Anterior

3. Posa't a prova


 Es prepara una solució aquosa d’àcid fòrmic, HCOOH, barrejant 4,60 g d’aquest àcid amb aigua en un vas de precipitats. Després, la solució es transvasa quantitativament a un matràs aforat de 500 mL i s’enrasa amb aigua. Es mesura experimentalment el pH de la solució a 25 °C i s’obté un valor de 2,22.
DADES: Masses moleculars relatives: H = 1; O = 16; C = 12 

a)  Escriviu la reacció de dissociació de l'àcid fòrmic en aigua i indiqueu quines de les espècies que intervenen en la reacció, tant reactius com productes, actuen d’àcid i quines de base. 

b)  Calculeu les concentracions de les espècies presents en l’equilibri.

c)  Calculeu el valor de la constant d'acidesa de l'àcid fòrmic.

d)  Quina hauria de ser la concentració d’una solució d’àcid clorhídric perquè tingués el mateix pH que la solució d’àcid fòrmic anterior?

Sol.: b) [H3O+] = [HCOO-] = 6,026 · 10-3 mol·L-1; [HCOOH] = 0,1940 mols/L; c) Ka = 1,87 · 10-4;d) c = 6,026 · 10-3 mol·L-1

 Es prepara una solució aquosa d’àcid fòrmic, HCOOH, barrejant 4,60 g d’aquest àcid amb aigua en un vas de precipitats. Després, la solució es transvasa quantitativament a un matràs aforat de 500 mL i s’enrasa amb aigua. Es mesura experimentalment el pH de la solució a 25 °C i s’obté un valor de 2,22.
DADES: Masses moleculars relatives: H = 1; O = 16; C = 12 

a)  Escriviu la reacció de dissociació de l'àcid fòrmic en aigua i indiqueu quines de les espècies que intervenen en la reacció, tant reactius com productes, actuen d’àcid i quines de base. 

La reacció de dissociació de l'àcid fòrmic en aigua és la següent:


                   HCOOH    +     H2O     ↔       HCOO-                +         H3O+ 

                      Àcid               Base             Base conjugada    Àcid conjugat


b) Calculeu les concentracions de les espècies presents en l’equilibri.

A partir de la dada del pH, podem calcular la concentració de l'ió H3O + a l'equilibri.


   [ H3O+ ]  = 10 -pH  =  10 -2,22  = 6,026 · 10-3 mol· L-1


i tenint present el nombre de mols inicials d'àcid fòrmic  i l'equilibri de dissociació de l'àcid fòrmic:

grams inicials d'àcid fòrmic = 4,60 g

M (àcid fòrmic) = 46 g/mol

n = 4,60/ 46 = 0,1mols


Reacció de dissociació
      reacció               HCOOH      +      H2O     ↔       HCOO-            +     H3O+           
mols inicials0,100
mols que reaccionen-XXX
 mols a l'equilibri0,1 - XXX
concentració a l'equilibri(0,1 - X)/0,5X/0,5X/0,5


sabem que, a l'equilibri:

[ H3O+ ]  = 6,026 · 10-3 mol· L-1 = [H3O+] 

[ H3O+ ]  = X/0,5 

per tant:

6,026 · 10-3 = X/0,5 

X = 3,013 · 10-3 mols/L

[HCOOH] = (0,1 -X)/0,5 = (0,1 - 3,013 · 10-3 )/0,5 = 0,1940 mols/L

c)   Calculeu el valor de la constant d'acidesa de l'àcid fòrmic.

Ka espacio igual espacio fracción numerador corchete izquierdo HCOO elevado a menos corchete derecho espacio por espacio corchete izquierdo normal H subíndice 3 normal O elevado a más corchete derecho entre denominador espacio corchete izquierdo HCOOH corchete derecho fin fracción espacio igual fracción numerador 6 coma 026 por espacio 10 elevado a menos 3 fin elevado espacio por espacio 6 coma 026 por espacio 10 elevado a menos 3 fin elevado entre denominador 0 coma 1940 fin fracción espacio igual espacio 1 coma 87 espacio por espacio 10 elevado a menos 4 fin elevado

(Recordeu que les constants d'equilibri Kp i Kc s'expressen sense unitats)

d)  Quina hauria de ser la concentració d’una solució d’àcid clorhídric perquè tingués el mateix pH que la solució d’àcid fòrmic anterior?
L'àcid clorhídric és un àcid fort, i per tant, la seva reacció amb aigua està totalment desplaçada cap a la dreta (formació d'ions oxoni):

                    HCl   +     H2O    →       H3O+ + Cl -

Inicial           c
Final            ---                                    c          c



Si es vol tenir el mateix pH que la solució anterior d'àcid fòrmic, la concentració d'ions oxoni ha de ser: pH = 2,22 

 [ H3O+ ]  = 10 -pH  =  10 -2,22  = 6,026 · 10-3 mol· L-1

Per aconseguir aquesta concentració d'ions oxoni la concentració inicial d'una solució de HCl ha de ser la mateixa.

Concentració de HCl = c=  6,026 · 10-3 mol· L-1


Sol.: b) [H3O+] = [HCOO-] = 6,026 · 10-3 mol·L-1; [HCOOH] = 0,1940 mols/L; c) Ka = 1,87 · 10-4;d) c = 6,026 · 10-3 mol·L-1



L'anilina (C6H5-NH2), coneguda com a fenilamina o aminobenzè, és un compost orgànic líquid, d'una olor característica, que en solució aquosa es comporta com una base feble.

 Es disposa d'una solució d’anilina 0,1 M (Kb = 4,6·10-10 ). 

Es demana: 

a) Expliqueu raonadament perquè l'anilina és una base, segons el model de Brönsted-Lowry.          

b) Calculeu les concentracions de les espècies presents en l’equilibri.

c) Calculeu el pH i pOH de la solució.

d) Dels pictogrames  de perillositat, indiqueu-ne tres que creieu que es troben en una ampolla d'anilina. Expliqueu de quins perills ens alerten.


L'anilina (C6H5-NH2), coneguda com a fenilamina o aminobenzè, és un compost orgànic líquid, d'una olor característica, que en solució aquosa es comporta com una base feble.

 Es disposa d'una solució d’anilina 0,1 M (Kb = 4,6·10-10 ). 

Es demana: 

a)  Expliqueu raonadament perquè l'anilina és una base, segons el model de Brönsted-Lowry. 


                          C6H5-NH2   +  H2O     ↔   C6H5-NH3+        +    OH- 

                                Base           Àcid            Àcid conjugat      Base conjugada 
          

b) Calculeu les concentracions de les espècies presents en l’equilibri.


Reacció de dissociació
        reacció         C6H5-NH2               +  H2O     ↔     C6H5-NH3+            +    OH-               
concentració inicial   0,1 
--
concentració que reacciona-XXX
concentració a l'equilibri0,1 - XXX


K normal b espacio igual espacio fracción numerador corchete izquierdo normal C subíndice 6 normal H subíndice 5 menos NH subíndice 3 elevado a más corchete derecho espacio por espacio corchete izquierdo OH elevado a menos corchete derecho entre denominador espacio corchete izquierdo normal C subíndice 6 normal H subíndice 5 menos NH subíndice 2 corchete derecho por espacio corchete izquierdo normal H subíndice 2 normal O corchete derecho fin fracción espacio igual fracción numerador normal X espacio por espacio normal X entre denominador 0 coma 1 menos normal X fin fracción espacio igual espacio 4 coma 6 espacio por espacio 10 elevado a menos 10 fin elevado espacio fracción numerador normal X espacio por espacio normal X entre denominador 0 coma 1 menos normal x fin fracción espacio igual espacio 4 coma 6 espacio por espacio 10 elevado a menos 10 fin elevado normal X espacio igual espacio 6 coma 8 espacio por espacio 10 elevado a menos 6 fin elevado espacio mols dividido por normal L

[ C6H5-NH3+]     =  [OH-] = 6,8 · 10-6  mols/L


[ C6H5-NH2 ] = 0,1 - X = 0,1 -  6,8 · 10-6   = 0,099 mols/L 

c)  Calculeu el pH i pOH de la solució.

pOH = -log X = - log [ 6,8 · 10-6  ] = 5,16

pH = 14 -pOH = 8,83

d)  Dels pictogrames  de perillositat, indiqueu-ne tres que creieu que es troben en una ampolla d'anilina. Expliqueu de quins perills ens alerten.

1- Toxicitat aguda

2- Corrosiu

3- Perillós per aspiració

4-Perillós per al medi ambient




  


 L'àcid làctic, CH3-CHOH-COOH, és un àcid feble monopròtid. 

Es prepara una solució dissolent 2,25 g d'àcid làctic en aigua fins a completar 0,5 dm3 de solució i es mesura el pH de la solució, que és: pH = 2,59.

Es demana:

a)  Escriviu la reacció de dissociació de l'àcid làctic en aigua i indiqueu quines de les espècies que intervenen en la reacció, tant reactius com productes, actuen d’àcid i quines de base. 

b) Calculeu les concentracions de les espècies presents en l’equilibri.

c)   Calculeu el valor de la constant d'acidesa de l'àcid làctic.

d)  Calculeu el grau de dissociació de les molècules d'àcid làctic expressat en %.

Sol.: b) [H3O+] = [CH3-CHOH-COO-] = 2,57 · 10-3 mol·L-1; [CH3COOH] = 0,0474 mol·L-1; c) Ka = 1,4 · 10-4;d) 5,2%

 L'àcid làctic, CH3-CHOH-COOH, és un àcid feble monopròtid. 

Es prepara una solució dissolent 2,25 g d'àcid làctic en aigua fins a completar 0,5 dm3 de solució i es mesura el pH de la solució, que és: pH = 2,59.

Es demana:

a)  Escriviu la reacció de dissociació de l'àcid làctic en aigua i indiqueu quines de les espècies que intervenen en la reacció, tant reactius com productes, actuen d’àcid i quines de base. 

La reacció de dissociació de l'àcid làctic en aigua és la següent:


                   CH3-CHOH-COOH   +  H2O     ↔   CH3-CHOH-COO-        +     H3O+ 

                                  Àcid                  Base            Base conjugada           Àcid conjugat


b)  Calculeu les concentracions de les espècies presents en l’equilibri.

A partir de la dada del pH, podem calcular la concentració de l'ió H3O+ a l'equilibri.


   [ H3O+ ]  = 10 -pH  =  10 -2,59  = 2,57 · 10-3 mol· L-1


i tenint present el nombre de mols inicials d'àcid làctic i l'equilibri de dissociació de l'àcid làctic:

grams àcid = 2,25 g

M àcid = 90 g/mol

n = 2,25/ 90 = 0,025 mols

Reacció de dissociació
      reacció                CH3-CHOH-COOH      +      H2O     ↔       CH3-CHOH-COO-            +     H3O+           
mols inicials0,02500
mols que reaccionen-XXX
 mols a l'equilibri0,025 - XXX
concentració a l'equilibri(0,025 - X)/0,5X/0,5X/0,5


sabem que, a l'equilibri:

[ H3O+ ]  = 2,57 · 10-3 mol· L-1 = [H3O+] 

[ H3O+ ]  = X/0,5 

per tant:

2,57 · 10-3 = X/0,5 

X = 1,29 · 10-3 mols/L

[CH3-CHOH-COOH] = (0,025 -X)/0,5 = (0,025 - 1,29 · 10-3 )/0,5 = 0,0474 mols/L


c)   Calculeu el valor de la constant d'acidesa de l'àcid làctic.

K a espacio igual espacio fracción numerador corchete izquierdo C H subíndice 3 menos C H O H menos C O O elevado a menos corchete derecho espacio por espacio corchete izquierdo H 3 O elevado a más corchete derecho entre denominador espacio corchete izquierdo C H subíndice 3 menos C H O H menos C O O H corchete derecho fin fracción espacio igual fracción numerador 2 coma 57 espacio por espacio 10 elevado a menos 3 fin elevado espacio por espacio 2 coma 57 espacio por espacio 10 elevado a menos 3 fin elevado entre denominador 0 coma 0474 fin fracción espacio igual espacio 1 coma 4 espacio por espacio 10 elevado a menos 4 fin elevado


d)   Calculeu el grau de dissociació de les molècules d'àcid làctic expressat en %.


normal alfa espacio igual espacio fracción normal X entre normal n subíndice normal o espacio igual espacio fracción numerador 1 coma 29 espacio por espacio 10 elevado a menos 3 fin elevado entre denominador 0 coma 025 fin fracción espacio igual 0 coma 052 El espacio tant espacio per espacio cent espacio de espacio molècules espacio ionitzades espacio és espacio de espacio 5 coma 2 porcentaje 


Sol.: b) [H3O+] = [CH3-CHOH-COO-] = 2,57 · 10-3 mol·L-1; [CH3COOH] = 0,0474 mol·L-1; c) Ka = 1,4 · 10-4;d) 5,2%




  






Anterior