T6: Equilibrios acido-base

Equilibrio ácido-base

Cuestión

2022 · Ordinaria · Titular

Responda razonadamente a las siguientes cuestiones:

a) ¿Cómo será el pH de una disolución acuosa de

\ce{NH4Cl}

?b) En el equilibrio:

\ce{HSO4- + H2O <=> SO4^2- + H3O+}

, la especie

\ce{HSO4-}

¿actúa como un ácido o una base según la teoría de Brönsted-Lowry?c) ¿Qué le ocurre al pH de una disolución de

\ce{NH3}

si se le añade agua?

Ácido-basepHBrönsted-Lowry+1

a) El cloruro de amonio,

\ce{NH4Cl}

, es una sal que en disolución acuosa se disocia completamente en sus iones constituyentes:

\ce{NH4Cl(s)} -> \ce{NH4+(aq) + Cl-(aq)}

El anión $\ce{Cl-}$ es la base conjugada de un ácido fuerte ( $\ce{HCl}$ ), por lo que su fuerza es despreciable y no reacciona con el agua. Sin embargo, el catión $\ce{NH4+}$ es el ácido conjugado de una base débil ( $\ce{NH3}$ ) y tiene la fuerza suficiente para reaccionar con el agua en un proceso de hidrólisis ácida:

\ce{NH4+(aq) + H2O(l)} <=> \ce{NH3(aq) + H3O+(aq)}

Debido a la formación de iones hidronio o oxonio, $\ce{H3O+}$ , la concentración de estos aumenta en el medio, lo que da como resultado una disolución con pH ácido ( $pH < 7$ ).

b) Según la teoría de Brönsted-Lowry, un ácido es aquella especie química capaz de donar un protón (

\ce{H+}

) a otra base. En el equilibrio dado:

\ce{HSO4- + H2O} <=> \ce{SO4^2- + H3O+}

Se observa que el ion hidrogenosulfato, $\ce{HSO4-}$ , cede un protón a la molécula de agua para transformarse en su base conjugada, el ion sulfato ( $\ce{SO4^2-}$ ). Por lo tanto, el $\ce{HSO4-}$ actúa como un ácido.

c) El amoníaco es una base débil que en disolución acuosa establece el siguiente equilibrio de ionización:

\ce{NH3(aq) + H2O(l)} <=> \ce{NH4+(aq) + OH-(aq)}

Al añadir agua a la disolución, se produce una disminución de la concentración de todas las especies disueltas (dilución). De acuerdo con el Principio de Le Chatelier, el equilibrio se desplazará hacia el sentido en el que se produzca un mayor número de moles de soluto para intentar compensar la disminución de concentración, en este caso, hacia la derecha. Aunque el equilibrio se desplace hacia la derecha produciendo más iones $\ce{OH-}$ , el aumento del volumen total de la disolución es predominante, lo que provoca que la concentración final de iones hidroxilo, $[\ce{OH-}]$ , sea menor que la inicial. Al disminuir $[\ce{OH-}]$ , el pOH de la disolución aumenta y, por tanto, el pH disminuye, tendiendo hacia el valor neutro (7).