3 QUIMICA Schaum

PROBLEMAS RESUELTOS 285
Se puede suponer que esta reacción llega hasta su terminación de acuerdo con la cantidad de base agregada. La cantidad de H +
sin reaccionar es, entonces, la diferencia entre la cantidad inicial de H + y la cantidad neutralizada. Para determinar [H + ] se debe
tomar en cuenta el efecto de la dilución al aumentar el volumen total de la disolución por adición de la base (que también es
una disolución).
Para el caso de un ácido débil, la reacción de neutralización se puede escribir como sigue:
CH 3 CH(OH)CH 2 CO 2 H + OH – → CH 3 CH(OH)CH 2 CO 2
– + H 2 O
La cantidad de ion hidroxibutirato, CH 3 CH(OH)CH 2 CO 2
– es igual a la cantidad de la base agregada. La cantidad del ácido,
CH 3 CH(OH)CH 2 CO 2 H, que no se ha ionizado, es la diferencia entre la cantidad inicial y la cantidad neutralizada. Entonces,
[H + ] = K aCH3 CH(OH)CH 2 CO 2 H× [CH 3CH(OH)CH 2 CO 2 H]
[CH 3 CH(OH)CH 2 CO 2
– ]
La ecuación anterior es la (17-10); las disoluciones en esta región de un ácido débil son disoluciones reguladoras.
3. El punto final: 100% de neutralización.
El pH en el punto final es igual que el de una disolución de una sal que contiene los iones que quedan en la neutralización,
NaCl o CH 3 CH(OH)CH 2 CO 2 Na. Las disoluciones de NaCl son neutras (pH = 7); sin embargo, el CH 3 CH(OH)CH 2 CO 2 Na se
hidroliza y el pH se puede calcular resolviendo los equilibrios de hidrólisis. La titulación de HC 4 H 7 O 3 –NaOH tiene un pH
mayor que 7 en el punto final, por la hidrólisis del ion hidroxibutirato.
4. Prolongación después del punto final: más de 105% de neutralización.
Con NaOH como titulante, el exceso de OH − adicional al necesario para la neutralización se acumula en la disolución.
La [OH − ] se calcula en función de este exceso y el volumen total de la [H + ] en disolución se puede calcular con la ecuación
de K w , que es la siguiente:
[H ] K w
[OH ]
No hay diferencia si el ácido titulado fue débil o fuerte.
Los puntos a menos de 5% del punto inicial o 5% del punto final se pueden calcular con los mismos equilibrios, pero ya
no serán válidas algunas de las hipótesis simplificadoras que se expusieron antes.
Los ácidos polipróticos, como el H 3 PO 4 , podrán tener dos o más puntos finales diferentes, que corresponden a la
neutralización del primero, segundo y siguientes hidrógenos. En ese caso, cada punto final se presenta a un pH diferente.
Los cálculos de las curvas de titulación de bases con un ácido fuerte (figura 17-1b) se llevan a cabo con métodos
similares.
El punto final de una titulación, que es la región del aumento más rápido en la curva de titulación, se determina
experimentalmente si se dispone de un instrumento para medir el pH después de cada adición de base. Un método más
sencillo consiste en agregar a la disolución una pequeña cantidad de un indicador seleccionado de tal modo que su
intervalo esté dentro de la parte vertical de la curva. Con esto se asegura un cambio brusco de color en el punto final.
ÁCIDOS Y BASES
PROBLEMAS RESUELTOS
17.1. Escriba las fórmulas de las bases conjugadas de los ácidos siguientes: a) HCN; b) HCO 3 − ; c) N 2 H 5
+ ; d ) C 2 H 5 OH;
e) HNO 3 .
En cada caso, la base conjugada se deduce del ácido cuando pierde un protón (H + ) que estaba unido al oxígeno muy electronegativo,
y no al carbono. Si no hay oxígeno, como en a) y en c), el protón se separará del elemento más electronegativo
al cual esté unido (el carbono y el nitrógeno, respectivamente, en estos casos).
a) CN − ; b) CO2 − 3 ; c) N 2 H 4 ; d ) C 2 H 5 O − ; e) NO−
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17.2. Escriba las fórmulas de los ácidos conjugados de las bases siguientes: a) CH 3 CO 2 H; b) HCO 3 − ; c) C 5 H 5 N
(piridina); d ) N 2 H 5
+ ; e) OH − .