El agua actúa como base.
HClOX2(aq)+HX2O(l)⇌ClOX2X−(aq)+HX3OX+(aq)\ce{HClO2(aq) + H2O(l) <=> ClO2-(aq) + H3O+(aq)}

La expresión de la constante de acidez (KaK_a) para esta reacción es:

Ka=[ClOX2X−][HX3OX+][HClOX2]K_a = \frac{[\ce{ClO2-}][\ce{H3O+}]}{[\ce{HClO2}]}
b) La base conjugada del ácido cloroso (HClOX2\ce{HClO2}) es el ion clorito (ClOX2X−\ce{ClO2-}). Esta base conjugada reacciona con el agua aceptando un protón del agua.
ClOX2X−(aq)+HX2O(l)⇌HClOX2(aq)+OHX−(aq)\ce{ClO2-(aq) + H2O(l) <=> HClO2(aq) + OH-(aq)}

La expresión de la constante de basicidad (KbK_b) para esta reacción es:

Kb=[HClOX2][OHX−][ClOX2X−]K_b = \frac{[\ce{HClO2}][\ce{OH-}]}{[\ce{ClO2-}]}
c) La relación entre la constante de acidez de un ácido débil (KaK_a) y la constante de basicidad de su base conjugada (KbK_b) se establece mediante el producto iónico del agua (KwK_w).
Ka⋅Kb=KwK_a \cdot K_b = K_w

Dado que Ka=1,1⋅10−2K_a = 1,1 \cdot 10^{-2} y Kw=1,0⋅10−14K_w = 1,0 \cdot 10^{-14} (a 25 °C), se puede calcular KbK_b:

Kb=KwKa=1,0⋅10−141,1⋅10−2K_b = \frac{K_w}{K_a} = \frac{1,0 \cdot 10^{-14}}{1,1 \cdot 10^{-2}}
Kb≈9,1⋅10−13K_b \approx 9,1 \cdot 10^{-13}