Neutralización ácido-base 13

 

En una disolución acuosa de ácido benzoico, C6H5COOH, 0,05 M está ionizado un 3,49%. Calcula:

a)  La constante de ionización en agua de dicho ácido.

b)  El pH de la disolución que se obtiene al diluir, con agua, 3 mL del ácido 0,05 M hasta un volumen de 10 mL.

c)  El volumen de KOH 0,1 M necesario para neutralizar 20 mL del ácido 0,05 M.

 

 

Solución:

Datos: [C6H5COOH]0 = 0,05 M; α = 0,0349

a)  Reacción de ionización del ácido:

C6H5COOH (aq) ⟺ C6H5COO (aq) + H+ (aq)

Constante de ionización:

Ka = [C6H5COO]·[H+]/[C6H5COOH]

 

[C6H5COOH]

[C6H5COO]

[H+]

Concentración inicial

0,05

0

0

Concentración que se ioniza

0,05·0,0349 = 0,001745

Concentración ionizada

0,001745

0,001745

Concentración en el equilibrio

0,05 – 0,001745 = 0,048255

0,001745

0,001745

 

Ka = 0,0017452/0,048255 = 6,31·10–5

b)  Datos: V([C6H5COOH) = 3 mL; [C6H5COOH] = 0,05 M; V(disolución) = 10 mL

pH = –log [H+]

Moles de ácido benzoico que hay en 3 mL:

3 mL·(0,05 moles/1000 mL) = 1,5·10–4 moles 

Concentración del ácido benzoico en la disolución final:

[C6H5COOH] = 1,5·10–4 moles/[10 mL·(L/1000 mL)] = 0,015 M

 

[C6H5COOH]

[C6H5COO]

[H+]

Concentración inicial

0,015

0

0

Concentración que se ioniza

x

Concentración ionizada

x

x

Concentración en el equilibrio

0,015 – x

x

x

 

Ka = x2/(0,015 – x) = 6,31·10–5

Como la constante es tan pequeña podemos suponer que 0,015 – x ≈ 0,015 y de esta forma se facilitan los cálculos.

x2 = 0,015·6,31·10–5 = 9,465·10–7

[H+] = 9,73·10–4

pH = –log 9,73·10–4 = 3,01

c)  Dato: [KOH] = 0,1 M; V(C6H5COOH) = 20 mL; [C6H5COOH] = 0,05 M  .

Reacción de neutralización:

C6H5COOH + KOH → C6H5COOK + H2O

Según la reacción química se necesita un mol hidróxido por cada mol de ácido.

Moles de ácido:

0,20 mL·(0,05 mol/1000 mL) = 1·10–5 moles

Los moles de hidróxido que reaccionan serán los mismos que los del ácido es decir, 1·10–5 moles.

Volumen de KOH:

1·10–5 moles·(1000 mL/0,1 mol) = 0,1 mL

 

 

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