T6: Equilibrios acido-base

Equilibrios ácido-base

Cuestión

2022 · Extraordinaria · Titular

Justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) El par

\ce{H3O+ / OH-}

es un par conjugado ácido / base.b) Al diluir con agua una disolución acuosa de un ácido fuerte no se modifica el valor del pH.c) El pH neutro de una disolución acuosa de

\ce{NaCl}

no se modifica al adicionar

\ce{KCl}

Ácido-BasepHHidrólisis

a) Falso. Según la teoría de Brönsted-Lowry, un par ácido-base conjugado se define como un conjunto de dos especies químicas que se diferencian únicamente por la ganancia o pérdida de un solo protón

H^+

Si analizamos la relación entre el ion hidronio $\ce{H3O+}$ y el ion hidroxilo $\ce{OH-}$ , observamos que la diferencia entre ellos es de dos protones, como se muestra en las siguientes etapas de disociación del agua:

\ce{H3O+} <=> \ce{H2O + H+}

\ce{H2O} <=> \ce{OH- + H+}

Por lo tanto, el par conjugado del $\ce{H3O+}$ es el $\ce{H2O}$ , y el par conjugado del $\ce{OH-}$ es también el $\ce{H2O}$ . El par $\ce{H3O+ / OH-}$ no cumple la definición de par conjugado.

b) Falso. El pH de una disolución acuosa depende de la concentración molar de los iones hidronio según la expresión matemática

pH = -\log [\ce{H3O+}]

Al diluir una disolución, se añade disolvente (agua), lo que aumenta el volumen total de la mezcla $V$ . Dado que la cantidad de sustancia del ácido fuerte $n$ permanece constante, la concentración molar disminuye:

[\ce{H3O+}] = \frac{n}{V}

Al disminuir la concentración $[\ce{H3O+}]$ , el valor del pH aumenta, aproximándose al valor de neutralidad ( $pH = 7$ a $25 ^\circ C$ ), por lo que el pH sí se modifica.

c) Verdadero. El

\ce{NaCl}

es una sal neutra procedente de un ácido fuerte (

\ce{HCl}

) y una base fuerte (

\ce{NaOH}

), por lo que sus iones se disocian totalmente en agua sin reaccionar con ella:

\ce{NaCl(s)} -> \ce{[H2O] Na+(aq) + Cl-(aq)}

Ni el ion $\ce{Na+}$ ni el ion $\ce{Cl-}$ sufren hidrólisis, manteniendo el pH neutro. Al adicionar $\ce{KCl}$ , ocurre un proceso análogo, ya que esta sal también deriva de un ácido fuerte ( $\ce{HCl}$ ) y una base fuerte ( $\ce{KOH}$ ):

\ce{KCl(s)} -> \ce{[H2O] K+(aq) + Cl-(aq)}

Los nuevos iones presentes, $\ce{K+}$ y $\ce{Cl-}$ , tampoco poseen capacidad de alterar el equilibrio de autoionización del agua mediante reacciones de hidrólisis, por lo que el pH de la disolución no se modifica.