T6: Equilibrios acido-base

Hidrólisis y anfoterismo

Teoría

2024 · Extraordinaria · Reserva

Indique de forma justificada:

a) Cuál de las siguientes especies es anfótera:

\ce{CO3^{2-}}

\ce{HCO3^-}

\ce{H2CO3}

b) Cuál es el ácido conjugado de

\ce{HPO4^{2-}}

c) Qué disolución

0,5 \text{ M}

de las sales

\ce{KCl}

\ce{NH4Cl}

presentará el pH más bajo.

Especies anfóterasPar conjugadopH de sales

a) La especie anfótera es el

\ce{HCO3^-}

(ion hidrogenocarbonato), ya que según la teoría de Brønsted-Lowry puede actuar como ácido (donando un protón) o como base (aceptando un protón).

\ce{HCO3^- + H2O} <=> \ce{CO3^{2-} + H3O^+}

\ce{HCO3^- + H2O} <=> \ce{H2CO3 + OH^-}

En cambio, el $\ce{H2CO3}$ solo puede actuar como ácido y el $\ce{CO3^{2-}}$ solo como base en disolución acuosa.

b) El ácido conjugado de una especie se forma cuando dicha especie actúa como base aceptando un protón (

\ce{H^+}

). Para el ion hidrogenofosfato,

\ce{HPO4^{2-}}

, su ácido conjugado es el ion dihidrogenofosfato,

\ce{H2PO4^-}

\ce{HPO4^{2-} + H+} -> \ce{H2PO4^-}

c) La disolución de

\ce{NH4Cl}

0,5 \text{ M}

presentará el pH más bajo.

El $\ce{KCl}$ es una sal que proviene de un ácido fuerte ( $\ce{HCl}$ ) y una base fuerte ( $\ce{KOH}$ ). Sus iones, $\ce{K^+}$ y $\ce{Cl^-}$ , son especies conjugadas muy débiles que no tienen fuerza suficiente para reaccionar con el agua (no sufren hidrólisis), por lo que el $pH$ de la disolución será neutro ( $pH = 7$ ).El $\ce{NH4Cl}$ se disocia en los iones $\ce{NH4^+}$ y $\ce{Cl^-}$ . El ion amonio ( $\ce{NH4^+}$ ) es el ácido conjugado de la base débil $\ce{NH3}$ y, al contrario que el ion potasio, sí reacciona con el agua mediante un equilibrio de hidrólisis ácida:

\ce{NH4^+ + H2O} <=> \ce{NH3 + H3O^+}

Debido a la liberación de iones hidronio ( $\ce{H3O^+}$ ), la disolución resultante será ácida, lo que implica un $pH < 7$ y, por tanto, menor que el de la disolución de $\ce{KCl}$ .