3 QUIMICA Schaum

PROBLEMAS RESUELTOS 289
Comprobación de las hipótesis: La cantidad de NH 4
+ aportada por la disociación de NH3 debe ser igual a la
cantidad de OH − , o sea 1.75 × 10 −5 mol/L. Es bastante pequeña en comparación con la 0.0050 mol/L formada por
neutralización de NH 3 con HCl.
17.10. Calcule la molaridad a la cual una disolución de ácido acético está ionizada 2.0%. Para el CH 3 CO 2 H, K a =
1.75 × 10 −5 a 25°C.
CH 3 CO 2 H H + + CH 3 CO 2
–
Sea x = concentración molar de ácido acético. Entonces,
[H + ] = [CH 3 CO 2
– ] = 0.020x y [CH 3 CO 2 H] = x – 0.020x x
La aproximación está dentro del 10% por lo que se puede ignorar 0.020x.
CH 3 CO K 2
a [H ][ ]
[ CH CO H]
3 2
o sea
1.75 10 5 (0.020x)(0.020x)
x
Se despeja x:
(0.020) 2 x 1.75 10 5 o sea x 0.044
17.11. Calcule el porcentaje de ionización de una disolución de HCN (ácido cianhídrico) 1.00 M; el valor de K a del
HCN es 4.93 × 10 −10 .
HCN
H CN
Como H + y CN − están presentes en la disolución sólo como resultado de la ionización, sus concentraciones deben
ser iguales. Suponga que [H + ] que proviene de la ionización del agua no es importante.
Sea x = [H + ] = [CN − ]. Si ése es el caso, [HCN] = 1.00 − x. Suponga que x será muy pequeña en comparación con
1.00, de modo que [HCN] = 1.00, que debe estar dentro del error permitido de 10%. Entonces,
K a [H ][CN ]
[HCN]
Porcentaje de ionización
o bien 4.93 10 10 x2
1.00
HCN ionizado
HCN total
100 2.22 105 mol/L
1.00 mol/L
entonces
x 2.22 10 5
100% 0.00222%
Comprobación de las hipótesis: 1) (x = 2.22 × 10 −5 ) es muy pequeña comparada con 1.00; 2) [H + ] en agua neutra
es 1 × 10 −7 , menor que el 1% de x. También, la ionización del agua se suprime aún más por la presencia del ácido, porque
los iones hidrógeno adicionados a partir del ácido desplazan la ionización del agua hacia el agua (H 2 O H + + OH − ).
17.12. La [H + ] en una disolución de ácido benzoico 0.020 M es 1.1 × 10 −3 . Calcule K a para este ácido, C 6 H 5 CO 2 H.
C 6 H 5CO 2H
H C 6 H 5 CO 2
Como los iones hidrógeno y los iones benzoato sólo provienen de la ionización del ácido, sus concentraciones son
iguales. La aportación de H + por la ionización del agua es insignificante.
[H ] [ C 6 H 5 CO 2
] 1.1 10 3 [ C 6H 5CO 2H] 0.020 (1.1 10 3 ) 0.019
C 6 H 5 CO K 2
a [H ][ ]
(1.1 103 ) 2
6.4 10 5
[ CHCOH]
0.019
6 5 2
17.13. La constante de ionización del ácido fórmico, HCO 2 H, es 1.77 × 10 −4 . ¿Cuál es el porcentaje de ionización
de una disolución de ácido fórmico 0.00100 M?