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Teoría de Brönsted-Lowry y pH
Teoría
2025 · Ordinaria · Reserva
2B
Examen
a) Razone, según la teoría de Brönsted-Lowry, si el ácido conjugado de una base fuerte es un ácido fuerte.b) Escriba la reacción del CNX\ce{CN-} en agua, identificando los pares ácido-base conjugados.c) Explique si al disolver NaNOX3\ce{NaNO3} en agua el pH cambia.d) Justifique cuál o cuáles de las especies HCOX3X\ce{HCO3-}, COX3X2\ce{CO3^{2-}} y HX2COX3\ce{H2CO3} son anfóteras.
Brönsted-LowryHidrólisisSustancias anfóteras
a) Falso.

Según la teoría de Brönsted-Lowry, una base fuerte es aquella que acepta protones de manera muy eficiente, disociándose completamente en disolución acuosa. Su ácido conjugado se forma al aceptar un protón.Si la base es fuerte, su tendencia a aceptar un protón es muy alta, lo que implica que la reacción inversa (el ácido conjugado cediendo un protón) es muy desfavorable. Por lo tanto, el ácido conjugado de una base fuerte será un ácido muy débil, con poca tendencia a ceder protones.

b) La reacción de CNX\ce{CN-} en agua es la siguiente:
CNX(aq)+HX2O(l)HCN(aq)+OHX(aq)\ce{CN- (aq) + H2O (l) <=> HCN (aq) + OH- (aq)}

Los pares ácido-base conjugados son:Par 1: HX2O\ce{H2O} (ácido) / OHX\ce{OH-} (base conjugada)Par 2: HCN\ce{HCN} (ácido conjugado) / CNX\ce{CN-} (base)

c) Al disolver NaNOX3\ce{NaNO3} en agua, el pH no cambia.

El NaNOX3\ce{NaNO3} es una sal que se disocia completamente en agua para formar iones NaX+\ce{Na+} y NOX3X\ce{NO3-}:

NaNOX3(s)NaX+(aq)+NOX3X(aq)\ce{NaNO3 (s) -> Na+ (aq) + NO3- (aq)}

El ion NaX+\ce{Na+} proviene de una base fuerte (NaOH\ce{NaOH}), por lo que es un ácido conjugado muy débil que no reacciona significativamente con el agua. El ion NOX3X\ce{NO3-} proviene de un ácido fuerte (HNOX3\ce{HNO3}), por lo que es una base conjugada muy débil que tampoco reacciona significativamente con el agua.Dado que ni el catión ni el anión hidrolizan el agua (es decir, no producen HX3OX+\ce{H3O+} ni OHX\ce{OH-}), la concentración de estos iones no se altera por la sal. Por lo tanto, el NaNOX3\ce{NaNO3} es una sal neutra y su disolución en agua no cambia el pH, que se mantiene en 7 (a 25C^\circ\text{C}).

d) Las especies anfóteras son aquellas que pueden actuar tanto como ácido como como base. Analizamos cada especie:

HX2COX3\ce{H2CO3} (ácido carbónico): Como ácido (cede un protón):

HX2COX3(aq)+HX2O(l)HCOX3X(aq)+HX3OX+(aq)\ce{H2CO3 (aq) + H2O (l) <=> HCO3- (aq) + H3O+ (aq)}

Como base (acepta un protón): El HX2COX3\ce{H2CO3} tiene una capacidad muy limitada para aceptar un protón, ya que no tiene pares de electrones libres fácilmente accesibles o sitios básicos fuertes. Generalmente no se considera anfótero en este sentido.HCOX3X\ce{HCO3-} (ion bicarbonato): Como ácido (cede un protón):

HCOX3X(aq)+HX2O(l)COX3X2(aq)+HX3OX+(aq)\ce{HCO3- (aq) + H2O (l) <=> CO3^{2-} (aq) + H3O+ (aq)}

Como base (acepta un protón):

HCOX3X(aq)+HX2O(l)HX2COX3(aq)+OHX(aq)\ce{HCO3- (aq) + H2O (l) <=> H2CO3 (aq) + OH- (aq)}

Dado que HCOX3X\ce{HCO3-} puede ceder un protón para formar COX3X2\ce{CO3^{2-}} y también puede aceptar un protón para formar HX2COX3\ce{H2CO3}, es una especie anfótera.COX3X2\ce{CO3^{2-}} (ion carbonato): Como ácido: El COX3X2\ce{CO3^{2-}} no tiene protones para ceder, por lo que no puede actuar como ácido de Brönsted-Lowry.Como base (acepta un protón):

COX3X2(aq)+HX2O(l)HCOX3X(aq)+OHX(aq)\ce{CO3^{2-} (aq) + H2O (l) <=> HCO3- (aq) + OH- (aq)}

El COX3X2\ce{CO3^{2-}} actúa como base, pero no puede actuar como ácido. Por lo tanto, no es una especie anfótera.En resumen, de las especies dadas, solo el HCOX3X\ce{HCO3-} es anfótero.