Secundaria Ácidos y Bases

[The Higgs Particle]

"Se añaden 1,08 g de HClO₂ a 427 mL de una disolución de NaClO₂ 0,015 M. Admitiendo que el volumen de la disolución no varía, calcular las concentraciones finales de todas las especies presentes sabiendo que la constante de ionización del HClO₂ vale Ka = 1,1 · 10^-2.

Calculo los moles
$N(HClO_2) = 0,016 mol$; $N(NaClO_2) = 6,405 \cdot {10}^{-3} (mol)$

No sé cuál es la reacción que hay que poner (si es que hay que hacerlo así)

[The Higgs Particle]

Re: Ácidos y Bases

No sé si es esto lo que hay que hacer, me parece demasiado simple para ser verdad:

$[HClO_2] = \frac{0,016}{0,427} = 0,037 (mol/L)$
$[NaClO_2] = \frac{6,405 \cdot 10^{-3}}{ 0,427} = 0,015 (mol/L)$

En el caso del ácido cloroso: $HClO_2 + H_2O \to ClO_2^- + H_3O^+$, de forma que $K_a = \frac{x^2}{c_0 - x}$, donde $x$ representa la concentración final del ión idronio y del $ClO_2^-$, mientras que $c_0$ representa la concentración inicial del ácido, previamente calculada. Nos sale la ecuación de segundo grado: $x^2 + K_a x - c_0 \cdot K_a \to x = \frac{- K_a \pm \sqrt{K_a^2 + 4 \cdot c_0 \cdot K_a}}{2} \to x = 0,0 15 (mol/L)$
$[H_3O^+] = [ClO_2^-] = 0,015 (mol/L)$


En el caso del clorito de sodio, yo supongo que se hidroliza, obteniéndose $NaClO_2 \to Na^+ + ClO_2^-$, siendo $[Na^+] = [ClO_2^-] = {[NaClO_2]}_{0} = 0,015 (mol/L)$

Vamos, por un lado he tenido una disociación normal y corriente de un ácido débil y, por el otro, una hidrólisis. El resultado final es la misma concentración para todas las sustancias disueltas.

Si ahora me pidieran calcular el pH final de esta mezcla, ¿cómo se haría?

[arivasm]

Re: Ácidos y Bases

Yo lo enfocaría de esta manera: el clorito sódico se disocia completamente, de manera que si no participase en un equilibrio la concentración de ión clorito sería 0,015 M (no reviso la cifra, uso el resultado de tu cálculo). Igualmente, si no hubiese dicho equilibrio, la concentración de ácido cloroso sería 0,015 M. Por otra parte, la de $\rm H_3O^+$ sería $10^{-7}\,\rm{M}$

Como hay un equilibrio,la concentración real de clorito será 0,015 M + x y la de ácido cloroso 0,015 M - x. Por su parte, la del $\rm H_3O^+$ será x (se entiende que $x>>10^{-7}$). Se lleva estos valores a la Ka y se resuelve la ecuación de 2º grado.

Respecto del pH simplemente le aplicas la definición.

[The Higgs Particle]

Re: Ácidos y Bases

Como hay un equilibrio,la concentración real de clorito será 0,015 M + x y la de ácido cloroso 0,015 M - x. Por su parte, la del $\rm H_3O^+$ será x (se entiende que $x>>10^{-7}$). Se lleva estos valores a la Ka y se resuelve la ecuación de 2º grado.

Esto no lo entiendo ¿De qué equilibrio hablas?

[arivasm]

Re: Ácidos y Bases

El equilibrio de acidez del ácido cloroso, que has escrito anteriormente, $\rm HClO_2 + H_2O \Leftrightarrow ClO_2^- + H_3O^+$ (que, por cierto, yo escribiría simplemente como $\rm HClO_2 \Leftrightarrow ClO_2^- + H^+$)

[Richard R Richard]

Re: Ácidos y Bases

Cuando disuelves una sal proveniente de un acido debil y un base fuerte, el acido se hidroliza y tienes un aumento de PH.
Cuando agregas el acido debil parte de el tambien se disocia y aumenta la concentracion Protonica o de hidronio como le llames que desplaza el equilibrio (reduces el pH) aun que la reserva se iones hace que la concentracion de Hidronio varie muy poco , consigues lo que se denomina una solucion BUFFER http://es.wikipedia.org/wiki/Tamp%C3%B3n_qu%C3%ADmico ( creo que se sigue llamando así, hace 25 años que lo estudie )
Debes analizar si sumar o restar los aportes las concentraciones ambos aportes y hacer el calculo que te da arisvam resuelves la cuadratica , tienes la concentacion de hidronio y con ello sacas luego el PH

[The Higgs Particle]

Re: Ácidos y Bases

A ver si lo he entendido:

- Cuando nos dice que se añade una sustancia a otra disolución, damos por hecho que la primera ya está previamente disociada antes de introducir la nueva sustancia.
- Cuando añadimos dos sustancias que provienen del mismo ácido (no sé si me estoy expresando bien, pero lo que quiero decir es que tienen la parte final igual, como en este caso es $ClO_2$), siempre la concentración de éste se suma.

Por lo tanto, en este caso el $NaClO_2$ ya está disociado: $NaClO_2 \to Na^+ + ClO_2^-$. Pero me ha entrado otra duda, ¿por qué no sigue reaccionando el $ClO_2^-$, si proviene de un ácido débil ?

[Richard R Richard]

Re: Ácidos y Bases

[QUOTE=The Higgs Particle;148634- Cuando nos dice que se añade una sustancia a otra disolución, damos por hecho que la primera ya está previamente disociada antes de introducir la nueva sustancia.
[/QUOTE]
Experimentalmente te darias cuanta que no esta disuelta por precesia de precipitado, entonces lo que dices es cierto.

- Cuando añadimos dos sustancias que provienen del mismo ácido (no sé si me estoy expresando bien, pero lo que quiero decir es que tienen la parte final igual, como en este caso es $ClO_2$), siempre la concentración de éste se suma.

esacto lo mismo sucedera a los hidronios si le agregas una acido proveniente de otro acido cualquiera tambien sumas su concentracion y desplaza el equilibrio (cuando este acido sea debil habra otra Ka que respetar y el calculo sera mas engorroso).

Por lo tanto, en este caso el $NaClO_2$ ya está disociado: $NaClO_2 \to Na^+ + ClO_2^-$. Pero me ha entrado otra duda, ¿por qué no sigue reaccionando el $ClO_2^-$, si proviene de un ácido débil ?

Si sucede pero llega al nuevo equilibrio con las nuevas concentraciones y la reaccion se detiene alli, por lo que la concentracion de hidronio varia poco, osea no varia el pH y esto hace al principio de funcionamiento de las soluciones Buffer.