Ejercicio resuelto de Ácido-Base · Química · Andalucía · 2024

Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) En una disolución diluida de un ácido fuerte $\text{HX}$ hay mayor proporción de $\text{HX}$ que de $\text{X}^{-}$. [0,5 puntos]

b) Cuando se disuelve $\text{CH}_3\text{COONa}$ en agua se producen iones $\text{OH}^{-}$. [0,5 puntos]

c) El pH de una disolución 0,1 M de $\text{HCl}$ es menor que el de una disolución 0,1 M de $\text{CH}_3\text{COOH}$ $(K_a = 1{,}75\cdot 10^{-5})$. [0,5 puntos]

$\textbf{a) En una disolución diluida de un ácido fuerte HX hay mayor proporción de HX que de X⁻. [0,5 puntos]}$

Falsa. Un ácido fuerte se disocia por completo, y su ionización se escribe con una sola flecha porque no hay equilibrio que valga:

$\mathrm{HX} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{H_3O^+} + \mathrm{X^-}$

En la disolución prácticamente no queda $\mathrm{HX}$ sin disociar: casi todo está como $\mathrm{X^-}$. Es justo al revés de lo que dice la afirmación.

$\textbf{b) Cuando se disuelve CH₃COONa en agua se producen iones OH⁻. [0,5 puntos]}$

Verdadera. La sal se disocia por completo:

$\mathrm{CH_3COONa} \rightarrow \mathrm{CH_3COO^-} + \mathrm{Na^+}$

El catión $\mathrm{Na^+}$ viene de una base fuerte y no se hidroliza. El anión acetato, en cambio, es la base conjugada de un ácido débil, y sí reacciona con el agua:

$\mathrm{CH_3COO^-} + \mathrm{H_2O} \rightleftharpoons \mathrm{CH_3COOH} + \mathrm{OH^-}$

Esa hidrólisis genera hidroxilos, así que la disolución es básica.

$\textbf{c) El pH de una disolución 0,1 M de HCl es menor que el de una disolución 0,1 M de CH₃COOH }(K_a = 1{,}75\cdot 10^{-5})\textbf{. [0,5 puntos]}$

Verdadera, y merece la pena verlo con números. El clorhídrico es fuerte, luego se disocia del todo:

$[\mathrm{H_3O^+}] = 0{,}1 \text{ mol/L} \quad \Rightarrow \quad \mathrm{pH} = 1$

El acético es débil. Llamando $x$ a la concentración de protones y despreciándola frente a 0,1:

$K_a = \frac{x^2}{0{,}1 - x} \approx \frac{x^2}{0{,}1}$

$x = \sqrt{1{,}75\cdot 10^{-5} \cdot 0{,}1} = 1{,}32\cdot 10^{-3} \text{ mol/L}$

$\mathrm{pH} = -\log(1{,}32\cdot 10^{-3}) = 2{,}88$

Como $1 < 2{,}88$, el pH del clorhídrico es efectivamente menor: a igual concentración, el ácido fuerte da más protones y por tanto un pH más bajo.