Ejercicio resuelto de Valoraciones ácido-base · Química · 2026

Se valoraron 10,0 mL de una disolución acuosa que contiene ácido propanoico, HPr, con una disolución acuosa de hidróxido de sodio 0,45 M, alcanzándose el punto de equivalencia tras añadir 20,5 mL de dicha disolución de $\text{NaOH}$.

a) Exprese los equilibrios presentes en la disolución inicial de ácido propanoico. [0,50 puntos]

b) Indique la concentración de ácido propanoico de dicha disolución. [0,25 puntos]

c) Teniendo en cuenta que el pH de la disolución inicial de ácido propanoico fue de 2,46, calcule el valor de la constante de acidez del ácido propanoico. [0,75 puntos]

d) Justifique si en el punto de equivalencia de la valoración el pH será mayor, menor o igual a 7,0. [0,50 puntos]

Datos: Producto de ionización del agua: $K_w = 1\cdot 10^{-14}$.

$\textbf{a) Exprese los equilibrios presentes en la disolución inicial de ácido propanoico. [0,50 puntos]}$

El ácido propanoico es un ácido débil monoprótico, así que solo se ioniza parcialmente y coexiste con su base conjugada, el ion propanoato:

$\mathrm{CH_3-CH_2-COOH} + \mathrm{H_2O} \rightleftharpoons \mathrm{CH_3-CH_2-COO^-} + \mathrm{H_3O^+} \qquad K_a = \frac{[\mathrm{Pr^-}][\mathrm{H_3O^+}]}{[\mathrm{HPr}]}$

Y, como en toda disolución acuosa, está también la autoionización del agua, aunque su contribución a la acidez sea despreciable frente a la del ácido:

$2\,\mathrm{H_2O} \rightleftharpoons \mathrm{H_3O^+} + \mathrm{OH^-} \qquad K_w = [\mathrm{H_3O^+}][\mathrm{OH^-}] = 1 \cdot 10^{-14}$

$\textbf{b) Indique la concentración de ácido propanoico de dicha disolución. [0,25 puntos]}$

En el punto de equivalencia se han igualado los moles de ácido y de base, porque la reacción de neutralización es mol a mol:

$\mathrm{HPr} + \mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{NaPr} + \mathrm{H_2O}$

$n(\mathrm{NaOH}) = 0{,}45 \cdot 0{,}0205 = 9{,}225 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{mol} = n(\mathrm{HPr})$

$c(\mathrm{HPr}) = \frac{9{,}225 \cdot 10^{-3}}{0{,}0100} = 0{,}9225\ \mathrm{mol/L}$

$\textbf{c) Teniendo en cuenta que el pH de la disolución inicial de ácido propanoico fue de 2,46, calcule el valor de la constante de acidez del ácido propanoico. [0,75 puntos]}$

Del pH se obtiene directamente lo que se ha ionizado, porque por cada protón liberado aparece un ion propanoato:

$[\mathrm{H_3O^+}] = 10^{-2{,}46} = 3{,}47 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{mol/L} = [\mathrm{Pr^-}]$

$[\mathrm{HPr}] = 0{,}9225 - 3{,}47 \cdot 10^{-3} = 0{,}9190\ \mathrm{mol/L}$

$K_a = \frac{[\mathrm{Pr^-}][\mathrm{H_3O^+}]}{[\mathrm{HPr}]} = \frac{(3{,}47 \cdot 10^{-3})^2}{0{,}9190} = \frac{1{,}20 \cdot 10^{-5}}{0{,}9190}$

$K_a = 1{,}3 \cdot 10^{-5}$

El valor es pequeño, coherente con un ácido débil: de cada mil moléculas solo se ionizan unas cuatro ($\alpha = 3{,}8 \cdot 10^{-3}$).

$\textbf{d) Justifique si en el punto de equivalencia de la valoración el pH será mayor, menor o igual a 7,0. [0,50 puntos]}$

En el punto de equivalencia no sobra ni ácido ni base: lo único que queda en disolución es la sal, propanoato de sodio. Pero eso no significa que la disolución sea neutra, porque el anión es la base conjugada de un ácido débil y se hidroliza:

$\mathrm{Pr^-} + \mathrm{H_2O} \rightleftharpoons \mathrm{HPr} + \mathrm{OH^-}$

Esa hidrólisis genera $\mathrm{OH^-}$, mientras que el $\mathrm{Na^+}$, catión de una base fuerte, no reacciona con el agua. El pH será por tanto $\textbf{mayor que 7,0}$, como ocurre siempre al valorar un ácido débil con una base fuerte.