Resolución del segundo examen intersemestral

1.De un frasco de laboratorio con ácido clorhídrico con una concenración molar 6M, se toman 2 ml y se aforan a un volumen de 5 litros . Calcular el pH.

a) convertir los ml a litros 2ml son 0.002 Litros

b)determinar los moles

0.002litros6mollitro =0.012moles

c) considerar esos moles disueltos en el volumen planteado y calcular la concentración molar.

0.012moles5litro =0.0024M A esta concentración molar considerarla igual a la concentración de iones

hidrógeno disueltos. (debido a que es un ácido fuerte y se disocia al 100%)

d)Determinar el pHpH=−log [0.0024 ]=2.6

2.-Se toman 3ml de una botella de ácido etanoico con un concentración molar de 6M y se aforan a un volumen de 10L, si la constante de acidez es de 1.8x10-5 calcular el pH de la solución.

a)Convertir los ml a Litros3ml son 0.003 Litros

b)Calcular los moles en ese volumen

0.003L6moleslitro =0.018moles

c)Utilizando la fórmula para calcular el pH de ácidos débiles se calcula el pH.pH= pKaconc.del ácido

para ello determinamos la pKa , la pKa es: pKa=−log Ka pKa=−log 1x10−5=3.74sustituyendo:pH=3.74 x 0.018=0.259

3- Se elabora una solución disolviendo 0.2 moles de acetato de sodio y 0.3 moles de ácido acético glacial, todo en un volumen de 2 litros. Calcular el pH que tiene la solución si la constante de acidez es de 1.8x10-5.

Usamos la ecuación de Henderson Hasselbach, ya que tenemos las dos especies, el ácido débil y su base conjugada, y esto se refiere a un buffer.

a) Usando la ecuación de Henderson Hasselbach y sustituyendo el valor de pKa de 4.74

pH= pKalog conc.baseconc.acido pH=4.74log0.20.3=4.56

4-Se toman 2ml de ácido acético glacial con una concentración 6M y se afora a 1 litro , posteriormente se agregan 0.1 moles de hidróxido de sodio. Calcular el pH que tiene la solución.

a)Se determinan los moles de ácido que se tomaron conviertiendo primero los ml a litros.2ml son 0.002Litros

0.002Litros6molesLitro =0.012moles

b)Se plantea la neutralización del ácido con el hidróxido de sodio.etapas HA + OH → A-

inicio 0.01 0.1 0cambio -0.01 -0.01 (+)0.01equilibrio 0.09 0.01

Con lo que se ve que la concentración de iones OH es la que impone el pH

c)Calculamos la concentración de iones H+ a partir de la concentración de iones OH- y usando el producto ionico del agua.

[H+][OH-]=1x10-14

de donde despejamos [H+]

[H1]=1x10−14

[OH−1] =¿ [H1]=1x10−14

0.09 =1.11x10−13M

d)Sacamos pH pH=−log 1.11x10−13=12.95

5- Se colocan 2g de hidróxido de sodio en un matraz y se afora a 500mL, calcular el pH de la solución.

a)Convertimos los 2g a moles usando la masa molar del hidróxido de sodio.

Para ello determinamos la fórmula y auxiliandonos de la tabla periódica.

NaOH1 sodio con masa de 23g/mol1 oxígeno con masa de 16g/mol1 hidrógeno con masa de 1g/mol

23+16+1=40 g/mol

2g1mol40g =0.05moles

b) Convertimos los 500ml a Litros recorriendo el punto decimal 500ml son 0.5Litros

c) Calculamos la concentración

0.05moles0.5Litros =0.1M

d) Consideramos que el hidróxido de sodio se disocia en NaOH →Na +1 + OH -1 y la concentración del NaOH es igual a la concentración de iones OH-1, entonces la concentración de iones OH-1 es de 0.1M, de modo que debemos calcular la concentración de iones H+1 a partir del producto iónico del agua.

[H1][OH−1]=1x10−14 Despejamos [H+1] [H1]=1x10−14

[OH−1] =.

sustituyendo:

[H1]=1x10−14

0.1 =1x10−13.M

Calculamos el pH

pH=−log 1x10−13=13

6- Se requiere elaborar un buffer con un pH de 6 con ácido etanoico y con acetato de sodio para obtener un volumen de 1L y una concentración de 1M, Calcular cuanto hay que poner de cada sustancia si la densidad del ácido es de 1.04g/ml.

a) Aplicando la ecuación de Henderson Hasselbach

pH= pKalog conc.Baseconc.Acido =. El pKa ya había sido calculado y era de 4.74 sustituyendo y

despejando log.

6=4.74log conc.Baseconc.Acido Despejamos: log conc.Baseconc.Acido =6−4.74=1.26 aplicamos el inverso

de logaritmo para quitarlo del miembro izquierdo.

conc.Baseconc.Acido =101.26 Calculamos el valor de 10 1.26=18.2

b)Consideramos que la suma de las concentraciones del ácido y de la base deben ser, según los datos, de 1M.Conc.Base + conc. Ácido = 1Mdespejamos la concentración de la base.

Conc.Base=1-Conc.Ácidoc) Sustituimos este valor en la ecuación anterior.

1−Conc.Ácidoconc.Acido =18.2 Despejamos la concentración del ácido, para ello multiplicamos toda la

ecuación por la concentración del ácido.1-Conc.Ácido= 18.2(conc.Ácido)

despejamos la concentración del ácido.18.2(Conc.Ácido)+Conc.Ácido=1(Conc.Ácido)(18.2+1)=1

Conc.Acido= 118.21= 1

19.2=0.05M

d)Calculamos la concentración de la base la cual equivale a [base]=1-[ácido]Con.Base=1-0.05=0.95M

e)Calculamos la cantidad de ml de ácido que se necesitanPara ello necesitamos calcular la masa molar del ácido.

Su fórmula es : HC2H3O2

por lo que hay 4 hidrógenos con masa de 1 cada uno por lo tanto 4x1=42 carbonos con masa de 12 cada uno por lo tanto 2x12=242 oxígenos con masa de 16 cada uno por lo tanto 2x16=32

lo que da una masa de: 4+24+32=60g/mol

Consideramos que el volumen de disolución es de 1 litro y que la densidad del ácido es de 1.04g/ml y

1Litro0.05molesLitro 60g

1mol=3g Usando la densidad ... 3g 1ml1.04g =2.88ml que son los ml de

ácido que hay que tomar.

f)Calculamos la cantidad en gramos que se necesitan de acetato de sodio.Primero determinamos la masa molar del acetato de sodio.Su fórmula es:NaC2H3O2 de donde se ve que hay 1 sodio, 2 carbonos, 3 hidrógenos y 2 oxígenos.Con lo que la masa es : 1(masa del sodio =23)=23, 2(masa del carbono=12)=24, 3(masa del hidrógeno=1)=3, 2(masa del oxígeno=16)=32.Por lo tanto la masa molar es 23+24+3+32=82g/mol

consideramos el volumen de disolución y la concentración, así como la masa molar...

1Litro0.95molesLitro 82g

1mol =77.9 gramos que son los gramos que de acetato debemos poner.