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T6: Equilibrios acido-base
Variación del pH
Teoría
2023 · Ordinaria · Suplente
B5
Examen

Justifique si el valor de pH aumenta o disminuye cuando:

a) Se añade CHX3COONa\ce{CH3COONa} a una disolución de CHX3COOH\ce{CH3COOH}.b) Se añade HCl\ce{HCl} a una disolución de NaCl\ce{NaCl}.c) Se añaden 10 mL10 \text{ mL} de KOH\ce{KOH} 0,1 M0,1 \text{ M} a 20 mL20 \text{ mL} de disolución 0,1 M0,1 \text{ M} de HNOX3\ce{HNO3}.
pHEfecto ion común
a) El valor del pH aumenta.

En una disolución de ácido acético, un ácido débil, se establece el siguiente equilibrio de ionización:

CHX3COOH+HX2O<=>CHX3COOX+HX3OX+\ce{CH3COOH + H2O} <=> \ce{CH3COO- + H3O+}

Al añadir acetato de sodio, una sal soluble, esta se disocia completamente aportando iones acetato al medio:

CHX3COONa>CHX3COOX+NaX+\ce{CH3COONa} -> \ce{CH3COO- + Na+}

De acuerdo con el Principio de Le Chatelier, el aumento de la concentración del ion común CHX3COOX\ce{CH3COO-} desplaza el equilibrio del ácido hacia la izquierda (hacia el ácido sin disociar). Como consecuencia, la concentración de iones HX3OX+\ce{H3O+} disminuye y, por tanto, el pH aumenta.

b) El valor del pH disminuye.

El cloruro de sodio es una sal neutra que proviene de ácido fuerte y base fuerte, por lo que sus iones no sufren hidrólisis y el pH inicial de la disolución es 7,07,0.

NaCl>NaX++ClX\ce{NaCl} -> \ce{Na+ + Cl-}

Al añadir cloruro de hidrógeno, este se ioniza completamente al ser un ácido fuerte:

HCl+HX2O>ClX+HX3OX+\ce{HCl + H2O} -> \ce{Cl- + H3O+}

La adición de HCl\ce{HCl} provoca un aumento directo de la concentración de protones [HX3OX+][\ce{H3O+}] en el sistema. Dado que pH=log[HX3OX+]\text{pH} = -\log[\ce{H3O+}], al aumentar la acidez, el valor numérico del pH disminuye.

c) El valor del pH aumenta.

Se produce una reacción de neutralización entre un ácido fuerte y una base fuerte:

HNOX3+KOH>KNOX3+HX2O\ce{HNO3 + KOH} -> \ce{KNO3 + H2O}

Calculamos los moles iniciales de cada especie:

n(HNOX3)=0,020 L0,1 molL1=0,002 moln(\ce{HNO3}) = 0,020 \text{ L} \cdot 0,1 \text{ mol} \cdot \text{L}^{-1} = 0,002 \text{ mol}
n(KOH)=0,010 L0,1 molL1=0,001 moln(\ce{KOH}) = 0,010 \text{ L} \cdot 0,1 \text{ mol} \cdot \text{L}^{-1} = 0,001 \text{ mol}

El reactivo limitante es el KOH\ce{KOH}. Tras la reacción, quedan sin reaccionar 0,001 mol0,001 \text{ mol} de HNOX3\ce{HNO3} en un volumen total de 30 mL30 \text{ mL}. Aunque la disolución sigue siendo ácida, la concentración de iones HX3OX+\ce{H3O+} es menor que la de la disolución original de HNOX3\ce{HNO3} (0,1 M0,1 \text{ M}), ya que parte del ácido ha sido neutralizado y el volumen total ha aumentado. Al disminuir [HX3OX+][\ce{H3O+}], el pH aumenta.