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T6: Equilibrios acido-base
Hidrólisis
Teoría
2025 · Extraordinaria · Reserva
2A
Examen
a) Razone qué sucede con el valor del pH de una disolución acuosa de ácido acético (CHX3COOH\ce{CH3COOH}) cuando se agrega acetato de sodio (CHX3COONa\ce{CH3COONa}).b) Escriba la reacción de neutralización entre el hidróxido de calcio (Ca(OH)X2\ce{Ca(OH)2}) y el ácido clorhídrico (HCl\ce{HCl}).c) Justifique si una disolución de cloruro de amonio (NHX4Cl\ce{NH4Cl}) presenta un pH ácido, básico o neutro.d) Explique qué ácido es más fuerte: CHX3COOH\ce{CH3COOH} (Ka=1,8⋅10−5K_a = 1,8 \cdot 10^{-5}), HCN\ce{HCN} (Ka=4,9⋅10−10K_a = 4,9 \cdot 10^{-10}), HF\ce{HF} (Ka=3,6⋅10−4K_a = 3,6 \cdot 10^{-4}).
Equilibrio ácido-baseFuerza de ácidos
a) Cuando se agrega acetato de sodio (CHX3COONa\ce{CH3COONa}) a una disolución acuosa de ácido acético (CHX3COOH\ce{CH3COOH}), el equilibrio de disociación del ácido acético se desplaza. El ácido acético establece el siguiente equilibrio en agua:
CHX3COOH(aq)+HX2O(l)⇌CHX3COOX−(aq)+HX3OX+(aq)\ce{CH3COOH(aq) + H2O(l) <=> CH3COO-(aq) + H3O+(aq)}

El acetato de sodio es una sal que se disocia completamente en agua, liberando iones acetato (CHX3COOX−\ce{CH3COO-}):

CHX3COONa(s)→CHX3COOX−(aq)+NaX+(aq)\ce{CH3COONa(s) -> CH3COO-(aq) + Na+(aq)}

Al aumentar la concentración de iones acetato (CHX3COOX−\ce{CH3COO-}), que es un producto del equilibrio del ácido acético, el Principio de Le Chatelier predice que el equilibrio se desplazará hacia la izquierda para contrarrestar este aumento. Este desplazamiento consume iones HX3OX+\ce{H3O+}, disminuyendo su concentración en la disolución. Una disminución en la concentración de iones HX3OX+\ce{H3O+} implica un aumento del valor del pH de la disolución.

b) La reacción de neutralización entre el hidróxido de calcio (Ca(OH)X2\ce{Ca(OH)2}) y el ácido clorhídrico (HCl\ce{HCl}) es:
Ca(OH)X2(aq)+2 HCl(aq)→CaClX2(aq)+2 HX2O(l)\ce{Ca(OH)2(aq) + 2HCl(aq) -> CaCl2(aq) + 2H2O(l)}
c) El cloruro de amonio (NHX4Cl\ce{NH4Cl}) es una sal que se disocia completamente en agua para formar iones amonio (NHX4X+\ce{NH4+}) y iones cloruro (ClX−\ce{Cl-}):
NHX4Cl(s)→NHX4X+(aq)+ClX−(aq)\ce{NH4Cl(s) -> NH4+(aq) + Cl-(aq)}

Los iones amonio (NHX4X+\ce{NH4+}) provienen de una base débil (NHX3\ce{NH3}), por lo que son un ácido conjugado relativamente fuerte. Estos iones reaccionan con el agua en un proceso de hidrólisis, liberando iones HX3OX+\ce{H3O+}:

NHX4X+(aq)+HX2O(l)⇌NHX3(aq)+HX3OX+(aq)\ce{NH4+(aq) + H2O(l) <=> NH3(aq) + H3O+(aq)}

Por otro lado, los iones cloruro (ClX−\ce{Cl-} ) provienen de un ácido fuerte (HCl\ce{HCl}), lo que los convierte en una base conjugada muy débil que prácticamente no hidroliza el agua y, por tanto, no afecta significativamente al pH. Debido a la formación de iones HX3OX+\ce{H3O+} por la hidrólisis del ion amonio, la disolución de cloruro de amonio presenta un pH ácido.

d) La fuerza de un ácido se cuantifica por su constante de disociación ácida (KaK_a). Un valor de KaK_a más grande indica una mayor extensión de disociación del ácido en agua, lo que significa que el ácido es más fuerte. Comparando los valores de KaK_a proporcionados:
Para CHX3COOH:Ka=1,8⋅10−5Para HCN:Ka=4,9⋅10−10Para HF:Ka=3,6⋅10−4\text{Para } \ce{CH3COOH}: K_a = 1,8 \cdot 10^{-5}\\ \text{Para } \ce{HCN}: K_a = 4,9 \cdot 10^{-10}\\ \text{Para } \ce{HF}: K_a = 3,6 \cdot 10^{-4}

Al comparar estos valores, se observa que 3,6⋅10−43,6 \cdot 10^{-4} es el mayor. Por lo tanto, el ácido más fuerte de los tres es el HF\ce{HF}.