Universidad Tecnolgica MetropolitanaQumica Industrial 1 Hidrlisis 1.Algunassalesproducendisolucionesacuosascidasobsicas.Aestoseleconocecomo HIDRLISIS. Estas sales, una vez disueltas en agua tienden a formar el cido o la base dbil del cual provienen. 2.En general, los aniones liberan OH, por lo que se espera una solucin bsica. Ejemplo: 3 2 3pH > 7Anin cido dbilCH COO H O CH COOH OH + + 3.Los cationes liberan H3O+, por lo que se espera un pH cido. Ejemplo: 4 2 3 3Catin Base dbil pH < 7NH H O NH H O+ ++ + 4.La sal que se forman por la combinacin de: cido y Base fuerte: No se hidroliza, dando pH neutro. cido dbil y Base fuerte: Se hidroliza, dando pH bsico. cido fuerte y Base dbil: Se hidroliza, dando pH cido. cido dbil y Base dbil: Ambos se hidrolizan, el pH depende de Ka y Kb. 5.La expresin de la constante de hidrlisis para los cidos es: whaKKK= en donde: Kh es la constante de hidrlisis. Kw es la constante del agua: 141 10 . Ka es la constante de acidez. Cada cido posee su propia constante de acidez y vara segn los tomos de hidrgeno que posea. 6.La expresin de la constante de hidrlisis para las bases es: whbKKK= en donde: Kh es la constante de hidrlisis. Kw es la constante del agua: 141 10 . Kb es la constante de basicidad. Universidad Tecnolgica MetropolitanaDallits Sagredo Oyarce Qumica Industrial 2 Ejercicios 1.Justifique el carcter cido, bsico o neutro de las siguientes sales: a)NaCN: 2NaCN Na CNse hidrolizaCNH OHCN + OHpH > 7+ ++ b)NH4Cl: 4 44 2 3 3NH Cl NH ClNHH ONH + H OpH < 7+ + + ++ c)Na2SO4: 22 4 4Na SO Na SO pH neutro+ + 2.Calcular el pH de una solucin 0.02 M de CH3COONa ( )5a 3KCH COOH 1.8 10= 3 30.02 M0.02 M 0.02 M3 2 30.02 M 1410 wh h 5a3h321011 2116CH COONa CH COO NaCH COO H O CH COOH OHK 1 10K K 5.55 10K 1.8 10CH COOH OHKCH COO5.55 100.021.11 101.11 103.33 10Mxx xxxxx + ++ += = = (( = ( = = = x = 6pOH =logOH pH = 14 pOHpOH =log 3.33 10 pH = 145.47pOH = 5.4 pH = 8.5 7 3 ( Universidad Tecnolgica MetropolitanaDallits Sagredo Oyarce Qumica Industrial 3 3.Sedisuelve0.1moldeNaCNenaguahastaobtener1Ldesolucin.CalcularelpHdela solucin. ( )10aKHCN 7.2 10= 0.1 M 0.1 M 0.1 M20.1 M 145 wh h10ah256 263 NaCN = 0.1 MNaCN Na CNCN H O HCN OHK 1 10K K 1.38 10K 7.2 10HCN OHKCN1.38 100.11.38 101.38 101.17 10Mx x xxxxxx+ ( ++ += = = (( = ( = = = = 3pOH =logOH pH = 14 pOHpOH =log 1.17 10 pH = 142.93pOH = 2.93 pH = 11.07 ( Universidad Tecnolgica MetropolitanaDallits Sagredo Oyarce Qumica Industrial 4 4.Determinar la [ ] en g/L y Kh de una solucin de NH4Cl de pH 6.21 ( )5b 3KNH 1.77 10= . 1410 10 wh h5b10hK 1 10K K 5.649 10 5.65 10K 1.77 10K=5.65 10 = = = ~ ( )7 774 44 2 3 36.16 10M 6.16 10M3h4271010Si el pH = 6.21 entonces laH 6.16 10M.Entonces:NH Cl NH+ ClNH+ H ONH+H ONH HKNH6.16 105.65 103.5.65 10C xx + + + + ++ ( = (( = ( = =41313104NH Cl44 479 103.79 105.65 10moles6.70 10MLgPM57.5 mol1 mol NH Cl 6.70 10moles NH Clg0.035 L53.5 gxxxx= = == Universidad Tecnolgica MetropolitanaDallits Sagredo Oyarce Qumica Industrial 5 5.Calcular el pH del agua de una piscina de 75 m3 de capacidad a la que se aaden 150 g de NaClO. ( )8aKHClO 3 10= 5 5 533 3NaClO552.68 10M 2.68 10M 2.68 10M2.68 101 m 1000 L1 m 75 m75000 L1000 LgPM 74.5 mol1 mol 2.01 moles2.01 moles 2.68 10M74.5 g 150 g 75000 L 1 L NaClO = 2.68 10MNaClO Na ClOClOxx x + == == = ( +| |52 M 147 wh h 8ah27512 2125H O HClOOHK 1 10K K 3.33 10K 3 10HCN OHKCN3.33 102.68 108.92 108.92 102.98 10Mx x xxxxxx+ += = = ( = ( = = = = 5pOH =logOH pH = 14 pOHpOH =log 2.98 10 pH = 144.52pOH = 4.5 pH = 9.4 2 8 ( Universidad Tecnolgica MetropolitanaDallits Sagredo Oyarce Qumica Industrial 6 6.Se disponen de 300 mL de NH4Cl de pH 5.89 ( )5b 3KNH 1.77 10= . Calcular: a) g 300 mLb) M de la solucin 1410 wh h5bK 1 10K K 5.88 10K 1.7 10= = = ( )6 664 44 2 3 31.28 10M 1.28 10M3h4261010Si el pH = 5.89 entonces laH 1.28 10M.Entonces:NH Cl NH+ ClNH+ H ONH+H ONH HKNH1.28 105.88 101.5.88 10C xx + + + + ++ ( = (( = ( = =121210334444 463 101.63 105.88 102.77 10M2.77 10moles8.31 10moles NH Cl1000 mL 300 mL1 mol NH Cl 8.31 10moles NH Clg0.044 300 mL53.5 gxxxxx= == = Universidad Tecnolgica MetropolitanaDallits Sagredo Oyarce Qumica Industrial 7 SolucionesAmortiguadoras 1.Tambin se conocen como SOLUCIONES TAMPONES O BUFFER. Estas soluciones tienen la particularidad de que a pesar de aadir un cido o unabase su pH se mantiene o vara muy poco. 2.Los componentes de una solucin amortiguadora pueden ser: a)cido dbil y su base conjugada. Ejemplo: CH3COOH / CH3COO b)Base dbil y su cido conjugado. Ejemplo: NH3 / NH4+ 3.La eficiencia de una solucin tampn depende de las concentraciones de los componentes, siendo mayor cuando stas son iguales. Ejemplo: Al tener una solucin buffer de HAc 0.1 M / Ac 0.1 M habr mayoreficienciaya que sus concentraciones son iguales. Ejemplo 1: Interpretacin del pH segn constante de acidez. CulserelpHdeunasolucintampnformadapor0.350moldeHAcy0.350moldeNaAcen agua hasta hacer 600 mL de solucin? (5aKHAc 1.8 10= ) a) Calcular la [M] del cido actico y del acetato de sodio. 0.350 moles HAc0.58 M600 mL 1000 mL0.350 moles NaAc0.58 M600 mL 1000 mLxx= = b)Disocie la sal.3 30.58 M0.58 M 0.58 MCH COONa CH COO Na + + c)Disocie el cido e interprete el Efecto del ion comn. +3 30.58 M 0.58 M + CH COOH CH COO Hx xx + Universidad Tecnolgica MetropolitanaDallits Sagredo Oyarce Qumica Industrial 8 d)Procedaausarlaconstantedeacidez paraefectodeclculode[H+]. Recuerdequealcalcular[H+],eslo mismo que calcular la [M]. 3a35CH COO HKCH COOH0.581.8 10 + (( = ( = 0.58x51.8 10M H x + ( = = e)Calcule el pH de la solucin. +5pH =logHpH = pH = 4.74log 1.8 10 ( f)CONCLUYA. Cuando las concentraciones son iguales, el pH depende del valor de la constante de acidez. Ejemplo 2: Variacin del pH de una Solucin Buffer al aadir un cido. Se tienen 250 mL de solucin que contiene 0.350 M de HAc y 0.350 M de NaAc. Calcular la variacin que sufrir el pH si se aaden 30 mL de HCl 0.1 M. a)Calcule el nmero de moles que hay del cido, de la sal y del cido que se aade. 0.350 moles HAc0.087 moles HAc1000 mL 250 mL0.350 moles NaAc0.087 moles NaAc1000 mL 250 mL0.1 mol HCl0.003 moles HCl1000 mL 30 mLxxx= = = Universidad Tecnolgica MetropolitanaDallits Sagredo Oyarce Qumica Industrial 9 b)Calculelosmolestotalesdecidoydesalqueexisten.InterpretelaadicincomoSE AADI HCl esto quiere decir que se agreg H+ al sistema, por ende se debe sumar losmolesdecidoacticoconlosmolesdecidoclorhdricoagregados.Porotraparte, debemos sustraer los moles de sal con los moles de HCl agregados. 0.087 moles HAc 0.087 moles NaAc+ 0.003 moles HCl 0.003 moles HCl0.090 moles totales H 0.084 moles totales Ac+ c)A los moles totales obtenidos anteriormente calcule su [M]. (250 mL + 30 mL aadidos)(250 mL + 30 mL aadidos)0.090 moles HAc0.32 M280 mL 1000 mL0.084 moles NaAc0.3 M280 mL 1000 mLxx= = d)Disocie el cido e interprete nuevamente el Efecto del Ion Comn +3 30.32 M 0.3 M + CH COOH CH COO Hx xx + e)Procedaausarlaconstantedeacidez para efecto de clculo de [H+]. 3a3565CH COO HKCH COOH0.3 1.8 100.325.76 10M 0.3 1.92 10M Hxxx + + (( = ( = = ( = = f)Calcule el pH de la solucin +5pH =logHpH =log 1.92 10pH = 4.72 ( Universidad Tecnolgica MetropolitanaDallits Sagredo Oyarce Qumica Industrial 10 g)Calcule la variacin del pH de la solucin. Recuerde que en el Ejemplo 1 se obtuvo que el pH delasolucinbufferera4.74(dependiendoslodeKayaquelas[M]decidoysaleran idnticas),entoncesapartirdeestedatodebecalcularsudelta,segnloobtenidoenelpaso anterior. pH 4.74 4. pH 02.027 A== A Ejemplo 3: Variacin del pH de una Solucin Buffer al aadir una Base. Setienen250mLdeunasolucin0.450MdeHAcy0.450MdeNaAc.CalcularelpHalaadir 30 mL de NaOH 0.1 M a)Calcule el nmero de moles que hay del cido, de la sal y de la base que se aade. 0.450 moles HAc0.1125 moles HAc1000 mL 250 mL0.450 moles NaAc0.1125 moles NaAc1000 mL 250 mL0.1 mol NaOH0.003 moles NaOH1000 mL 30 mLxxx= = = b)Calculelosmolestotalesdecidoydesalqueexisten.InterpretelaadicincomoSEAADINaOHestoquieredecirqueseagregOHalsistema(osea,seaadi ms sal porque sta se hidroliza), por ende se debe sumar los moles de acetato de sodio con losmolesdehidrxidodesodioagregados.Porotraparte,debemossustraerlosmolesdel cido actico con los moles de NaOH agregados. 0.1125 moles NaAc 0.1125 moles HAc+ 0.003 moles NaOH 0.003 moles NaOH0.1155 moles totales Ac 0.1095 moles totales H + Universidad Tecnolgica MetropolitanaDallits Sagredo Oyarce Qumica Industrial 11 c)A los moles totales obtenidos anteriormente calcule su [M]. (250 mL + 30 mL aadidos)(250 mL + 30 mL aadidos)0.1095 moles HAc0.39 M280 mL 1000 mL0.1155 moles NaAc0.41 M280 mL 1000 mLxx= = d)Disocie el cido e interprete nuevamente el Efecto del Ion Comn +3 30.39 M 0.41 M + CH COOH CH COO Hx xx + e)Procedaausarlaconstantedeacidez para efecto de clculo de [H+]. 3a3565CH COO HKCH COOH0.41 1.8 100.397.02 10M 0.41 1.71 10M Hxxx + + (( = ( = = ( = = f)Calcule el pH de la solucin. +5pH =logHpH =log 1.71 10pH = 4.76 ( g)Calcule la variacin del pH teniendo siempre en cuenta el valor inicial del pH segn Ka. pH 4.76 4. pH 04.027 A== A