3 QUIMICA Schaum

PROBLEMAS SUPLEMENTARIOS 309
17.95. La etilendiamina, NH 2 C 2 H 4 N 2 , es una base a la que se pueden adicionar uno o dos protones. Los valores sucesivos de pK b
para la reacción de la base neutra y del catión monovalente (+1) con agua son 3.288 y 6.436, respectivamente. En una
disolución de etilendiamina 0.0100 M, ¿cuáles son las concentraciones del catión con una carga y del catión con carga
doble?
Resp. 2.03 × 10 −3 mol/L, 3.66 × 10 −7 mol/L
17.96. Suponga que se agregara 0.0100 mol de NaOH a un litro de la disolución del problema anterior. ¿Cuáles serían las concentraciones
de los cationes con una carga y con carga doble, después de la adición?
Resp. 5.1 × 10 −4 M, 1.88 × 10 −8 M
17.97. Suponga que en el problema anterior, en lugar de agregar 0.0100 mol de NaOH, se agregara 0.0100 mol de HCl a la disolución.
Calcule las concentraciones molares del catión con una carga, el catión con doble carga y la etilendiamina neutra.
Resp. 0.010; 2.7 × 10 −4 ; 2.7 × 10 −4
17.98. Los valores de pK 1 y pK 2 para el ácido pirofosfórico son 0.85 y 1.49, respectivamente. Sin tener en cuenta las disociaciones
tercera y cuarta de este ácido tetraprótico, ¿cuál sería la concentración del anión con carga doble en una disolución del ácido
0.050 M?
Resp. 1.5 × 10 −2 M
17.99. ¿Cuál es [CO2 − 3 ] en una disolución de Na 2 CO 3 0.00100 M, después de que las reacciones de hidrólisis hayan llegado al
equilibrio? Para el H 2 CO 3 , K 1 = 4.30 × 10 −7 y K 2 = 5.61 × 10 −11 .
Resp. 6.6 × 10 −4
17.100. Calcule el pH de una disolución de NaH 2 PO 4 0.050 M, y de otra de Na 3 PO 4 0.00200 M. Para el H 3 PO 4 , K 1 , K 2 y K 3 = 7.52
× 10 −3 , 6.23 × 10 −8 y 4.5 × 10 −12 , respectivamente.
Resp. 4.7, 11
17.101. El ácido cítrico es un ácido poliprótico cuyos valores de pK 1 , pK 2 y pK 3 son 3.15, 4.77 y 6.39, respectivamente. Calcule
las concentraciones de H + del anión con carga sencilla, del anión de carga doble y del anión de carga triple, en ácido cítrico
0.0100 M.
Resp. 2.3 × 10 −3 M; 2.3 × 10 −3 M; 1.7 × 10 −5 M; 2.9 × 10 −9 M
17.102. El aminoácido glicina, NH 2 CH 2 COOH, es básico, por su grupo −NH 2 y es ácido por su grupo —COOH. Por un proceso
equivalente a la disociación de una base, la glicina puede ganar un protón adicional y formar + NH 3 CH 2 COOH. Se puede
considerar que el catión que resulta es un ácido diprótico, porque puede perder un protón del grupo —COOH y uno del
grupo —NH + 3 , que tiene carga positiva. Los valores de pK a para estos procesos son 2.35 y 9.78, respectivamente. En una
disolución de glicina neutra 0.0100 M, ¿cuál es el pH y el porcentaje de glicina que está en la forma catiónica, en el equilibrio?
Resp. 6.14, 0.016%
DISOLUCIONES REGULADORAS, INDICADORES Y TITULACIONES
17.103. Se preparó una disolución reguladora disolviendo 0.0200 mol de ácido propiónico y 0.0150 mol de propionato de sodio en
la suficiente cantidad agua para formar 1 L de disolución. a) ¿Cuál es el pH de la disolución reguladora? b) ¿Cuál sería el
cambio en el pH si se adicionara 1.0 × 10 −5 mol de HCl a 10 mL de la disolución reguladora? c) ¿Cuál sería el cambio en
el pH si se adicionara 1.0 × 10 −5 mol de NaOH a 10 mL de la disolución reguladora? El valor de K a para el ácido propiónico
es 1.34 × 10 −5 .
Resp. a) 4.75; b) −0.05; c) +0.05
17.104. El compuesto básico imidazol tiene un valor de K b = 1.11 × 10 −7 . a) ¿Qué cantidad debe mezclarse de HCl 0.0200 M y
de imidazol 0.0200 M para tener 100 mL de una disolución reguladora con pH = 7.00? b) Si la disolución reguladora que
resulta se diluyera a 1 L, ¿cuál sería el pH de la disolución reguladora diluida?
Resp. a) 34 mL de ácido y 66 mL de base; b) 7.00
17.105. En la titulación de HCl con NaOH, representada en la figura 17-1a, calcule el pH después de agregar un total de 20.0, 30.0
y 60.0 mL de NaOH.
Resp. 1.37; 1.60; 11.96