a) La reacción de disociación del ácido hipocloroso en agua es: H C l O ( a q ) + H X 2 O ( l ) ⇌ H X 3 O X + ( a q ) + C l O X − ( a q ) \ce{HClO (aq) + H2O (l) <=> H3O^+ (aq) + ClO^- (aq)} HClO ( aq ) + H X 2 O ( l ) H X 3 O X + ( aq ) + ClO X − ( aq ) A partir del pH, se calcula la concentración de H X 3 O X + \ce{H3O^+} H X 3 O X + en el equilibrio:
[ H X 3 O X + ] = 10 − pH = 10 − 3 , 98 = 1 , 047 × 10 − 4 M [\ce{H3O^+}] = 10^{-\text{pH}} = 10^{-3,98} = 1,047 \times 10^{-4} \text{ M} [ H X 3 O X + ] = 1 0 − pH = 1 0 − 3 , 98 = 1 , 047 × 1 0 − 4 M Se utiliza una tabla ICE para determinar las concentraciones en el equilibrio:
Especie Inicio (M) Cambio (M) Equilibrio (M) H C l O 0 , 3 − x 0 , 3 − x H X 3 O X + 0 + x x C l O X − 0 + x x \begin{array}{|l|c|c|c|} \hline \text{Especie} & \text{Inicio (M)} & \text{Cambio (M)} & \text{Equilibrio (M)} \\ \hline \ce{HClO} & 0,3 & -x & 0,3 - x \\ \ce{H3O^+} & 0 & +x & x \\ \ce{ClO^-} & 0 & +x & x \\ \hline \end{array} Especie HClO H X 3 O X + ClO X − Inicio (M) 0 , 3 0 0 Cambio (M) − x + x + x Equilibrio (M) 0 , 3 − x x x Dado que x = [ H X 3 O X + ] = 1 , 047 × 10 − 4 M x = [\ce{H3O^+}] = 1,047 \times 10^{-4} \text{ M} x = [ H X 3 O X + ] = 1 , 047 × 1 0 − 4 M en el equilibrio, la concentración molar de C l O X − \ce{ClO^-} ClO X − es:
[ C l O X − ] = x = 1 , 047 × 10 − 4 M [\ce{ClO^-}] = x = 1,047 \times 10^{-4} \text{ M} [ ClO X − ] = x = 1 , 047 × 1 0 − 4 M El grado de disociación ( α \alpha α ) del ácido se calcula como la fracción de moles disociados respecto a los iniciales:
α = moles disociados moles iniciales = [ H X 3 O X + ] equilibrio [ H C l O ] inicial \alpha = \frac{\text{moles disociados}}{\text{moles iniciales}} = \frac{[\ce{H3O^+}]_{\text{equilibrio}}}{[\ce{HClO}]_{\text{inicial}}} α = moles iniciales moles disociados = [ HClO ] inicial [ H X 3 O X + ] equilibrio α = 1 , 047 × 10 − 4 M 0 , 3 M = 3 , 49 × 10 − 4 \alpha = \frac{1,047 \times 10^{-4} \text{ M}}{0,3 \text{ M}} = 3,49 \times 10^{-4} α = 0 , 3 M 1 , 047 × 1 0 − 4 M = 3 , 49 × 1 0 − 4 b) Para calcular la constante de acidez ( K a K_a K a ) del H C l O \ce{HClO} HClO , se utilizan las concentraciones en el equilibrio: K a = [ H X 3 O X + ] [ C l O X − ] [ H C l O ] K_a = \frac{[\ce{H3O^+}][\ce{ClO^-}]}{[\ce{HClO}]} K a = [ HClO ] [ H X 3 O X + ] [ ClO X − ] Las concentraciones en el equilibrio son:
[ H X 3 O X + ] = 1 , 047 × 10 − 4 M [\ce{H3O^+}] = 1,047 \times 10^{-4} \text{ M} [ H X 3 O X + ] = 1 , 047 × 1 0 − 4 M [ C l O X − ] = 1 , 047 × 10 − 4 M [\ce{ClO^-}] = 1,047 \times 10^{-4} \text{ M} [ ClO X − ] = 1 , 047 × 1 0 − 4 M [ H C l O ] = 0 , 3 − 1 , 047 × 10 − 4 = 0 , 2998953 M [\ce{HClO}] = 0,3 - 1,047 \times 10^{-4} = 0,2998953 \text{ M} [ HClO ] = 0 , 3 − 1 , 047 × 1 0 − 4 = 0 , 2998953 M K a = ( 1 , 047 × 10 − 4 ) ( 1 , 047 × 10 − 4 ) 0 , 2998953 = 3 , 655 × 10 − 8 K_a = \frac{(1,047 \times 10^{-4})(1,047 \times 10^{-4})}{0,2998953} = 3,655 \times 10^{-8} K a = 0 , 2998953 ( 1 , 047 × 1 0 − 4 ) ( 1 , 047 × 1 0 − 4 ) = 3 , 655 × 1 0 − 8 La constante de basicidad ( K b K_b K b ) de su base conjugada ( C l O X − \ce{ClO^-} ClO X − ) se calcula a partir de la relación K w = K a ⋅ K b K_w = K_a \cdot K_b K w = K a ⋅ K b , donde K w = 1 , 0 × 10 − 14 K_w = 1,0 \times 10^{-14} K w = 1 , 0 × 1 0 − 14 a 25 ∘ ^\circ ∘ C:
K b = K w K a = 1 , 0 × 10 − 14 3 , 655 × 10 − 8 = 2 , 736 × 10 − 7 K_b = \frac{K_w}{K_a} = \frac{1,0 \times 10^{-14}}{3,655 \times 10^{-8}} = 2,736 \times 10^{-7} K b = K a K w = 3 , 655 × 1 0 − 8 1 , 0 × 1 0 − 14 = 2 , 736 × 1 0 − 7 
