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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=1,8105K_a = 1,8 \cdot 10^{-5}), HCN\ce{HCN} (Ka=4,91010K_a = 4,9 \cdot 10^{-10}), HF\ce{HF} (Ka=3,6104K_a = 3,6 \cdot 10^{-4}).
Equilibrio ácido-baseFuerza de ácidos
a) Para la reacción 2SOX2(g)+OX2(g)2SOX3(g)\ce{2SO2(g) + O2(g) -> 2SO3(g)}, la variación de entalpía estándar es ΔH=198 kJ\Delta H^\circ = -198 \text{ kJ} y la de entropía es ΔS=188 J/K\Delta S^\circ = -188 \text{ J/K}. Justifique si la reacción es espontánea a 25C25^\circ C.

La espontaneidad de una reacción química viene determinada por el signo de la variación de la energía libre de Gibbs, calculada mediante la siguiente expresión:

ΔG=ΔHTΔS\Delta G^\circ = \Delta H^\circ - T\Delta S^\circ

Para realizar el cálculo a T=25+273=298 KT = 25 + 273 = 298 \text{ K}, es necesario expresar ambas magnitudes en las mismas unidades (kJ):

ΔG=198 kJ[298 K(0,188 kJK1)]=198+56,02=141,98 kJ\Delta G^\circ = -198 \text{ kJ} - [298 \text{ K} \cdot (-0,188 \text{ kJ} \cdot \text{K}^{-1})] = -198 + 56,02 = -141,98 \text{ kJ}

Al ser ΔG<0\Delta G^\circ < 0, la reacción es espontánea a dicha temperatura. El factor entálpico (ΔH<0\Delta H^\circ < 0) favorece la espontaneidad al tratarse de un proceso exotérmico. Sin embargo, el factor entrópico (TΔS>0-T\Delta S^\circ > 0) actúa en contra de la espontaneidad, ya que hay una disminución del desorden en el sistema (ΔS<0\Delta S^\circ < 0). A 298 K298 \text{ K}, el factor entálpico predomina sobre el factor entrópico.

b) Explique razonadamente cómo influye un aumento de la temperatura en la espontaneidad de este proceso.

En este proceso, el término del factor entrópico (TΔS-T\Delta S^\circ) es positivo. Al aumentar la temperatura, la magnitud de este término aumenta, restando eficacia al factor entálpico negativo. Si la temperatura es lo suficientemente elevada, el factor entrópico superará al factor entálpico, haciendo que ΔG>0\Delta G^\circ > 0 y provocando que la reacción deje de ser espontánea.