B4
En dos disoluciones de la misma concentración de dos ácidos débiles monopróticos y , se comprueba que es mayor que . Justifique la veracidad o falsedad de las afirmaciones siguientes:
a) El ácido es más fuerte que el ácido .b) El valor de la constante de disociación del ácido es menor que el valor de la constante de disociación del ácido .c) El pH de la disolución del ácido es mayor que el pH de la disolución del ácido .Para dos ácidos débiles monopróticos y con la misma concentración inicial , las reacciones de ionización en agua y sus constantes de acidez vienen dadas por:
En ambos casos, por la estequiometría de la reacción, la concentración de aniones es igual a la de protones formados por la ionización del ácido: y .
a) Verdadero. La fuerza de un ácido débil se mide por su grado de disociación (), que es la fracción de ácido que se ha ionizado: . Dado que ambos ácidos tienen la misma concentración inicial y el enunciado establece que , se deduce que . Al estar el equilibrio de más desplazado hacia la formación de productos que el de , el ácido es más fuerte.b) Falso. La constante de disociación ácida se puede expresar en función de la concentración de aniones y la concentración inicial como . Si , el numerador de la expresión de es mayor que el de , mientras que su denominador es menor (al restarse una cantidad mayor a la misma ). Por lo tanto, el valor de la constante de disociación del ácido es mayor que el del ácido , es decir, .c) Falso. El se define como el logaritmo negativo de la actividad (concentración en disoluciones diluidas) de los iones oxonio: . Como se ha establecido que y , y sabemos que , entonces . Debido a la naturaleza de la función logarítmica negativa, a mayor concentración de , menor es el valor del . En consecuencia, .