Ejercicio resuelto de Ácido-Base · Química · Andalucía · 2022

Justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) El par $\text{H}_3\text{O}^{+}/\text{OH}^{-}$ es un par conjugado ácido/base. [0,5 puntos]

b) Al diluir con agua una disolución acuosa de un ácido fuerte no se modifica el valor del pH. [0,5 puntos]

c) El pH neutro de una disolución acuosa de $\text{NaCl}$ no se modifica al adicionar $\text{KCl}$. [0,5 puntos]

$\textbf{a) El par H₃O⁺/OH⁻ es un par conjugado ácido/base. [0,5 puntos]}$

Falsa. Un par conjugado son dos especies que se diferencian exactamente en un protón:

$\mathrm{HA} \rightleftharpoons \mathrm{A^-} + \mathrm{H^+}$

El $\mathrm{H_3O^+}$ y el $\mathrm{OH^-}$ se diferencian en dos, así que no forman par. Los pares correctos, ambos con el agua en medio, son:

$\mathrm{H_3O^+}/\mathrm{H_2O} \qquad \mathrm{H_2O}/\mathrm{OH^-}$

El agua es anfótera: es la base conjugada del $\mathrm{H_3O^+}$ y el ácido conjugado del $\mathrm{OH^-}$.

$\textbf{b) Al diluir con agua una disolución acuosa de un ácido fuerte no se modifica el valor del pH. [0,5 puntos]}$

Falsa. Un ácido fuerte está totalmente disociado, así que la concentración de protones es la del ácido, y al diluir esa concentración baja:

$c' = \frac{c \cdot V_i}{V_f} < c \quad \Longrightarrow \quad [\mathrm{H_3O^+}] \text{ disminuye}$

Si la concentración de protones disminuye, el pH aumenta. De hecho, diluir diez veces sube el pH en una unidad exacta, mientras haya bastante ácido para que el agua no mande.

$\textbf{c) El pH neutro de una disolución acuosa de NaCl no se modifica al adicionar KCl. [0,5 puntos]}$

Verdadera. Hay que mirar de dónde viene cada ion de las dos sales:

$\mathrm{K^+}$ es el catión de una base fuerte, el $\mathrm{KOH}$, y $\mathrm{Cl^-}$ es el anión de un ácido fuerte, el $\mathrm{HCl}$. Ninguno de los dos se hidroliza: no tienen ninguna tendencia a captar ni a ceder protones.

El cloruro de potasio se limita a disolverse y quedarse ahí como iones espectadores, sin tocar el equilibrio del agua. El pH sigue siendo 7, igual que el de la disolución de $\mathrm{NaCl}$ de partida.