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T6: Equilibrios acido-base
Teoría de Brönsted-Lowry y constantes
Teoría
2023 · Ordinaria · Titular
B4
Examen

La metilamina, CHX3NHX2\ce{CH3NH2}, es una base débil de acuerdo con la teoría de Brönsted-Lowry.

a) Escriba su equilibrio de disociación acuosa.b) Escriba la expresión de su constante de basicidad KbK_b.c) ¿Podría una disolución acuosa de metilamina tener un valor de pH=5pH = 5? Razone la respuesta.
base débilpH
a) La metilamina CHX3NHX2\ce{CH3NH2} actúa como una base de Brönsted-Lowry en disolución acuosa, aceptando un protón de la molécula de agua para formar su ácido conjugado y el ion hidróxido:
CHX3NHX2(aq)+HX2O(l)<=>CHX3NHX3X+(aq)+OHX−(aq)\ce{CH3NH2(aq) + H2O(l)} <=> \ce{CH3NH3+(aq) + OH-(aq)}
b) La expresión de la constante de equilibrio de basicidad KbK_b para la metilamina, omitiendo la concentración del agua por ser un líquido puro, es:
Kb=[CHX3NHX3X+][OHX−][CHX3NHX2]K_b = \frac{[\ce{CH3NH3+}][\ce{OH-}]}{[\ce{CH3NH2}]}
c) Falso. La metilamina es una base débil y su presencia en agua genera iones OHX−\ce{OH-} según el equilibrio del apartado a), lo que aumenta la concentración de estos por encima del valor del agua pura a 25∘C25^\circ \text{C} (10−7 M10^{-7} \text{ M}).

A partir del producto iónico del agua a 25∘C25^\circ \text{C}:

Kw=[HX3OX+][OHX−]=1,0⋅10−14K_w = [\ce{H3O+}][\ce{OH-}] = 1,0 \cdot 10^{-14}

Si la disolución es básica, se cumple que [OHX−]>10−7 M[\ce{OH-}] > 10^{-7} \text{ M}, lo que implica necesariamente que la concentración de iones hidronio sea inferior a la del agua pura:

[HX3OX+]=10−14[OHX−]<10−7 M[\ce{H3O+}] = \frac{10^{-14}}{[\ce{OH-}]} < 10^{-7} \text{ M}

Calculando el pHpH a partir de esta condición:

pH=−log⁡[HX3OX+]>7pH = -\log[\ce{H3O+}] > 7

Dado que un pH=5pH = 5 corresponde a una disolución ácida ([HX3OX+]=10−5 M[\ce{H3O+}] = 10^{-5} \text{ M}), es imposible que una base como la metilamina produzca tal valor en agua pura.