a-b, prec y electr.pdf

INTRODUCCIÓNElaprendizajede laQuímicaconstituyeunretoalqueseenfrentancadaaño los,cadavez

másescasos,estudiantesde2°debachilleratoqueeligenlasopcionesde“Ciencias”,“Ciencias

de la Salud” e “Ingeniería y Arquitectura”. Esto también constituye un reto para los

profesoresque,nosolodebensercapacesdebuscar laformamáseficazparaexplicaresta

disciplina,sinoademás,inculcarelinterésquenacedelreconocimientodelpapelquejuega

laQuímicaenlavidayeneldesarrollodelassociedadeshumanas.

Enestecontexto, lasOlimpiadasdeQuímicasuponenunaherramientamuy importanteya

que ofrecen un estímulo, al fomentar la competición entre estudiantes procedentes de

diferentescentrosycondistintosprofesoresyestilosoestrategiasdidácticas.

Esta colección de cuestiones y problemas surgió del interés por parte de los autores de

realizarunarecopilacióndelaspruebaspropuestasendiferentespruebasdeOlimpiadasde

Química,conelfindeutilizarloscomomaterialdeapoyoensusclasesdeQuímica.Unavez

inmersos en esta labor, y a la vista del volumen de cuestiones y problemas reunidos, la

Comisión de Olimpiadas de Química de la Asociación de Químicos de la Comunidad

Valenciana consideró que podía resultar interesante su publicación para ponerlo a

disposicióndetodoslosprofesoresyestudiantesdeQuímicaalosquelespudieraresultarde

utilidad.Deestamanera,elpresentetrabajosepropusocomounposiblematerialdeapoyo

para la enseñanza de laQuímica en los cursos de bachillerato, así como en los primeros

cursosdegradosdeláreadeCienciaeIngeniería.Desgraciadamente,nohasidoposible‐por

cuestiones que no vienen al caso‐ la publicación delmaterial.No obstante, la puesta en

comúnde lacoleccióndecuestionesyproblemasresueltospuedeservirdegermenparael

desarrollo de un proyectomás amplio, en el que el diálogo, el intercambio de ideas y la

compartición de material entre profesores de Química con distinta formación, origen y

metodología,peroconobjetivoseinteresescomunes,contribuyaaimpulsarelestudiodela

Química.

Enelmaterialoriginalsepresentan laspruebascorrespondientesa lasúltimasOlimpiadas

NacionalesdeQuímica(1996‐2012)asícomootraspruebascorrespondientesafaseslocales

de diferentes Comunidades Autónomas. En este último caso, se han incluido sólo las

cuestiones y problemas que respondieron almismo formato que las pruebas de la Fase

Nacional.Sepretendeampliarelmaterialconlascontribucionesquerealicenlosprofesores

interesadosenimpulsaresteproyecto,encuyocasoseharámenciónexplícitadelapersona

quehayarealizadolaaportación.

Las cuestiones que son de respuestas múltiples y los problemas se han clasificado por

materias, se presentan completamente resueltos y en todos ellos se ha indicado la

procedencia y el año. Los problemas, en lamayor parte de los casos constan de varios

apartados,queenmuchasocasionessepodríanconsiderarcomoproblemasindependientes.

Es por ello que en el caso de las Olimpiadas Nacionales se ha optado por presentar la

resoluciónde losmismosplanteando el enunciadode cadaapartado y,a continuación, la

resolucióndelmismo,enlugardepresentarelenunciadocompletoydespuéslaresoluciónde

todoelproblema.

Losproblemasycuestionesrecogidosenestetrabajohansidoenviadospor:

JuanA.Domínguez(Canarias),JuanRubio(Murcia),LuisF.R.VázquezyCristinaPastoriza

(Galicia),JoséA.Cruz,NievesGonzález,GonzaloIsabel(CastillayLeón),AnaTejero(Castilla‐

LaMancha), PedroMárquez (Extremadura), PilarGonzález (Cádiz),Ángel F. Sáenz de la

Torre (La Rioja), José Luis Rodríguez (Asturias),Matilde Fernández (Baleares), Fernando

Nogales(Málaga).

Finalmente,losautoresagradecenaHumbertoBuenosuayudaenlarealizacióndealgunas

delasfigurasincluidasenestetrabajo.

Losautores

CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 1

1.CUESTIONESdeÁCIDO‐BASE

1.1.Unhidróxidometálicoanfóterosecaracterizaporquees:a)Solubleenácidosybasesfuertesperoinsolubleendisolucionesacuosasneutras.b)Solubleenácidosybasesfuertesytambiénendisolucionesacuosasneutras.c)Solubleenácidosfuertesyendisolucionesacuosasneutrasperoinsolubleenbasesfuertes.d)Solubleúnicamenteenexcesodebasefuerte.e)InsolubleendisolucionesacuosasacualquiervalordepH.

(O.Q.N.Navacerrada1996)

Unanfóteroesunasustanciaqueescapazdereaccionarconácidosybases.Sireaccionaquieredecirquesedisuelveendisolucionesdeestassustancias.

Larespuestacorrectaeslaa.

1.2.CalculeelpHdeunadisolucióndeacetatosódico1,0M.a)9,38b)2,38c)5,38d)4,77e)7,00

(Dato. paraelácidoacético=1,7·10 )(O.Q.N.Navacerrada1996)

El acetato de sodio, NaCH COO, en disolución acuosa se encuentra disociado según laecuación:

NaCH COO(aq)CH COO (aq)+Na (aq)

ElionNa ,eselácidodébilconjugadodelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.

El ion CH COO , es la base conjugada del ácido débil CH COOH y se hidroliza según laecuación:

CH COO (aq)+H O(l)CH COOH(aq)+OH (aq)

Laconstantedebasicidad(hidrólisis)delionacetatoes:

K =KK

=1,0·10

1,7·10=5,9·10

Enelequilibriosecumpleque:

[CH COOH]=[OH ] [CH COO ]≈1,0M

Laexpresióndelaconstantedeequilibrioquedacomo:

5,9·10 =[OH 2

1,0[OH =2,4·10 M

pOH=‐log 2,4·10 =4,62pH=14–4,62=9,38



1.3.ElpHdeunadisolución10 MdelácidofuerteHCles:a)6,98b)8,00c)7,00d)1,00e)10,00

(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Asturias2011)(O.Q.L.Asturias2012)

Lasecuacionesquímicascorrespondientesalasionizacionesexistentesson:

HCl(aq)+H O(l)Cl (aq)+H O (aq)

2H O(l)OH (aq)+H O (aq)

Lasconstantesdeequilibriodeambasreaccionesson:

K =∞

K =[H O ][OH ]

ElbalancedemateriacorrespondientealHCles:

[HCl]0=[Cl ]=c

Elbalancedecargas(condicióndeelectroneutralidad)enladisoluciónes:

[H O ]=[OH ]+[Cl ]

Sustituyendoelvalorde[OH ]enlaexpresióndeK seobtiene:

[OH ]=[H O ]c

K =[H3O+] [H O ]c

10 =[H O ] [H O ]10 [H O 10 [H O ]10 =0

Seobtiene:

[H O ]=1,05·10 MpH=‐log 1,05·10 =6,98


(En Asturias 2011 la concentración del HCl es 2,3·10 M y en 2012 no se especificanvaloresnuméricos).

1.4.Ordenelossiguientesácidosdesdeelmásfuertealmásdébil.a)HF, ,ácidoacéticob)Ácidoacético, ,HFc) ,HF,ácidoacéticod)Ácidoacético,HF, e)HF,ácidoacético, (Datos. (ácidoacético)=4,76; ( )=1,99; (HF)=3,17)


Lafuerzadeunácidovienedeterminadaporelvalordesuconstantedeacidez,K .Cuántomayoresestevalormayoreslafuerzadelácido.

ElpK deunácidosedefinecomo:

pK =‐logK


Portanto,unácidoserátantomásfuertecuantomenorseaelvalordesupK .

Losácidosdadosordenadosdemásfuerteamásdébilson:

=1,99 >HF =3,17 >ácidoacético =4,76

Larespuestacorrectaeslac.

1.5.¿Cuáldelassiguientessalesformaunadisoluciónácidacuandosedisuelveenagua?a) b) c) d) e)

(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Sevilla2004)

Se trata de cinco sales amónicas de ácidos débiles por lo que se produce una hidrólisisdoble.

Lahidrólisisdelionamonio:

NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)

Lahidrólisisdelosaniones:

A (aq)+H O(l)HA(aq)+OH (aq)

Paraqueladisoluciónseaácidadebecumplirselacondicióndeque:

[H O ]procedentesdelNH > OH ]procedentesdelA

Paraqueesoocurraesprecisoque:

K NH >K A K NH <K HA

Consultandolabibliografía,detodoslosácidosdadoselúnicoquetieneunaconstantedeacidezmayorque ladebasicidaddelNH K =1,8·10 eselHF K =6,6·10 .Portanto,lasalqueproduceunadisoluciónácidaes .

Larespuestacorrectaeslab.

1.6.Enlavaloracióndeunácidodébilconunabasefuerte,elpHenelpuntodeequivalenciaes:a)14b)7,0c)Menorque7.d)Mayorque7.e)Igualqueel delácidodébil.

(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Asturias2011)

ElpHdelpunto finaldeunavolumetría vienedadopor las sustancias existentes en esemomentoenladisolución.

Enelcasode lavaloracióndeunácidodébil,porejemploHCN,conunabasefuerte,porejemploNaOH,laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreamboses:

HCN(aq)+NaOH(aq)NaCN(aq)+H O(l)

LasustanciaexistenteenelpuntodeequivalenciaeselNaCN,unasalprocedentedeácidodébilybasefuerte.Endisoluciónacuosaseencuentraenformadeiones:



ElionCN ,eslabaseconjugadadelácidodébilHCNysehidrolizasegúnlaecuación:

CN (aq)+H O(l)HCN(aq)+OH (aq)

ComoalfinalsóloexistenionesOH enladisolución,elpH>7.

Larespuestacorrectaeslad.

1.7. ¿Cuál de las siguientesmezclas acuosas no es una verdadera disolución reguladora?Elvolumentotalesunlitro.a)1,0molde +0,5moldeKOH.b)1,0molde +0,5moldeHCl.c)1,0molde +0,5molde .d)1,0molde +0,5moldeKOH.e)Ningunadeestasdisoluciones.

(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)(O.Q.L.Asturias2011)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)(O.Q.L.LaRioja2012)

Unadisoluciónreguladoraestá formadaunácidoobasedébilyunasalquecontenga labaseoelácidoconjugadodeéstos.

a)Lareacciónquímicaentre yKOHnoesposibleyaquese tratadedosbases.Nopuedenformarunadisoluciónreguladora.

b)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNH yHCles:

HCl(aq)+NH (aq)NH Cl(aq)+H O(l)

Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente0,5molesdeHCl,estasustanciaeslimitanteyconsume0,5molesdeNH .Alfinaldelareacciónquedan0,5molesdeNH sinreaccionar y 0,5 moles de NH Cl formados. Dicha mezcla constituye una disoluciónreguladora.

c)UnamezcladeNH yNH Clconstituyeyadirectamenteunadisoluciónreguladora.

d)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNH ClyKOHes:

NH Cl(aq)+KOH(aq)NH (aq)+KCl(aq)+H O(l)

Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente0,5molesdeKOH,estasustanciaeslimitanteyconsume0,5molesdeNH Cl.Alfinaldelareacciónquedan0,5molesdeNH Clsin reaccionar y 0,5 moles de NH formados. Dicha mezcla constituye una disoluciónreguladora.


(EnalgunaolimpiadasecambiaelKOHporNaOH).

1.8.Cuandosemezclanvolúmenesigualesdedisoluciones0,1Mde y ,elpHdeladisoluciónresultanteserá:a)Entre1y7.b)IgualalpKadel .c)IgualalpKadel .d)Iguala7.e)Entre7y13.

(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)


Si se mezclan un ácido fuerte, HClO , con una base débil, KNO , la ecuación químicaajustadacorrespondientealareacciónentreamboses:

HClO (aq)+KNO (aq)KClO (aq)+HNO (aq)

Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmentevolúmenesigualesdedisolucionesdelamismaconcentración,setratadecantidadesestequiométricasporloqueseconsumencompletamenteyalfinalsóloquedanlosproductosformados.

ElKClO , esuna salprocedentedeácido fuerteybase fuerte,por tanto sus ionesno sehidrolizan.

ElHNO ,esunácidodébilcapazdeproducirionesH O ,portanto,elpHdeladisoluciónes1<pH<7.


1.9.Dadalasiguientereacción:

(aq)+ (l)HCN(aq)+ (aq)

Si para el ácidoHCN es 4,8·10 , y = 1·10 , la constante de equilibrio para lareacciónanteriores:a)2,1·10 b)2,1·10 c)‐4,8·10 d)4,8·10 e)2,1·10

(O.Q.N.CiudadReal1997)

Laconstantedebasicidaddelioncianuro(hidrólisis)es:

Kb=KwKa

=1,0·10

4,8·10=2,1·10


1.10.Unadisoluciónreguladoracontieneconcentracionesigualesdeunácidodébil(HA)ysubaseconjugada( ).Si paraHAes1,0·10 ,elpHdeladisoluciónreguladoraes:a)1,0b)7,0c)5,0d)13,0e)9,0


ElequilibriocorrespondienteaunadisoluciónreguladoraformadaporunácidoHAyunasalquecontienelabaseconjugadaA es:

HA(aq)+H O(l)A (aq)+H O (aq)

Laexpresióndelaconstantedeacidezes:

K =A H O

HA= H O

baseacido

Si[ácido]=[base]seobtiene:


H O =Kacidobase

=1,0·10 M

pH=‐log 1,0·10 =9,0

Larespuestacorrectaeslae.

1.11.¿CuáldelassiguientesdisolucionesesunadisoluciónreguladoraconunpHmayorde7?a)10mL 0,1M+5,0mLHCl0,1M.b)10mLHCNO0,1M+10mLNaOH0,1M.c)10mLHCNO0,1M+5,0mLNaOH0,1M.d)10mL 0,1M+10mLHCl0,1M.e)Ningunadeestasmezclas.

(Datos. paraelHCNO=2,2·10 y parael =1,7·10 )(O.Q.N.CiudadReal1997)

Unadisoluciónreguladoraestá formadaunácidoobasedébilyunasalquecontenga labaseoelácidoconjugadodeestos.

a)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNH yHCles:


Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:

5mLHCl0,1M0,1mmolHCl1mLHCl0,1M

=0,5mmolHCl

10mLNH 0,1M0,1mmolNH1mLNH 0,1M

=1,0mmolNH

Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente0,5mmolesdeHCl,estasustanciaeslimitanteyconsume0,5mmolesdeNH .Alfinaldelareacciónquedan0,5mmolesdeNH sin reaccionar y 0,5 mmoles de NH Cl formados. Dicha mezcla constituye unadisoluciónreguladorabásica.

b)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHCNOyNaOHes:

HCNO(aq)+NaOH(aq)NaCNO(aq)+H O(l)


10mLHCNO0,1M0,1mmolHCNO1mLHCNO0,1M

=1,0mmolHCNO

10mLNaOH0,1M0,1mmolNaOH1mLNaOH0,1M

=1,0mmolNaOH

Como la reacción es mol a mol y existe igual número de moles de ambas sustanciasinicialesse tratadecantidadesestequiométricasquereaccionancompletamente.Al finaldelareacciónsóloquedan1,0mmolesdeNaCNOformados.

ElNaCNOesunasalprocedentedeácidodébilybasefuerte:


ElionCNO ,eslabaseconjugadadelácidodébilHCNOysehidrolizasegúnlaecuación:

CNO (aq)+H O(l)HCNO(aq)+OH (aq)


AunqueelpH>7,noseobtieneunadisoluciónreguladorabásica.

c)Enestecasoelnúmerodemmolesdecadaespeciees:

10mLHCNO0,1M0,1mmolHCNO1mLHCNO0,1M

=1,0mmolHCNO


=0,5mmolNaOH

Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente0,5mmolesdeNaOH,estasustanciaeslimitanteyconsume0,5mmolesdeHCNO.Alfinaldelareacciónquedan0,5mmolesdeHCNO sin reaccionar y 0,5mmoles deNaCNO formados.Dichamezclaconstituyeunadisoluciónreguladoraácida.

d)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClyNH es:




=1,0mmolHCl


=1,0mmolNH

Como la reacción es mol a mol y existe igual número de moles de ambas sustanciasinicialesse tratadecantidadesestequiométricasquereaccionancompletamente.Al finaldelareacciónsóloquedan1,0mmolesdeNH Clformados.

ElNH Clesunasalprocedentedeácidodébilybasefuerte:

ElionCl ,eslabasedébilconjugadadelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.

ElionNH ,eselácidoconjugadoesdelabasedébilNH ysehidrolizasegúnlaecuación:


ElpH<7,ynoseobtieneunadisoluciónreguladorabásica.


1.12.Indiquecuáldelassiguientesreaccionesdehidrólisiseslacorrecta:a) +2 +2 + b) +3 2 +3CaOc) +6 2 +3 d)4 +9 3 +5 +12Cae)NaCl+ NaOH+HClf) +5 + +3CaO+3

(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.N.Ávila2009)(O.Q.L.Madrid2011)

En lascuatroprimerasreaccionesseplantea laposiblehidrólisisdelCa N ,especiequedisueltaenaguasedisociasegúnlaecuación:

Ca N (aq)3Ca (aq)+2N (aq)

Lahidrólisisdelioncalcio:


Ca (aq)+2H O(l)Ca OH (aq)+2H (aq)

Lahidrólisisdelionnitruro:

N (aq)+3H O(l)NH (aq)+3OH (aq)

Multiplicandocadaecuaciónporelnúmerodeionesquesehidrolizan:

3[Ca (aq)+2H O(l)Ca OH (aq)+2H (aq)]

2[N (aq)+3H O(l)NH (aq)+3OH (aq)]

Sumandoambasecuaciones,ysimplificandoelagua,seobtiene:

(aq)+6 (l)2 (aq)+3 (aq)

La ecuación propuesta en el apartado e) es absurda ya que la reacción tiene lugar ensentidocontrario.


(EnlacuestiónpropuestaenÁvila2009sesustituyeelapartadoe)porelf).

1.13.ElpHdeunadisolución0,012molardeácidoclorhídricoes:a)1,2b)2,4c)Ligeramenteinferiora2.d)Faltaundato.

(O.Q.L.Murcia1997)(O.Q.L.CastillayLeón2011)

El ácido clorhídrico, HCl, es un ácido monoprótico fuerte que en disolución acuosa seencuentracompletamentedisociadosegúnlaecuación:

HCl(aq)+H O(l)Cl(aq)+H O (aq)

Considerando1Ldedisolución:

0,012molHCl1molH O1molHCl

=0,012molH O

ElpHdeestadisoluciónes:

pH=‐log 0,012 =1,9


1.14.Elcarácterbásicodelamoníacosedebea:a)Queelnitrógenotienegradodeoxidación+3.b)Laposicióndelnitrógenoenelsistemaperiódico.c)Laausenciadeoxígenoenlamolécula.d)Elpardeelectronessincompartirdelnitrógeno.

(O.Q.L.Murcia1997)(O.Q.L.CastillayLeón2011)

UnabasedeLewises todaespeciequímicaqueposeeparesdeelectronessolitariosquepuedecompartirconunácido.

Comoseobservaen laestructuradeLewis,elNH poseeunpardeelectronessolitariosporloquesetratadeunabasedeLewis:

Cuesti

Lare

1.15.a)5,2b)8,7c)4,8d)9,7e)9,1

(Dato

El brecuac

Elion

Elion

Laco

Enel

Laex

Lare

1.16.a)b)c)d)e)

Se trdoble

ionesyProble

espuestacor

¿Cuáleselp2971887411

o. =

romuro deción:

NH Br(aq

nBr ,eslab

nNH ,esel

NH (aq)+

onstantede

KH O

N

K =KK

=

lequilibrios

[NH ]=[H

xpresiónde

5,9·10

pH=‐log

espuestacor

¿Cuáldelas

rata de cince.

masdelasOlim

rrectaeslad

pHdeunadi

1,7·10 )

amonio, NH

q)Br

basedébilc

ácidoconju

+H O(l)

acidez(hidr

O NHNH

=1,0·10

1,7·10

secumpleq

H O ]

laconstante

=[H O0,3

1,3·10 =

rrectaeslac

ssiguientess = = = =7,2 =1

o sales amó

mpiadasdeQu

d.

isoluciónde

H Br, en di

(aq)+NH

onjugadade

ugadodelab

NH (a

rólisis)delio

=5,9·10

ue:

[NH ]≈0

edeequilibr

=4,88

c.

salesformau=4,6·10 =1,2·10 3,7·10 2·10 1,8·10

ónicas de ác

uímica.Volume

0,3M

isolución ac

(aq)

elácidofuer

basedébilN

aq)+H O (

onamonioe

0,3M

rioquedaco

[H O ]=

unadisoluci

cidos débile

en3.(S.Menar

M?

cuosa se en

rteHBrpor

NH ysehidr

(aq)

es:

omo:

=1,3·10 M

iónbásicacu

es por lo qu

rgues&F.Latre

ncuentra dis

loquenose

rolizasegún

M

uandosedisu

ue se produ

e)

(O.Q.N.Burgos

sociado seg

ehidroliza.

nlaecuación

uelveenagu

(O.Q.N.Burgos

uce una hidr

9

s1998)

gún la

n:

ua?

s1998)

rólisis


Lahidrólisisdelionamonio:


Lahidrólisisdelosaniones:


Paraqueladisoluciónseabásicadebecumplirselacondicióndeque:

[OH ]procedentesdelA >[H O ]procedentesdelNH

Paraqueesoocurraesprecisoque:

K A >K NH K HA <K NH

De todos los ácidos dados el único que tiene una constante de acidezmenor que la debasicidaddelNH K =1,8·10 eselHClO K =3,7·10 .Portanto,lasalqueproduceunadisoluciónbásicaesNH4ClO.


1.17.¿Cuáldelassiguientesdisolucionesacuosasformaunadisoluciónreguladoracuandosemezclanlosdosreactivosencantidadesapropiadas?a)HCl+NaClb)NaCN+NaClc)HCN+NaCld)NaCN+HCNe) +HCl

(O.Q.N.Burgos1998)


a)NosetratadeunadisoluciónreguladorayaqueelHClesunácidofuerteynoreaccionaconelNaClparaformarunácidodébil.

b)Nosetratadeunadisoluciónreguladorayaquelasdossalespropuestasnoreaccionanentresíparaformarunácidodébil.

c)No se tratadeunadisolución reguladorayaqueelHCNesunácidodemasiadodébilcomoparaformarNaCNapartirdelNaCl.

d)Enlasproporcionesadecuadas,NaCN+HCNformanunadisoluciónreguladora.

e)Nose tratadeunadisoluciónreguladorayaquehaydosácidos fuertesyningunasalderivadadeellos.


1.18.Paraelion el es7,21.CalculeelpHde1Ldeunadisoluciónreguladoraquecontiene0,50molde y0,50molde ,despuésdelaadiciónde0,05moldeKOH.a)7,12b)7,29c)7,75d)7,16e)7,21

(O.Q.N.Burgos1998)


ElequilibriocorrespondienteaunadisoluciónreguladoraformadaporelácidoH PO yunasalquecontienesubaseconjugadaHPO es:

H PO (aq)+H O(l)HPO (aq)+H O (aq)


K =HPO H O

H PO= H O

HPOH PO

Tomando logaritmos y multiplicando por ‐1 se obtiene la ecuación de Henderson‐HasselbachquepermitecalcularelpHdeunadisoluciónreguladora:

pH=pK +logHPOH PO

LasconcentracionesantesdelaadicióndeKOHson:

HPO = H PO =0,5mol1L

=0,5M

ElpHdeladisoluciónantesdelaadicióndeKOHes:

pH=7,21+log0,50,5

7,21

Laadiciónde0,05molesdeKOH(base)hacequeselleveacabolasiguientereacción:

H PO (aq)+OH (aq)HPO (aq)+H2O(l)

Los 0,05mol de KOH gastan 0,05mol de H PO (ácido) y forman 0,05mol de HPO (base).

ElpHdeladisolucióndespuésdelaadicióndeKOHes:

pH=7,21+log0,5+0,050,5–0,05

=7,297


1.19. Si el pHdeunadisolucióndeunácidomonoprótico fuerte es2,17. ¿Entre qué valoresestarácomprendidalaconcentraciónmolardeladisoluciónrespectoadichoácido?a)Entre0,0001y0,001b)Entre0,001y0,01c)Entre0,01y0,10d)Entre0,10y1,00

(O.Q.L.Murcia1998)

DeacuerdoconelconceptodepH:

[H O ]=10 =10 , M=6,8·10 M



1.20.¿CuáleselpHdeunadisoluciónetiquetadacomoNaF0,136mol· ?a)2,02b)8,15c)3,17d)11,98e)5,85

(Dato. paraelácidoHF=6,8·10 )(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Asturias2004)

Elfluorurodesodio,NaF,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

NaF(aq)F (aq)+Na (aq)

ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.

ElionF eslabaseconjugadadelácidodébilHFysehidrolizasegúnlaecuación:

F (aq)+H O(l)HF(aq)+OH (aq)

Laconstantedebasicidad(hidrólisis)delionfluoruroes:

K =HF OH

F

K =KK

=1,0·10

6,8·10=1,5·10


[HF]=[OH ] [F ]≈0,136M


1,5·10 =[OH0,136

[OH ]=1,4·10 M

pOH=‐log 1,4·10 =5,85pH=14–5,85=8,15


1.21.Elindicadorrojodemetilo(cambiodecolorapH=5)esadecuadoparalavaloración:a)HCN+KOHb) + c) +NaOHd)HCl+ e)HF+NaOH

(O.Q.N.Almería1999)

El pH del punto final de una valoración viene dado por las sustancias presentes en eseinstanteenladisolución.

El indicador rojo de metilo, con cambio de color a pH = 5, será apropiado para unavaloraciónenlaqueenelpuntofinalexistaunasustanciaquehagaqueladisolucióntengapHácido.

a)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHCNyKOHes:

HCN(aq)+KOH(aq)KCN(aq)+H O(l)


Elcianurodepotasio,KCN,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

KCN(aq)CN (aq)+K (aq)

ElionK ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.

ElionCN eslabaseconjugadadelácidodébilHCNysehidrolizasegúnlaecuación:


Como se observa, se producen iones OH por lo que el pH > 7 lo que motiva que elindicadorrojodemetilonoseaapropiado.

b)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClO yCa OH es:

2HClO (aq)+Ca OH (aq)Ca ClO (aq)+2H O(l)

Elpercloratode calcio,Ca ClO , endisoluciónacuosa se encuentradisociado según laecuación:

Ca ClO (aq)2ClO (aq)+Ca (aq)

El ion Ca , es el ácido conjugado débil de la base fuerte Ca(OH)2 por lo que no sehidroliza.

ElionClO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClO porloquenosehidroliza.

ElpHde ladisoluciónes7yaque loproporcionaelH O loquemotivaqueel indicadorrojodemetilonoseaapropiado.

c)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHNO yNaOHes:

HNO (aq)+NaOH(aq)NaNO (aq)+H O(l)

Elnitratodesodio,NaNO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

HNO (aq)NO (aq)+Na (aq)


ElionNO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHNO porloquenosehidroliza.

ElpHde ladisoluciónes7yaque loproporcionaelH O loquemotivaqueel indicadorrojodemetilonoseaapropiado.

d)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHCly CH Nes:

HCl(aq)+ CH N(aq) CH NHCl(aq)+H O(l)

Elclorhidratodetrimetilamina, CH NHCl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

CH NHCl(aq)Cl (aq)+ CH NH (aq)

ElionCl ,eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.

Elion CH NH eselácidoconjugadodelabasedébil CH Nysehidrolizasegúnlaecuación:

CH NH (aq)+H O(l) CH N(aq)+H O (aq)


Como se observa, se producen iones H O por lo que el pH< 7 lo que motiva que elindicadorrojodemetiloseaapropiado.

e)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHFyNaOHes:

HF(aq)+NaOH(aq)NaF(aq)+H O(l)






Como se observa, se producen iones OH por lo que el pH > 7 lo que motiva que elindicadorrojodemetilonoseaapropiado.


1.22.Laconstantedeequilibrioparalareaccióndeunácidodébil( )conNaOHes:a)1/ b) c) · d) / e)


La ecuación química ajustada correspondiente a la reacción entre un ácido débil HA yNaOHes:

HA(aq)+NaOH(aq)NaA(aq)+H O(l)

Como NaOH y NaA son electrólitos fuertes, en disolución acuosa se encuentrancompletamente disociados en iones por lo que la ecuación anterior se puede reescribircomo:

HA(aq)+Na (aq)+OH (aq)Na (aq)+A (aq)+H O(l)

Laconstantedeequilibriodelareacciónes:

K =A

HA OH

Multiplicandoydividiendopor[H O ]quedacomo:

K =A

HA OH[H O ][H O ]

=A [H O ]

HA

1OH [H O ]

Laconstantedeequilibriodelareacciónes:

=



1.23.Unadisoluciónreguladoracontieneconcentracionesigualesdeunabasedébil(B)ysuácidoconjugado .Si paraBes1,0·10 ,elpHdeladisoluciónreguladoraes:a)7,0b)13,0c)9,0d)1,0e)5,0


Elequilibriocorrespondienteaunadisoluciónreguladora formadapor labasedébilByunasalquecontienesuácidoconjugadoBH es:

B(aq)+H O(l)BH (aq)+OH (aq)

Laexpresióndelaconstantedebasicidades:

K =BH OH

B= OH

BH+

B


pOH=pK +logBHB

pH=14pKblogBHB

Silasconcentraciones[BH ]=[B],entonceselpHes:

pH=14 ‐log 1,0·10 =5


1.24.A60°CelaguadestiladatienepH=6,51yporlotanto:a)Laconcentraciónde noesigualalade .b)Lareacción + esexotérmica.c)Elvalorde es 10 , .d)DebecumplirselaecuaciónpH+pOH=14.e)Esimposible,elaguaneutradebetenerpH=7.

(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Asturias2008)

a)Falso.Paraelaguasecumplesiempreque:

[H O ]=[OH ]

b)Falso.ElvalordelpHdeladisoluciónnoestárelacionadoconelcarácterexotérmicooendotérmicodelamisma.

c)Verdadero.Paraelequilibriodedisociacióndelaguaadeterminadatemperatura:

2H O(l)H O (aq)+OH (aq)

laconstantedeequilibriovienedadaporlaexpresión:

K =[H O ][OH ]

Comoparaelaguasecumplesiempreque:

[H O ]=[OH ]K =[H O

DeacuerdoconelconceptodepH,enestecaso:


[H O ]=10– =10 , M

Sustituyendoenlaexpresióndelaconstantedeequilibriosetieneque:

K = 10 , =10 ,

d)Falso.Laexpresión:

pH+pOH=14

seobtieneapartirde:

K =[H O ][OH ]=10

yesevalordelaconstanteK esválidosoloalatemperaturade25°C.

e)Falso.Deacuerdoconelproductoiónicodelaguaa60°C

K =[H O ][OH ]=10 ,


[H O ]=[OH ]

[H O =10 , [H O ]=10 , M

Aestatemperatura,elaguaneutratieneunpH

pH=‐log 10 , =6,51.


1.25.Elbromurodehidrógenopuedeobtenersepor:a)ReaccióndeKBrconácidofluorhídricoconcentradoycaliente.b)ReaccióndeKBrconácidonítricoconcentradoycaliente.c)ReaccióndeKBrconácidofosfóricoconcentradoycaliente.d)ElectrólisisdeunadisoluciónacuosadeNaBr.e)Hidrólisisdebromatosódico.


a‐c)Verdadero.ParaqueseproduzcaHBrapartirdeKBrdebetenerlugarunareacciónácido‐baseenlaqueesprecisoqueelácidoquereaccioneconelBr (baseconjugada)delHBrsealosuficientementefuerte.ElácidoHFesdemasiadodébilmientrasqueelH PO no lo es tanto. La ecuaciónquímica ajustada correspondiente a la reacción entre ambassustanciases:

3KBr(aq)+H PO (aq)3HBr(aq)+K PO (aq)

b)Falso.ElHNO noesapropiadoyaquealseroxidanteproduciríalaoxidacióndelBr aBr .

d)Falso.LaelectrólisisdeKBr(aq)produciríaeldesprendimientodeH yBr .

e)Falso.LahidrólisisdelNaBrO produceunmedioalcalino.

Lasrespuestascorrectassonayc.


1.26.SegúnlateoríadeBrönsted,indiquecuáldelassiguientesafirmacionesescierta:a)Unácidoysubaseconjugadareaccionanentresídandounadisoluciónneutra.b)Unácidoysubaseconjugadadifierenenunprotón.c)Elaguaeslabaseconjugadadesímisma.d)Labaseconjugadadeunácidofuerteesunabasefuerte.e)Cuantomásdébilesunácidomásdébilserásubaseconjugada.

(O.Q.N.Murcia2000)

a)Falso.SegúnlateoríadeBrönsted,unácidoesunaespeciequímicaquecedeunprotónaunabasecon loqueélsetransformaensubaseconjugada,por tanto,elácidonopuedereaccionarconsubaseconjugada.

b)Verdadero.SegúnlateoríadeBrönsted,unácidoesunaespeciequímicaquecedeunprotónaunabase:

HA+H OA +H O ácidobase

c)Falso.TalcomosedemuestraenlareacciónentrelabaseByelagua,labaseconjugadadeéstaeselionOH :

B+H OBH +OH b1a2a1b2

d‐e)Falso.Cuántomásfuerteesunácidomásdébilessubaseconjugada.Larelaciónentrelasconstantesdeambosvienedadaporlaexpresión:

K =KK


1.27.¿CuáldelassiguienteslíneasgráficasrepresentamejorelvolumendelácidoañadidoaunciertovolumendeálcalifrentealpHdeladisoluciónresultante?

a) b) c) d) e)

(O.Q.N.Murcia2000)

Lacurvadevaloracióna)entreunácidoyunabasetieneformadeunasigmoideenlaquesedistinguentreszonas:

Enlaprimerazona,enestecaso,frenteapequeñasadicionesdeácidoelpHeselevadoalpredominarlaespeciealcalinaycambiabruscamenteporloquelagráficasecorrespondeconunarectaconunapendienteelevada.

En la segunda zona, central, frente a pequeñas adiciones de ácido el pH cambiapaulatinamente, la recta tiene una pendiente pequeña, ya que se tiene una mezclareguladora básica o una sal que sufre hidrólisis básica hasta alcanzarse el punto deequivalenciaenelquelatendenciaseinvierte.

pH

V

pH

V

pH

V

pH

V

pH

V


En la tercera zona, la tendenciade la recta es opuesta a la de laprimera zonayaquepredomina la especie ácida y frente a pequeñas adiciones de ácido el pH es elevado ycambiabruscamenteporloquelagráficatambiénsecorrespondeconunarectaconunapendienteelevada.


1.28.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesesfalsa?a)Aldisolver enagua,elpHnocambia.b)AldisolverNaCNen ,elpHserábásico.c)AldisolverNaHCOOenagua,elpHseráácido.d)SielácidoHAtiene =10 yelvalorde paralabaseBOHvale10 ,aldisolverBAenaguaelpHnosufremodificación.e)Lasdisolucionesacuosasde sondébilmentebásicas.

(O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.Madrid2009)

a) Verdadero. El nitrato de sodio, NaNO , en disolución acuosa se encuentra disociadosegúnlaecuación:

NaNO (aq)NO (aq)+Na (aq)



ElpHdeladisoluciónes7yaqueloproporcionaelagua.

b) Verdadero. El cianuro de sodio, NaCN, en disolución acuosa se encuentra disociadosegúnlaecuación:

NaCN(aq)CN (aq)+Na (aq)




Comoseobserva,seproducenionesOH porloqueelpH>7.

c)Falso.Elformiatodesodio,NaHCOO,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

NaHCOO(aq)HCOO (aq)+Na (aq)


El ion HCOO es la base conjugada del ácido débil HCOOH y se hidroliza según laecuación:

HCOO (aq)+H O(l)HCOOH(aq)+OH (aq)

Comoseobserva,seproducenionesOH porloqueelpH>7,esbásicoynoácido.

d)Verdadero.LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreelácidodébilHAylabasedébilBOHes:

HA(aq)+BOH(aq)BA(aq)+H O(l)

LasalBA,endisoluciónacuosaseencuentradisociadasegúnlaecuación:


BA(aq)A (aq)+B (aq)

ElionB ,eselácidoconjugadodelabasedébilBOHysehidrolizasegúnlaecuación:

B (aq)+H O(l)BOH(aq)+H O (aq)

ElionA eslabaseconjugadadelácidodébilHAysehidrolizasegúnlaecuación:


Comoseobserva,seproducenionesH O yOH procedentesdelahidrólisisdelosdosiones de la sal. Además, como la fuerza de los iones es la misma ya que proceden deespeciesconigualvalordelaconstante,K =K =10 ,lacantidaddeH O yOH eslamismaporloqueelpHdeladisoluciónes7yaqueloproporcionaelagua.

e)Verdadero.ElNH esunabasedébilqueseencuentrapocoionizadadeacuerdoconlaecuación:

NH (aq)+H O(l)NH (aq)+OH (aq)

Comoseobserva,seproducenionesOH porloqueelpH>7,básico.


1.29.Sabiendoque losvaloresde paraelácidocianhídrico,HCN(aq),yel ionamonio,(aq),son8,7y9,2;respectivamente,yqueelaguaneutraa25°CtienepH=7,indiquesi

unadisoluciónacuosade ,aesatemperatura,tendrápH:a)Débilmenteácido.b)Débilmentebásico.c)Neutro.d)Muyácido(pH<3).e)Muybásico(pH>11).

(O.Q.N.Murcia2000)

LasalNH CN,endisoluciónacuosaseencuentradisociadasegúnlaecuación:

NH CN(aq)CN (aq)+NH (aq)

ElionNH ,eselácidoconjugadodelabasedébilNH ysehidrolizasegúnlaecuación:




Comoseobserva,seproducenionesH O yOH procedentesdelahidrólisisdelosdosionesdelasal.

ElpK delNH es:

pK NH =14–pK NH =14–9,2=4,8

ElpK delCN es:

pK CN =14–pK HCN =14–8,7=5,3

Comoseobserva,pK CN >pK NH ,loquequieredecirqueelcianuroesmásfuertecomo base (produce más iones hidróxido) que el amonio como ácido (produce menosprotones)Portanto,ladisoluciónresultanteesdébilmentebásica.

Cuesti

Lare

1.30.Lewisa)b)c)d)Nae)

Basecomp

a)Fabasesácido

b)Fabases

c)Vesonb

d)Fabasestrata

e)Fabasestrata

Lare

ionesyProble

espuestacor

¿Cuálde los?,HCl, , ,

, −O−aOH, ,

, ,

deLewisespartirconun

also.Comoss deLewis,odeLewis:

also.ComossdeLewis,e

erdadero.CbasesdeLe

also.ComossdeLewis,eadeunácido

also.ComossdeLewis,eadeunácido

espuestacor

masdelasOlim

rrectaeslab

os siguientes

,

,

stodaespecnácido.

seobservaeelH no p

seobservaeelBF tiene

Comoseobsewis:

seobservaeelCo esunodeLewis:

seobservaeelNi esunodeLewis:

rrectaeslac

mpiadasdeQu

b.

sesunconju

ciequímica

enlaestructosee pares

enlaestructunhuecoel

servaenlae

enlaestructncatiónalq

enlaestructncatiónalq

c.

uímica.Volume

untodeesp

(O.Q.N.Murci

queposeep

turasdeLewde electron

turasdeLewectrónicopo

estructuras

turasdeLewquelefaltan

turasdeLewquelefaltan

en3.(S.Menar

eciesquepo

a2000)(O.Q.N

paresdeele

wistodaslasnes solitario

wistodaslasorloquese

deLewisto

wistodaslasloselectron

wistodaslasloselectron

rgues&F.Latre

odríanactua

N.Sevilla2010)

ctronessoli

sespeciespros por lo qu

sespeciesprtratadeun

odaslasesp

sespeciesprnes4sexter

sespeciesprnes4sexter

e)

arcomobas

(O.Q.L.Madrid

itariosquep

ropuestasnue se trata d

ropuestasnácidodeLe

peciespropu

ropuestasnrnosporloq

ropuestasnrnosporloq

20

sesde

d2011)

puede

nosonde un

nosonwis:

uestas

nosonquese

nosonquese


1.31.Enlavaloracióndeunácidoconunabase,elindicadorvisualadecuadodebe:a)Tenerunaconstantedeacidezmayorqueladelácido.b)Tenercaracterísticasbásicasmásfuertesqueelvalorante.c)Tenerunaconstantedeacidezmenorqueladelácido.d)Añadirseunavezcomenzadalavaloración.e)Nomostrarcaracterísticasácido‐base.

(O.Q.N.Murcia2000)

Lamisióndeunindicadoresseñalarcuandohaterminadolareacciónentreelácidoylabase.Esprecisoqueelindicadornoaltereelresultadodelareacciónparaelloseañadealareacciónenpequeñascantidadesperoademásesprecisoquesetratedeunácidoobasemásdébilquelasespeciesreaccionantes.


1.32.¿CuáldelassiguientesmezclasesunadisoluciónreguladoraconunpHmenorde7?a)10mLdeácidoacético0,1M+10mLdeNaOH0,1M.b)10mLdeácidoacético0,1M+5,0mLdeNaOH0,1M.c)10mLde 0,1M+5,0mLdeHCl0,1M.d)10mLde 0,1M+10mLdeHCl0,1M.e)Ningunadeestasmezclas.

(Datos. ácidoacético=1,7·10 y =1,7·10 )(O.Q.N.Barcelona2001)

a)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreCH COOHyNaOHes:

CH COOH(aq)+NaOH(aq)NaCH COO(aq)+H O(l)


10mLCH COOH0,1M0,1mmolCH COOH1mLCH COOH0,1M

=1mmolCH COOH


=1,0mmolNaOH

Como la reacción es mol a mol y existe igual número de moles de ambas sustanciasinicialesse tratadecantidadesestequiométricasquereaccionancompletamente.Al finalde la reacciónsóloquedan1,0mmolesdeNaCH COO formados.Se tratadeunasalquepresentahidrólisisbásica.

b)Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:


=1mmolCH COOH


=0,5mmolNaOH

Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente0,5mmolesdeNaOH,estasustanciaes limitante y consume 0,5 mmoles de CH COOH. Al final de la reacción quedan 0,5mmolesdeCH COOHsinreaccionary0,5mmolesdeNaCH COOformados.Dichamezclaconstituyeunadisoluciónreguladoraácida.

Una disolución reguladora formada por una mezcla equimolecular de CH COOH yNaCH COOtienepH<7:

CH COOH(aq)+H O(l)CH COO (aq)+H O (aq)



K =CH COO H O

CH COOH= H O

CH COOCH COOH


pH=pK +logCH COOCH COOH

pH=pK =4,77

c)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNH yHCles:




=0,5mmolHCl


=1,0mmolNH

Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente0,5mmolesdeHCl,estasustanciaeslimitanteyconsume0,5mmolesdeNH .Alfinaldelareacciónquedan0,5mmolesdeNH3sin reaccionar y 0,5 mmoles de NH Cl formados. Dicha mezcla constituye unadisoluciónreguladorabásica.

UnadisoluciónreguladoraformadaporunamezclaequimoleculardeNH yNH CltienepH>7:



K =NH OH

NHOH

NHNH


pOH pK +logNHNH

pH 14 pK logNHNH

pH 14 pK pH 14 4,77 9,23

d)Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:


=1,0mmolHCl


=1,0mmolNH

Como la reacción es mol a mol y existe igual número de moles de ambas sustanciasinicialesse tratadecantidadesestequiométricasquereaccionancompletamente.Al finalde la reacción sólo quedan 1,0 mmoles de NH Cl formados. Se trata de una sal quepresentahidrólisisácida.



1.33.Paraelamoníaco, =4,76.ElpHdeunadisoluciónreguladora formadapor 0,050My 0,20Mes:a)8,94b)9,84c)8,64d)9,54e)8,00

(O.Q.N.Barcelona2001)

UnadisoluciónreguladoraformadaporunamezcladeNH yNH Cl:



K =NH OH

NH= OH

NHNH


pOH=pK +logNHNH

pH=144,76log0,200,05

=8,64


1.34.ElijaelintervalodepHefectivodeunadisoluciónreguladoradeHF‐NaF.a)5,0‐7,0b)2,2‐4,2c)6,0‐8,0d)9,8‐11,8e)Ningunodeestosintervalos.

(Dato.ConstantededisociaciónácidadelHF=6,8·10 )(O.Q.N.Barcelona2001)

El intervalodepHderegulaciónesaquelenelqueunadisoluciónreguladoraneutralizaeficazmentelosácidosybasesañadidosmanteniendoconstanteelpH.Aefectosprácticosesteintervaloesde2unidadesdepH.

Unadisoluciónreguladora formadaporunamezclaequimoleculardeHFyNaF tieneunpH:

HF(aq)+H O(l)F (aq)+H O (aq)


K =F H O

HF= H O

FHF


pH=pK +logFHF

pH=pK =3,2

ElintervaloderegulacióndepHdeladisolucióndadaes3,21.



1.35.Cuandosevaloraunácidodébilconunabasefuerte:a)Solamenteseneutralizaunapartedelosprotonesdelácido.b)Elpuntodeequivalenciacoincidesiempreconelpuntofinaldelavaloración.c)ElpHenelpuntodeequivalenciasiemprees7.d) No conviene valorar los ácidos débiles con bases fuertes puesto que el punto deequivalenciasedetectacondificultad.e)Enlasprimerasetapasdelavaloraciónseformaunadisoluciónreguladoraotampón.


Sea por ejemplo el caso de la valoración de CH COOH (ácido débil) con NaOH (basefuerte).Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónes:


Si se tienen10mLdeCH COOH0,1My seañaden5mLdeNaOH0,1M,elnúmerodemmolesdecadaespeciees:


=1mmolCH COOH


=0,5mmolNaOH

Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente0,5mmolesdeNaOH,estasustanciaes limitante y consume 0,5 mmoles de CH COOH. Al final de la reacción quedan 0,5mmolesdeCH COOHsinreaccionary0,5mmolesdeNaCH COOformados.Dichamezclaconstituyeunadisoluciónreguladoraácida.Estasituaciónsedahasta llegaralpuntodeequivalenciaenelquesóloexisteNaCH COOenladisolución,salquesufrehidrólisisbásica.


1.36.Señalecuáldelassiguientespropuestaseslacorrecta:a)ElcatiónFe(II)esunácidodeLewismásfuertequeelFe(III).b)Elcatión esunácidodeLewismásfuertequeelcatión .c)Tantoel comoel sonsusceptiblesdeactuarcomobasesdeLewis.d)Niel niel puedenactuarcomoácidos.e)Ningunadelasanterioresafirmacionesescierta.

(O.Q.L.CastillayLeón2001)(O.Q.L.CastillayLeón2002)

a) Falso. Los cationes metálicos en disolución acuosa forman iones complejos que secomportancomoácidosdeLewis:

Fe (aq)+6H O(l) Fe H O (aq)

Fe (aq)+6H O(l) Fe H O (aq)

ElcomportamientocomoácidodeLewis:

Fe H O (aq)+H O(l) Fe OH H O (aq)+H O (aq)


Consultandolabibliografía,sesabequelaconstantedeequilibriodelasegundareacciónesmayorqueladelaprimera,portanto,elFe(III)esunácidomásfuertequeelFe(II).

Cuesti

b)Venosu

ElcatLewis

c) Fasolitalas epares

d) Fa(orbilaestelect

Lare

1.37.lossiga)b)c)d)HOe)HC

Unadylab

Laex

TomaHasse

Altra

ionesyProble

erdadero.Eufrehidrólis

tiónAl ens:

Al (aq)+

Al H O

also. Una bariosquepuspecies prosdeelectron

also. Un ácitalesatómictructurasderónicos:

espuestacor

Untécnicodguientesáci

OClCN

disoluciónrbaseconjuga

HA(aq)+

xpresiónde

K =A

H

ando logarielbachquep

pH=pK +

atarsedeun

pH=pK

masdelasOlim

ElcatiónLisis.

ndisolución

+6H O(l)

(aq)+H

base de Lewuedecompaopuestas nonessolitario

cido de Lewcosvacíos)eLewislase

rrectaeslab

delaboratoridosseráelm=5,9·10=5,6·10=1,8·10=3,0·10=4,9·10

reguladoraáadaA ytien

H O(l)

laconstante

H OHA

= H

itmos y mpermitecalc

+logAHA

namezclaeq

mpiadasdeQu

eselácido

acuosaform

Al H

H O(l)

wis es todaartirconunson basesosquepued

wis es todaquepuedenespeciespro

b.

riodeseapremásadecuad

ácidaestáfoneunpH:

A (aq)

edeacideze

H OAHA

ultiplicandocularelpHd

quimolecula

uímica.Volume

odébilconju

maunionco

H O (aq

Al OH

especie quácido.ComdeLewis, yancompart

a especie qunalbergarunopuestasno

epararunaddoparaello?

ormadapor

+H O (aq)

es:

o por ‐1 sdeunadisolu

arsetienequ

en3.(S.Menar

ugadodela

omplejoque

q)

H O (a

uímica queoseobservya que ni elir,porloqu

uímica quenpardeelesonniácid

disoluciónre?

unamezcla

)

e obtieneuciónregula

ue[A ]=[H

rgues&F.Latre

basefuerte

esecompor

aq)+H O (

posee pareaenlaestruboro ni elesonácidos

posee huectrones.Comos,yaquen

eguladorade

equimolecu

la ecuaciónadora:

HA]:

e)

LiOH,porl

rtacomoáci

(aq)

es de electucturasdeLaluminio posdeLewis:

ecos electrómoseobsernoposeenh

depH=5.¿Cu

(O.Q.N.Oviedo

ulardeácido

n de Hende

25

oque

idode

ronesLewisoseen

ónicosrvaenuecos

uálde

o2002)

o,HA,

erson‐


ElpHdeladisoluciónloproporcionaelvalordepK delácidodeladisoluciónreguladora.Estosvaloressemuestranenlasiguientetabla:

ÁcidoH C O 5,9·10 1,23H AsO 5,6·10 2,25

1,8·10 4,74HOCl 3,0·10 7,52HCN 4,9·10 9,31

ElácidocuyopK seaproximamásalvalordepH=5es pK 4,74 .


1.38.Sedisponedeunadisolución0,5Mdecadaunade lassiguientessales.¿CuáldeellastieneunpHmásbajo?a)KClb) c)NaId) e)

(O.Q.N.Oviedo2002)

a) El cloruro de potasio, KCl, en disolución acuosa se encuentra disociado según laecuación:

KCl(aq)Cl (aq)+K (aq)


ElionCl eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.

ElpHdeladisoluciónes7yaqueloproporcionaelH O.

b)El acetatode sodio,NaC H O , endisolución acuosa se encuentradisociado según laecuación:



El ionCH COO es labaseconjugadadelácidodébilCH COOHysehidrolizasegún laecuación:



c)Elyodurodesodio,NaI,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

NaI(aq)I (aq)+Na (aq)

ElionI eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHIporloquenosehidroliza.


d) El nitrato de potasio, KNO3, en disolución acuosa se encuentra disociado según laecuación:

KNO3(aq)NO (aq)+K (aq)



ElionNO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHNO3porloquenosehidroliza.


e) El cloruro de amonio, NH Cl, en disolución acuosa se encuentra disociada según laecuación:

NH Cl(aq)Cl (aq)+NH (aq)



ElionCl eslabasedébilconjugadadelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.

Comoseobserva,seproducenionesH O porloqueelpH<7.


1.39.¿Cuáldelassiguientesespeciesesanfótera?a) b) c) d) e)

(O.Q.N.Oviedo2002)(O.Q.L.Asturias2004)(O.Q.N.Sevilla2010)

Unanfóteroesunasustanciaquecomportarsecomoácidoycomobasedependiendodelmedioenelqueseencuentre.

Laúnicadelasespeciespropuestasquepuedecumpliresacondicióneselionbicarbonato,HCO :

Comoácido:HCO (aq)+OH (aq)CO (aq)+H O (aq)

Comobase:HCO (aq)+H O (aq)H CO (aq)+H O(l)


1.40.Sielvalorde paraelion es1,0·10 ,¿cuáleselvalorde paraelion ?a) =1,0·10 b) =1,0·10 c) =1,0·10 d) =1,0·10 e) =1,0·10

(Dato. =1,0·10 )(O.Q.N.Oviedo2002)(O.Q.L.Asturias2004)

La relaciónentre la constantede fuerzadeácidoy subase conjugadavienedadapor laexpresión:

K =KK

K =1,0·10

1,0·10=1,0·10



1.41.¿Cuáleselácidoconjugadodel (aq)?a) (aq)b) (aq)c) (aq)d) (aq)e) (aq)f) (aq)

(O.Q.N.Oviedo2002)(O.Q.L.Asturias2004)(O.Q.L.Asturias2008)(O.Q.N.Ávila2009)(O.Q.L.LaRioja2009)(O.Q.L.LaRioja2012)

Deacuerdoconlateoríaácido‐basedeBrönsted‐Lowry:

Ácidoesunaespeciecapazdecederprotonesaunabase

Baseesunaespeciecapazdeaceptarprotonesdeunácido:

(aq)+H O (aq) (aq)+H O(l)base1ácido2ácido1base2


(EnlacuestiónpropuestaenÁvila2009secambiaelapartadoeporelf).

1.42.¿QuésucedeenunadisolucióndiluidadeunácidofuerteHX?a)Hayespecies , yHXenconcentracionesapreciables.b)HayHXenmayorproporciónque y .c)Laconcentracióndeprotonesesmuysuperioraladeaniones.d)Ladisociaciónestotal.

(O.Q.L.CastillayLeón2002)

Un ácido monoprótico fuerte, HX, en disolución acuosa se encuentra completamentedisociadosegúnlaecuación:

HX(aq)+H O(l)X (aq)+H O (aq)

a‐b)Falso.Comoseencuentracompletamentedisociadoeniones,laconcentracióndeHXesprácticamentenula.

c)Falso.Altratarsedeunadisoluciónácidadiluidaesprecisotenerencuentalosprotonesaportados por el H O. No obstante, las concentraciones de protones y aniones sonsimilares.

d)Verdadero.Portratarsedeunácidomonoprótico fuerte,HX,endisoluciónacuosaseencuentracompletamentedisociado.


1.43.Enlareacciónenequilibrio:

HX(aq)+ (aq)HY(aq)+ (aq) con >>1¿Quéseverifica?a)LaacidezdelaespecieHY>>HX.b)Labasicidaddelaespecie >> .c)Laespecie esmejoraceptoradeunprotónque .d)Lareacciónestápocodesplazadahacialaderecha.


a)Falso.Silaconstantedeequilibrio,K >>1,quieredecirqueelequilibrioseencuentradesplazadohacialaderecha,esdecirqueelácidoHXesmásfuertequeelHY.


b)Verdadero.SiK (HX)>K (HY)comolarelaciónentrelaconstantedeunácidoysubaseconjugadavienedadaporlaexpresión:

K =KwK

siendoK Y >K X

c) Falso. Si el ácido HX es más fuerte que el ácido HY, la base X es peor aceptora deprotonesquelabaseY .

d)Falso.Silaconstantedeequilibrio,K >>1,quieredecirqueelequilibrioseencuentramuydesplazadohacialaderecha.


1.44.¿QuéocurrirásiaumentaelpHdeunadisoluciónacuosasaturadade ?a)Aumentarála[ ].b)Aumentaránla[ ]y[ ].c)Disminuirá[ ]yaumentará[ ].d)Aumentará[ ].

(O.Q.L.CastillayLeón2002)(O.Q.L:Asturias2007)

El H S es un ácido diprótico débil que se encuentra parcialmente disociado según lassiguientesecuaciones:

H S(aq)+H O(l)HS (aq)+H O (aq)

HS (aq)+H O(l)S (aq)+H3O+(aq)

Laecuaciónglobaldelprocesoes:

H S(aq)+2H O(l)S (aq)+2H O (aq)

SielpHdeladisoluciónaumenta,[H O ]disminuye.

Laconstantedeequilibriodelprocesoes:

K =[S ][H O

[H S]

ComosetratadeunadisoluciónsaturadadeH S,si[H O ]disminuye,elvalorde[S ]debeaumentaryelde[H S]debedisminuirparaquesemantengaelvalordelaconstanteK .


1.45.AlamismatemperaturaunácidoHXtieneunpKde4eneldisolventeAyunpKde2eneldisolventeB.¿Quéafirmaciónescierta?a)EldisolventeAesmásbásicoqueelB.b)EldisolventeBesmásbásicoqueelA.c)Losdosdisolventessonigualmentebásicos.d)EsimposibleyaqueelpKdeunácidonodependedeldisolvente.


Sea un ácido débil, HX, que se encuentra parcialmente disociado en disolventes A y Bsegúnlassiguientesecuaciones:

HX+AX +AH HX+BX +BH

Lasrespectivasconstantesdeequilibrioson:


K =[X ][AH[HX][A

K =[X ][BBH[HX][B

Aplicandologaritmosymultiplicandopor‐1seobtiene:

pK =‐log[X ][AH ][HX][A]

=4pK =‐log[X ][BH ][HX][B]

=2

SieldisolventeBesmásbásicoqueeldisolventeA,entonceselequilibrioseencuentramásdesplazadohacialaderecha,portanto:

[BH ]>[AH ]K >K pK <pK


1.46.Cuandoseañaden10 molesdeunácido fuerteaun litrodeaguaa25°C,cuálde lassiguientesafirmacionesescierta:a)Laconstantedeionizacióndelaguaaumenta.b)Aumentaelgradodeionizacióndelagua.c)Disminuyeelporcentajedeionizacióndelagua.d)Elporcentajedeionizacióndelaguanosemodificasinocambialatemperatura.

(O.Q.L.CastillayLeón2002)(O.Q.L.Asturias2008)

Elequilibriodeionizacióndelaguaes:


Laconstantedeionizacióndelagua,Kw,es:

Kw=[H O ][OH ]

un valor constante que sólo depende de la temperatura. Si este valor no cambiapermanecenconstanteslosvaloresdelasconcentracionesenelequilibrio.


1.47.¿Porquéelion eslabasemásfuertequeexisteendisoluciónacuosa?a)Porqueeslabaseconjugadadel .b)Porquenohayotrasbasesmásqueelion .c)Porquelos seencuentransiempreendisoluciónacuosa.d)Porqueelaguareaccionacompletamenteconlasbasesfuertesparadariones .


ElH OreaccionaconlasbasesfuertesparaproducirionesOH :

NaOH(aq)+H O(l)Na+(aq)+OH (aq)


1.48. Se tieneun litro de disolucióndeácido acético y un litro dedisolucióndeHCl.Ambasdisoluciones tienen el mismo pH, por lo tanto, para neutralizar con sosa de la mismaconcentración:a)Elácidoacéticonecesitamayorcantidaddesosa.b)ElHClnecesitamayorcantidaddesosa.c)Losdosácidosnecesitanlamismacantidaddesosa.d)Senecesitanmásdatosparasaberqueácidonecesitamássosaparasuneutralización.

(O.Q.L.CastillayLeón2002)(O.Q.L.Asturias2007)


Las ecuaciones químicas correspondientes a las reacciones de neutralización de los dosácidosconNaOHson:

HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H O(l)


SuponiendoqueparaambasdisolucionesácidaspH=2,deacuerdoconelconceptodepH:

[H O ]=10 =10 M

ElHClesunácidofuertequeseencuentracompletamentedisociadoen ionessegúnlaecuación:

HCl(aq)+H O(l)Cl(aq)+H O (aq)

Portratarsedeunácidofuerte:

[H O ]=[HCl]=10 M

Suponiendo que la disolución de NaOH es 1 M, el volumen necesario de ésta paraneutralizarelHCles:

1LHCl10 M10 molHCl

1LHCl10 M1molNaOH1molHCl

1LNaOH1M1molNaOH

=10 LNaOH1M

ElCH COOHesunácidodébilqueseencuentraparcialmentedisociadoenionessegúnlaecuación:


Laconstantedeacidezes:

K =[CH COO ][H O

[CH COOH]


[CH COO ]=[H O ]=10 M [CH COOH]≈c

Partiendo de que la constante K para el CH COOH es aproximadamente 2·10 , laexpresióndelaconstantedeequilibrioquedacomo:

2·10 =10c

c=5M

Suponiendo que la disolución de NaOH es 1 M, el volumen necesario de esta paraneutralizarelCH COOHes:

1LCH COOH5M5molCH COOH1LCH COOH5M

1molNaOH

1molCH COOH1LNaOH1M1molNaOH

=5LNaOH1M



1.49.¿Cuántoslitrosdeaguadestiladadebenañadirsea1LdedisoluciónacuosadeHClconpH=1paraobtenerunadisoluciónconpH=2?a)0,1Lb)0,9Lc)2Ld)9Le)100L

(O.Q.N.Tarazona2003)(O.Q.L.Asturias2004)

ElHClesunácidofuertequeseencuentracompletamentedisociadoeniones:


AplicandoelconceptodepHunadisoluciónconpH=1

[H O ]=10 =10 M

yotraconpH=2:

[H O ]=10 =10 M

LlamandoValnúmerodelitrosdeaguaaañadiryaplicandoelconceptodemolaridad:

10 M=10 mol1+V L

V=9L


1.50.Indiquecuáldelassiguientesproposicionesesfalsarespectodelagua:a)Esunasustanciaanfótera.b)Enalgunassalesproducehidrólisis.c)Suproductoiónicoesiguala10 acualquiertemperatura.d)SupHes7.


Elequilibriodeionizacióndelaguaes:


Elproductoiónicodelaguaa25°C,Kw,es:

Kw=[H O ][OH ]=10

un valor constante que sólo depende de la temperatura. Si cambia la temperaturacambiaelvalordedichaconstante.


1.51.Indiquecuáldelassiguientesproposicionesesfalsa:a)NotodoslosindicadoresvirancuandoelpHesigual7.b)Lasdisolucionesde tienencarácterácidodebidoalahidrólisis.c)Laconstantedehidrólisisdependedelatemperatura.d)LadisoluciónquecontieneamoníacopresentapH>7.


a)Verdadero.DeacuerdoconlateoríadeOstwaldparaindicadores,lazonadevirajedeunindicadordependedelvalordesupK.

InH(aq)+H O(l)In (aq)+H O (aq)


Laconstantedefuerzaes:

K =[In ][H O ]

[HIn][H O ]=K

[HIn][In ]

Tomandologaritmosymultiplicandopor‐1seobtiene:

pH=pK +log[In ][HIn]

b)Falso. El acetato de sodio, NaCH COO, es una sustancia que en disolución acuosa seencuentradisociadasegúnlaecuación:



El ionCH COO ,es labaseconjugadadelácidodébilCH COOHysehidrolizasegúnlaecuación:


Comoseobserva,seproducenionesOH yladisoluciónesbásica.

c) Verdadero. La constante de hidrólisis o constante de acidez o basicidad se calculamediantelaexpresión:

K =KK

dondelasconstantesK yK dependendelatemperatura.

d)Verdadero.Elamoníaco,NH ,esunabasedébilqueendisoluciónacuosaseencuentraparcialmentedisociadasegúnlaecuación:


Comoseobserva,seproducenionesOH yladisoluciónesbásicaytienepH>7.


1.52.SielpHdeunadisoluciónes1,7indiquecuáldelassiguientesproposicionesescierta:a)Setratadeunácidodébil.b)Esuncasodehidrólisisdesaldeácidofuerteybasedébil.c)Laconcentracióndeionesoxonioenladisoluciónes2·10 M.d)ElpOHvale11,3.

(O.Q.L.CastillayLeón2003)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)

a)Falso.ElpHdeunadisoluciónnoindicasisetratadeunácidofuerteodébil.

b)Falso.LahidrólisisdeunasalprocedentedeácidofuerteybasedébiltieneunpH<7peronotanbajocomo1,7yaqueelcatiónquesehidrolizaesunácidodébilynoproduceunaconcentracióndeprotonestanaltacomoparaalcanzaresevalor.

c)Verdadero.SipH=1,7;deacuerdoconelconceptodepH:

[H O ]=10 =10 , M=2·10 M

d)Falso.LarelaciónentrepHypOHdeunadisoluciónvienedadaporlaexpresión:

pH+pOH=14pOH=14–1,7=12,3



1.53.Indiquecuáldelassiguientesproposicionesesfalsa:a)EnlasdisolucionesácidaselpH<7.b)EnlasdisolucionesbásicaselpOH<7.c)Losácidosorgánicossonácidosdébiles.d)Losácidospolipróticosdébilescedenalaveztodoslosprotones.


a‐b)Verdadero.LasdisolucionesácidastienenpH<7ylasbásicas,pH>7.

c)Verdadero.Losácidosorgánicostienenelgrupocarboxilo,‐COOH,unidoaunacadenacarbonada. La fuerza del ácido depende de la atracción de los electrones del grupohidroxilo,O−H,porelrestodelacadena.TeniendoencuentaqueloselementoscarbonoehidrógenosonpocoelectronegativosnofavorecenlamayorpolarizacióndedichoenlaceconlaconsiguienteliberacióndelionH ,portanto,losácidosorgánicossondébiles.

d)Falso.Losácidospolipróticosdébiles,comoporejemploelH CO ,liberanlosprotonesporetapasdeacuerdoconlossiguientesequilibrios:

H CO (aq)+H O(l)HCO (aq)+H O (aq)

HCO (aq)+H O(l)CO (aq)+H O (aq)

cuyasrespectivasconstantesdefuerzason:

K =[HCO ][H O

[H CO ]

K =[CO ][H O

[HCO ]

K >>K

Larespuestafalsaeslad.

1.54.¿Cuáldelassiguientesdisolucionesacuosaspresentacarácterácido?a)NaClb) c) d)

(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)(O.Q.L.Asturias2009)

a)Falso.Elclorurodesodio,NaCl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegún laecuación:

NaCl(aq)Cl (aq)+Na (aq)



ElpHdeladisoluciónes7yaqueloproporcionaelH Oyladisoluciónesneutra.

b)Falso.Elhidróxidodeamonio,NH OH,esunabasedébilqueendisoluciónacuosaseencuentraparcialmentedisociadasegúnlaecuación:


Comoseobserva,seproducenionesOH porloqueelpH>7yladisoluciónesbásica.


c)Verdadero.Elclorurodeamonio,NH Cl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:





Comoseobserva,seproducenionesH O porloqueelpH<7yladisoluciónesácida.

d) El nitrato de potasio, KNO , en disolución acuosa se encuentra disociado según laecuación:

KNO (aq)NO (aq)+K (aq)





1.55.Sila delácidocianhídricoes6,2·10 yla delamoníacoes1,8·10 ,elpHdeladisoluciónacuosadelcianuroamónicoserá:a)pH=7b)pH>7c)pH<7d)pH=0


LasalNH CN,endisoluciónacuosaseencuentradisociadasegúnlaecuación:

NH CN(aq)CN (aq)+NH (aq)



Laconstantedeacidez(hidrólisis)delionamonioes:

K =KK

=1,0·10

1,8·10=5,6·10



Laconstantedebasicidad(hidrólisis)delioncianuroes:

K =KK

=1,0·10

6,2·10=1,6·10

SeproducenionesH3O+yOH procedentesdelahidrólisisdelosdosionesdelasal.

Comoseobserva,K CN >K NH ,loquequieredecirqueelcianuroesmásfuertecomo base (produce más hidróxidos) que el amonio como ácido (produce menosprotones)Portanto,ladisoluciónresultanteesdébilmentebásicayelpH>7.



1.56.Elsímbolo delaespecie correspondealaconstantedeequilibriodelareacción:a) + + b) + H2S+ c) + + d) + +

(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)



Baseesunaespeciecapazdeaceptarprotonesdeunácido.

LareaccióndelHS comobasees:

HS (aq)+H O(l)H S(aq)+OH (aq)base1ácido2ácido1base2

cuyaconstantedeequilibrioes:

K =H S OH

HS


1.57.UnadisolucióntienepH=10,82.Laconcentraciónde dedichadisoluciónes:a)1,5·10 Mb)1,5·10 Mc)6,6·10 Md)6,6·10 M

(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)(O.Q.L.LaRioja2006)(O.Q.L.CastillayLeón2010)

LarelaciónentreelpHyelpOHdeunadisoluciónvienedadaporlaexpresión:

pH+pOH=14pOH=14–pH=14–10,82=3,18

DeacuerdoconelconceptodepOH:

[OH ]=10 =10 , M=6,6·10 M


(EnCastillayLeón2010elpH=10,7).

1.58.Cuandosedisuelveacetatodesodioenagua:a)Seproducenioneshidróxido.b)Seproducenioneshidrógeno.c)Seproduceácidoacéticoehidróxidodesodio.d)Sehidratansimplementelosionesacetatoysodio.


Elacetatode sodio,NaCH COO,esuna sustanciaqueendisoluciónacuosa se encuentradisociadasegúnlaecuación:






Comoseobserva,seproducenionesOH yladisoluciónesbásicaytieneunpH>7.


1.59. El aminoácido glicina ( − −COOH) en disolución acuosa se disocia según lassiguientesreacciones:

− −COOH+ − − + =2,35

− ‒ + − − + =9,78¿CuáleselpHisoeléctricodeladisolución,esdecircuandoelnúmerodemoléculasdeglicinacargadaspositivamenteseigualaalmoléculasdeglicinacargadasnegativamente?a)1,17b)4,89c)9,78d)7,01e)6,06

(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)

Laexpresióndelaconstantedeequilibriodelaprimerareacciónes:

K =[H3N ‐CH2‐COO ][H O ]

[H3N ‐CH2‐COOH]

Lasmoléculasdeglicinacargadaspositivamenteson:

[H3N ‐CH2‐COOH]=[H3N ‐CH2‐COO ][H O ]

K

Laexpresióndelaconstantedeequilibriodelasegundareacciónes:

K =[H2N‐CH2‐COO ][H O ]

[H3N ‐CH2‐COO ]

Lasmoléculasdeglicinacargadaspositivamenteson:

[H2N‐CH2‐COO ]=[H3N ‐CH2‐COO ]K

[H O ]

Comoenelpuntoisoeléctricoelnúmerodemoléculascargadaspositivaynegativamenteesidéntico:

[H3N ‐CH2‐COOH]=[H2N‐CH2‐COO ]

[H3N ‐CH2‐COO ][H O ]K

=[H3N ‐CH2‐COO ]K

[H O ][H O ]= K1·K2

Aplicandologaritmosymultiplicandopor‐1seobtiene:

pH=12pK1+pK2 pH=

122,35+9,78 =6,06



1.60.Unadisolucióncompuestainicialmentedeácidohidrazoico( )0,5Myde 0,25MtieneunpHde4,78;cuandosealcanzaelequilibrio.¿Cuálesla del ?a)1,7·10 b)1,7·10 c)1,2·10 d)1,2·10 e)8,5·10

(Dato. =1,0·10 )(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)

UnadisoluciónreguladoraformadaporunamezcladeHN yNaN :

HN (aq)+H O(l)N (aq)+H O (aq)


K =N H O

HN= H O

NHN


pH=pK +logNHN

Sustituyendoseobtiene:

4,78=pK +log0,250,50

pK =5,08

LaconstantedeacidezdelHN es:

K =10 ,

Larelaciónentrelaconstantedefuerzadeunácidoysubaseconjugadavienedadaporlaexpresión:

K =KK

=1,0·10

10 , =1,2·10


1.61.Unjabóncomercialestáformadoprincipalmenteporpalmitatosódico.¿CuálseráelpHdeunadisolución0,1Mdeestejabón?a)10b)3c)7d)9e)11

(Dato. ácidopalmítico=10 )(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)

El palmitato de sodio es una sal procedente de ácido débil y base fuerte, NaA, que endisoluciónacuosaseencuentradisociadasegúnlaecuación:

NaA(aq)A (aq)+Na (aq)



ElionA eslabaseconjugadadelácidodébilHAysehidrolizasegúnlaecuación:


Laconstantedebasicidad(hidrólisis)delionpalmitatoes:

K =HA OH

A

K =KK

=1,0·10

10=10


[HA]=[OH ] [A ]≈0,1M


10 =[OH ]2

0,1[OH ]=10 M

pOH=‐log 10 =5,0pH=14–5,0=9,0


1.62.Elácidoacéticoenamoníacolíquidocomodisolvente:a)Esunácidomásdébilqueelagua.b)Estarámásionizadoqueendisoluciónacuosa.c)Esigualmentedébil,porqueelpKdeunácidonodependedelanaturalezadeldisolvente.d)Actúacomobase.

(O.Q.L.Asturias2004)

Comoelamoníacoesunabasemás fuertequeelaguaelequilibrioexistenteentreestassustancias:

CH COOH(l)+NH (l)CH COO (l)+NH (l)

seencuentramásdesplazadohacialaderecha.


1.63.SedisponedeunadisoluciónacuosadeunácidoHA.Sisequieresabersisetratadeunácidofuerteodébil,bastaríaconocer:a)SupHysuconcentración.b)SólosupH.c)Sólosuconcentración.d)Supuntodecongelaciónylaconstantecrioscópicadelagua.


ElácidoHAseencuentradisociadoenionessegúnlaecuación:



K =[A ][H O

[HA]



[A ]=[H O ] [HA]≈c

DelaexpresióndelaconstantedeacidezydelconceptodepHseobtiene:

K =[H O

c

H O 10

K =10

c

SiK >>1setrataunácidofuerte,encasocontrariosetratadeunácidodébil.


1.64.Delassustanciasquesecitanacontinuación,señaleaquellaquealdisolverseenaguaproduceunamodificacióndelpH:a)KClb) c) d)


a)Falso.Elclorurodepotasio,KCl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:



ElionCleslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.

ElpHdeladisoluciónnosufreningunamodificaciónyaquees7yloproporcionaelH O.

b)Falso.Elnitratodepotasio,KNO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:





c)Falso.Elsulfatodepotasio,K SO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

K SO (aq)SO (aq)+2K (aq)


Sepuedeaproximarsincometergranerror,queel ionSO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHSO porloquenosehidroliza.


d) Verdadero. El carbonato de sodio, Na CO , en disolución acuosa se encuentradisociadosegúnlaecuación:


Na CO (aq)CO (aq)+2Na (aq)


El ion CO es la base conjugada del ácido débil HCO que no se hidroliza según laecuación:

CO (aq)+H2O(l)HCO (aq)+OH (aq)

Comoseobserva,seproducen ionesOH por losemodificaelpHquesehace>7y ladisoluciónesbásica.


1.65.ElpHdeunadisolución10 molardeácidosulfúricoesiguala:a)7,4b)4,0c)3,7d)10,3

(O.Q.L.Madrid2004)

El ácido sulfúrico, H SO , es un ácido diprótico fuerte que en disolución acuosa seencuentracompletamentedisociadosegúnlaecuación:

H SO (aq)+2H O(l)SO (aq)+2H O (aq)

ComolaconstanteK esmuygrande,sepuedehacerlaaproximacióndequeelácidoesfuertetambiénenlasegundaionización.Portanto,considerando1Ldedisolución:

10 molH SO2molH O1molH SO

=2·10 molH O


pH=‐log 2·10 =3,7


1.66.Unadisolucióndeunácidodébilmonopróticoydeunadesussalestendrá lamáximaeficaciareguladoradepHcuando:a)ElpHsea7.b)Laconcentracióndelácidoydelasalseanigualesyelevadas.c)Laconcentracióndelácidoseaelevada.d)ElpHseaalcalino.

(O.Q.L.Madrid2004)

Unadisoluciónreguladoraformadaporunamezcladeunácidodébilmonoprótico,HA,yunadesussalesquecontengasubaseconjugada,A :



K =A H O

HA= H O

AHA



pH=pK +logAHA

La capacidad reguladoramáxima de una disolución tampón se consigue si es capaz deneutralizarpequeñascantidadesdeácidoobasesinquehayaunavariaciónapreciabledepH.Estoseconsiguesi:

[HA]=[ ]pH≈pK


1.67.Alhacerburbujear a travésdeunadisolucióndehidróxido sódico en exceso, seformará:a) b) c) d) e)

(O.Q.L.Madrid2004)(O.Q.L.Madrid2007)(O.Q.N.Sevilla2010)

LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreSO yNaOHes:

SO (g)+2NaOH(aq)Na SO (aq)+H O(l)

Setratadeunareacciónácido‐base,enlaqueSO eselácidoyNaOHlabase.


1.68.SisequiereimpedirlahidrólisisquesufreelNH4Cl,¿cuáldelossiguientesmétodosserámáseficaz?a)AñadirNaOHaladisolución.b)Diluirladisolución.c)AñadirNaClaladisolución.d)Añadir aladisolución.

(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)(O.Q.L.Asturias2006)(O.Q.L.Asturias2007)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)

EnlahidrólisisdelNH Cl:

NH Cl(aq)NH (aq)+Cl (aq)

EliónCl nosehidrolizayaqueprocededeunácidofuerte,HCl.

EliónNH sehidrolizadeacuerdoconlaecuación:


Si sedeseaquenoseproduzca lahidrólisisdel ionNH +esprecisoqueelequilibrioseencuentredesplazadohacialaizquierda,hacialaformacióndeNH .

a)Falso.ElNaOHendisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

NaOH(aq)Na (aq)+OH (aq)

Los iones OH reaccionan con los ionesH O producidos en la hidrólisis del NH , portanto, de acuerdo con el principio de Le Châtelier, la adición de NaOH a la disolución,favorecelahidrólisisdelNH .


b) Falso. La adición de H O, de acuerdo con el principio de Le Châtelier, desplaza elequilibriohacialaderechayfavorecelahidrólisisdelNH .

c)Falso.ElNaClendisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

NaCl(aq)Na (aq)+Cl (aq)

ElNaClnopresentaningúnioncomúnconelequilibriocorrespondientealahidrólisisdelNH ,portanto,noafectaalahidrólisisdelmismo.

d) Verdadero. De acuerdo con el principio de Le Châtelier, si se añade a ladisolución,elsistemasedesplazaenelsentidoenelqueseconsumaelNH añadido,esdecirsedesplazahacialaformacióndeNH ,porlotanto,seimpidesuhidrólisis.


1.69. Tres disoluciones de igual concentración conteniendo tres sales sódicas de fórmulageneralNaX,NaY,NaZpresentanvaloresdepH7,8y9respectivamente.Decircuálocuálesdelosaniones , o diolugaraunareacciónácido‐base(hidrólisis)frentealagua.a) , b) , c) , d)Ninguno

(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)

Setratadetressalesprocedentesdeunabasefuerte,NaOHyácidosdediferentefuerza.EnellaselcatiónNa nosehidroliza.

Delosaniones,sufriránhidrólisislosqueprocedandeácidosdébilesquesehidrolizandeacuerdoconlaecuación:


Laconstantedebasicidad(hidrólisis)delaniónsecalculamediantelarelación:

K =HA OH

A

K =KK

KK

=HA OH

A

Lasconcentracionesenelequilibrioson:

[OH ]=[HA] [A]=c–x≈c

Laexpresiónanteriorquedacomo:

KK

=[OH

c

Teniendoencuentaque:

K =[H3O+][OH ]

[H3O+]=10

seobtieneunaexpresiónquepermiteobtenerelvalordeK (HA)enfuncióndecyelpHdeladisolución:


Ka=c10

Kw

Suponiendoparatodaslassalesdisoluciones1M:

SalNaX pH 7 K 110

10 1

ElácidoHXesunácidofuerte,portanto,elaniónX nosehidroliza.

SalNaY pH 8 K 110

10 10

ElácidoHYesunácidodébil,portanto,elanión sehidroliza.

SalNaZ pH 9 K 110

10 10

ElácidoHZesunácidodébil,portanto,elanión sehidroliza.


1.70.Elácidohipocloroso(HClO)tieneunaconstantede ionizaciónde3,2·10 .¿Cuáleselporcentajedeionizaciónendisoluciones1,0y0,1M,respectivamente?a)0,018%y0,056%b)0,032%y0,0032%c)0,56%y0,18%d)0,56%enambas.e)0,32%enambas.

(O.Q.N.Luarca2005)

El HClO es un ácido débil que se encuentra parcialmente disociado de acuerdo con elequilibrio:

HClO(aq)+H O(l)ClO (aq)+H O (aq)


Ka=ClO H O

HClO

Lasconcentracionesenelequilibrioenfuncióndelaconcentracióninicialcydelgradodeionizaciónαes:

[ClO ]=[H O ]=cα [HClO]=c–x≈c


Ka=cαc

=cα α=Kac


c=1,0Mα=3,2·101,0

100=0,018%


c=0,1Mα=3,2·100,1

100=0,057%


1.71.¿Encuálde lossiguientescasoselaguaactúacomounabasedeLewisperonocomounabasesegúnladefinicióndeBrönsted‐Lowry?a) (l)+HF(g) (aq)+ (aq)b) (l)+ (aq) (aq)+HCN(aq)c) (l)+ (aq) (aq)d)2 (l)+ (aq)2 (aq)+ (aq)e) (l)[electrólisis]2 (g)+ (g)

(O.Q.N.Luarca2005)

Según la teoría de Brönsted‐Lowry, base es toda especie química capaz de aceptarprotonesdeunácido.

Según la teoríadeLewis,basees todaespeciequímicaqueposeeunpardeelectronessolitariosquepuedecompartirconunácido.

a)Verdadero.Enlareacción:

H O(l)+HF(g)H O (aq)+F (aq)

el H O captaunprotón (base deBrönsted) de HF y comparteunparde electronessolitarios(basedeLewis)conelH .

b)Falso.Enlareacción:

H O(l)+CN (aq)OH (aq)+HCN(aq)

elH Ocedeunprotón(ácidodeBrönsted)alCN–ynosecomportacomobasedeLewis.

c)Falso.Enlareacción:

H O(l)+Cu (aq)Cu H O (aq)

el H O comparte un par de electrones solitarios (base de Lewis) con el Cu y no secomportacomobasedeBrönsted.

d)Falso.Enlareacción:

2H O(l)+PO (aq)2OH (aq)+H PO (aq)

elH Ocedeunprotón(ácidodeBrönsted)al ionfosfatoynosecomportacomobasedeLewis.

e)Falso.Lareacción:

2H O(l)2H (g)+O (g)

Esunareaccióndeoxidación‐reducción,nodeácido‐base.



1.72.Sepreparan500mLdedisoluciónreguladoradisolviendo2,16gdebenzoatodesodio( )enelvolumensuficientedeácidobenzoico0,033M.ElpHes:a)4,16b)4,37c)4,64d)5,77e)6,30

(Dato. ácidobenzoico=6,3·10 )(O.Q.N.Luarca2005)

UnadisoluciónreguladoraformadaporunamezcladeC H COOHyNaC H COO:

C H COOH(aq)+H O(l)C H COO (aq)+H O (aq)


K =C H COO H O

C H COOH= H O

C H COOC H COOH


pH=pK +logC H COOC H COOH

Laconcentracióndeladisolucióndebenzoatodesodioes:

[C H COO ]=2,16gNaC H COO500mLdisolucion

1molNaC H COO144gNaC H COO

103mLdisolucion1Ldisolucion

=0,030M


pH=‐log 6,3·10 +log0,0300,033

=4,16


1.73.Enlavaloraciónde (aq)conNaOH(aq),indiquesiladisoluciónenelpuntodeequivalenciaesácida,básicaoneutrayporqué.a)Básicaporelexcesode .b)Ácidaporlahidrólisisdelion .c)Ácidaporlahidrólisisdel .d)Neutraporqueseformaunasaldeácidofuerteybasefuerte.e)Básicaporlahidrólisisdel .

(O.Q.N.Luarca2005)

El NaHCO es un anfótero, sustancia que puede comportarse como ácido y como basedependiendodelmedioenelqueseencuentre.EnestecasofrentealNaOH(basefuerte)secomportacomoácidoylaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónes:

NaHCO (aq)+NaOHNa CO (aq)+H O(l)

Elcarbonatodesodioesunasalprocedentedeácidodébilybasefuertequeendisoluciónacuosaseencuentradisociadasegúnlaecuación:




Elion eslabaseconjugadadelácidodébilHCO ysehidrolizasegúnlaecuación:

CO (aq)+H O(l)HCO (aq)+OH (aq)



1.74.Unácidodébilmonopróticoestáionizadoun1%a25°C.¿Cuáldelossiguientesdatosseríanecesarioconocerademásparacalcularlaconstantedeionizacióndelácido?a)Laconductividadequivalenteadilucióninfinita.b)Lamasamolardelácido.c)ElpHdeladisolución.d)Elproductoiónicodelagua.


Un ácidomonoprótico débil HA se encuentra parcialmente disociado en iones según laecuación:



K =[A ][H O

[HA]

Expresandolasconcentracionesenelequilibrioenfuncióndelaconcentracióninicialcydelgradodeionizaciónαsecumpleque:

[A ]=[H O ]=cα [HA]=c(1–α)≈c

Laexpresióndelaconstantedeacidezquedacomo:

Ka=cαc

=cα

Como se observa, el valor de la constantedependedel gradodedisociación yde laconcentracióninicialyestasepuedecalcularapartirdelaconductividadequivalenteadilucióninfinita.


1.75.Semezclan100mLdeunadisolucióndeHBr0,20M con250mLdeHCl0,10M.Si sesupone que los volúmenes son aditivos, ¿cuáles serán las concentraciones de los iones endisolución?a)[ ]=[ ]=[ ].b)[ ]>[ ]>[ ].c)[ ]>[ ]>[ ].d)[ ]>[ ]=[ ].

(O.Q.L.Asturias2005)(O.Q.L.LaRioja2012)

LosácidosHClyHBrsonfuertesqueseencuentrancompletamentedisociadosenionesdeacuerdoconlasecuaciones:

HBr(aq)Br (aq)+H (aq)

HCl(aq)Cl (aq)+H (aq)

Elnúmerodemolesdecadaionpresenteenladisoluciónson:


ParaelHBr:

0,1LHBr0,2M0,2molHBr1LHBr0,2M

1molH1molHBr

=0,02molH

0,1LHBr0,2M0,2molHBr1LHBr0,2M

1molBr1molHBr

=0,02molBr

ParaelHCl:

0,25LHCl0,1M0,1molHCl1LHCl0,1M

1molH1molHCl

=0,025molH


1molCl1molHCl

=0,025molCl

Considerando los volúmenes aditivos, las concentraciones de los iones en la disoluciónson,respectivamente:

[Br ]=0,02molBr0,1+0,25 L

=0,057M

[Cl ]=0,025molCl0,1+0,25 L

=0,071M

[H ]=(0,02+0,025)mol

0,1+0,25 L=0,128M

Comoseobserva:

[ ]>[ ]>[ ].


1.76.Un vaso de precipitados contiene 10mL deHCl 0,1M. ¿Qué volumen de agua debeañadirseparaobtenerunadisoluciónconpH=2?a)10mLb)100mLc)1mLd)90mL


ElHClesunácidofuertequeseencuentracompletamentedisociadoeniones:


LosmmolesdeH O contenidosenladisoluciónoriginalson:


1mmolH O 0,1mmolHCl

=1mmolH O

Elvalorde[H O ]paraunadisoluciónconpH=2es:

[H3O+]=10 =10 M

ConsiderandovolúmenesaditivosyllamandoValnúmerodemLdeaguaaañadir:

10 M=1mmol10+V mL

V=90mL



(CuestiónsimilaralapropuestaenTarazona2003yAsturias2004).

1.77.¿Cuáldebeserlaconcentracióndeunadisoluciónacuosade paraquela[ ]=10 M?a)10 Mb)10 Mc)10 Md)10 M

(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.LLaRioja2005)

Entodadisoluciónacuosasecumpleque:

[H O ][OH ]=10

H O =10

10=10 M


1.78.¿Cuáldelassiguientessalesproduceunadisoluciónbásicaaldisolverseenagua?a)KFb) b)NH4NO3d)KCl


a)Verdadero.KF,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

KF(aq)F (aq)+K (aq)

ElionK+,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.



LadisoluciónresultanteesbásicadebidaalapresenciadelosionesOH .

b)Falso.Elsulfatodepotasio,K SO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

K SO (aq)SO (aq)+2K (aq)




c)Falso.Elnitratodeamonio,NH NO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

NH NO (aq)NO (aq)+NH (aq)





LadisoluciónresultanteesácidadebidaalapresenciadelosionesH O .

d)Falso.Elclorurodepotasio,KCl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:






1.79.¿CuálseráelpHdeunadisoluciónacuosadeHFsisedisociaun10%?a)pH=1b)pH=10c)pH=2d)pH=7

(Dato. =7,2·10 )(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)

El HF es un ácido débil que se encuentra parcialmente disociado de acuerdo con elequilibrio:



K =F H O

HF


[F ]=[H O ]=cα [HF]=c–x≈c


K =cαc

=cα2


c=Kα2=7,2·100,1

=0,072M

Elvalorde[H3O+]ydelpHdeladisoluciónson,respectivamente:

[H3O+]=cα=0,1 0,072M =7,2·10 MpH=‐log 7,2·10 =2,1



1.80.Enlasiguientereacción:

+ +

a)Elion actúacomoácidodeBrönsted‐Lowry.b)Elion actúacomoácidodeLewis.c)Elion actúacomoácidodeLewis.d)Elion actúacomoácidodeBrönsted‐Lowry.


SegúnlateoríadeBrönsted‐Lowry:

ácidoestodaespeciequímicacapazdecederprotonesaunabase.

baseestodaespeciequímicacapazdeaceptarprotonesdeunácido.

ElpapeldelionHPO es:

HPO +H OH PO +OH

HPO42–captaunprotóndelH OysecomportacomobasedeBrönsted.

ElpapeldelionNH es:

NH +H ONH +H O

cedeunprotónalH OysecomportacomoácidodeBrönsted.

En este caso, la teoría de Lewis no explica el comportamiento de ninguno de los ionespropuestoscomoácidoobase.


1.81.Enlavaloracióndeunadisolucióndeácidonitroso0,20Mconhidróxidodesodio0,20M,elpHdelpuntodeequivalenciaes:a)5,83b)7,00c)8,17d)9,00

(Datos. =4,6·10 ; =1,0·10 )(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)

ElpHdelpuntodeequivalenciaenunareaccióndeneutralizacióndependedelasustanciaexistentealfinaldelamisma.

LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreHNO yNaOHes:

HNO (aq)+NaOH(q)NaNO (q)+H O(l)

ElNaNO resultantedelareacciónesunasalprocedentedeácidodébilybasefuerte.EndisoluciónacuosaelNaNO seencuentradisociadocomo:


LasreaccionesdelosionesconH Oson:

Na eselácidoconjugadodelabasefuerteNaOHynosehidroliza.

NO eslabaseconjugadadelácidodébilHNO

NO (aq)+H O(l)HNO (aq)+OH (aq)


Elvalordesuconstantedebasicidad(hidrólisis)es:

K =KK

=1,0·10

4,6·10=2,2·10

Al ser la estequiometría de la reacción entre HNO y NaOH 1:1 y presentar ambassustancias lamisma concentración, los volúmenes gastados en el puntode equivalenciaserániguales,luegolaconcentracióndeladisoluciónresultanteserá:

VLNaOH0,2M0,2molNaOH1LNaOH0,2M

1molHNO1molNaOH

2VLdisolucion=0,1M


[OH ]=[HNO ]=x NO =c–x≈c

SustituyendoenlaexpresióndeKb:

Kb=HNO OH

NO=x2

c

2,2·10 =x2

0,1x=1,5·10 M

ElpOHypHdeladisoluciónson,respectivamente:

pOH=‐log 1,5·10 =5,83pH=145,83=8,17


1.82.Indiquecuáldelossiguientesparesiónicosrepresentaunácidoysubaseconjugada.a) / b) / c) / d) /





ElparHSO /SO eselúnicoquecumplelacondiciónpropuesta:

HSO (aq)+H O(l)SO (aq)+H O (aq)

ácido1base2base1ácido2


1.83. Calcula el pH de una disolución de 0,020M, sabiendo que = 7,5·10 y=6,2·10 :

a)3,50b)2,35c)2,04d)0,96e)4,50



Se tratade un ácidopoliprótico en el queK >>K ,por loque sepuede aproximar sincometer gran error que prácticamente todos los protones se liberan en la primeraionización:

H PO (aq)+H O(l)H PO (aq)+H O (aq)

Latabladeconcentracioneses:

H PO H PO H Ocinicial 0,02 ctransformado x cformado x xcequilibrio 0,02x x x

Sustituyendo:

7,5·10 =x

0,02xx=9,06·10 M

ElpHdeladisoluciónes:

pH=‐log 9,06·10 =2,04


1.84.Elácidoacéticoesunácidodébil,mientrasqueelHClesfuerte.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesesfalsa?a)ElpHdeunadisolucióndeHCl0,1Mes1.b)Unadisoluciónquecontiene0,1molesdeácidoacéticoy0,1molesdeacetatode sodiopuedeserunadisolucióntampón.c)ElpHdeunadisolución0,1MdeHClesmenorqueeldeunadisolución0,1Mdeácidoacético.d)ElpHdeunadisoluciónformadamezclandocantidadesequimolecularesdehidróxidodesodio y de ácido clorhídrico será mayor que el de una disolución similar formada porhidróxidodesodioyácidoacético.

(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)(O.Q.L.Asturias2007)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)

a) Verdadero. El HCl es un ácido fuerte que se encuentra completamente disociado eniones,deformaqueunadisolución0,1Mdedichoácidoproporcionauna[H O ]=0,1M.Portanto,elpHdedichadisoluciónes1.

b)Verdadero.Unadisolucióntampónestáformadaporunácido(obase)débilyunasalquecontengasubase(oácido)conjugado.Ésteeselcasodelamezclapropuesta:

CH COOH(ácido)/NaCH COO(baseconjugada)

Además,paraqueseaunbuentampón,esprecisoquelasconcentracionesdelácidoy labaseconjugadaseansimilares.

c)Verdadero.ElCH COOHesunácidodébilqueseencuentraparcialmentedisociadoeniones,deformaqueunadisolución0,1Mdedichoácidoproporcionauna[H O ]menorquelaqueproporcionaríaunadisolucióndeHCldelamismaconcentración.Portanto,elpHdedichadisoluciónesmayorque1.

d)Falso.LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreHClyNaOHes:



Lasal formada,NaCl, esuna salprocedentedeácido fuerteybase fuertepor loque losionesquelaformannosehidrolizanyelpHdeladisoluciónresultanteloproporcionaelagua,7,yladisoluciónesneutra.

LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreHClyNaOHes:


Lasalformada,NaCH COO,esunasalprocedentedeácidodébilybasefuerteporloqueunodelosionesquelaforman,CH COO ,sísehidroliza:

CH COO (aq)+H O(aq)CH COOH(aq)+OH (l)

yladisoluciónresultantecontieneionesOH ,porloquepH>7,yladisoluciónesbásica.


1.85.¿CómoseríaelpHaproximadodeunadisolución0,01Men ?a)Neutrob)Ligeramentebásicoc)Muybásicod)Ligeramenteácido


El cloruro de amonio, NH Cl, en disolución acuosa se encuentra disociado según laecuación:





Comoseobserva,enlahidrólisisseproducenionesH O porloqueelmedioseráácido.


1.86.Endisoluciónacuosaelácidocianhídrico,HCN,esunácidodébilconunaconstanteiguala4,9·10 .EnunadisoluciónacuosadeHCN1Msetieneque:a)Laconcentracióndelabaseconjugadaesmayorqueladelácidosindisociar.b)Laconcentracióndelabaseconjugadaesmenorqueladelácidosindisociar.c)Ladisolucióntienecarácterbásico.d)ElpHtieneunvalorde7.


Elácidocianhídrico,HCN,seencuentraparcialmentedisociadosegúnlaecuación:

HCN(aq)+H O(l)CN (aq)+H O (aq)


K =[CN ][H O

[HCN]

Lasconcentracionesdetodaslasespeciesenelequilibrioson:

[CN ]=[H O ]=x [HCN]=1–x



4,9·10 =x2

1‒xx=2,21·10 M


HCN ≈1M

CN =2,21·10 M ≫


1.87.ParaqueunamoléculaoiónactúecomoácidodeLewissetienequecumplirque:a)Puedacederparesdeelectrones.b)Puedacedergrupos .c)Tengaorbitalesvacíosdebajaenergía.d)Puedaaceptarprotones.


SegúnlateoríadeLewisácidoestodaespeciequímicaconhuecoselectrónicoscapazdeaceptarunparelectronesdeunabase.

Tenerhuecoselectrónicosequivaleatenerorbitalesatómicosvacíosenlosquepoderalbergarelpardeelectronesdelabase.


1.88.Lametilamina, ,esunabasedébilconunaconstantedeequilibriodeionizaciónbásicaiguala4,4·10 .EnunadisoluciónHCN10 Mdemetilaminasetieneque:a)Laconcentracióndeiones esmenorquelaconcentracionesde .b)Laconcentracióndeiones esmayorquelaconcentracionesde .c)ElpHdeladisoluciónesmenordesiete.d)ElpHdeladisoluciónesmayordesiete.


Lametilaminaesunabasedébilqueseencuentraparcialmentedisociadoenionessegúnlaecuación:

CH NH (aq)+H O(l)CH NH (aq)+OH (aq)

LaexpresióndelaconstantedebasicidadK es:

K =CH NH OH

CH NH


[CH NH ]=[OH ]=x [CH NH ]≃c


4,4·10 =x2

10 ‒xx=[CH3NH3

+]=[OH‐]=1,89·10 M

ElpOHdeladisoluciónes:

pOH=‐log 1,89·10 =2,72


Paracualquierdisoluciónacuosasecumpleque:

[H O ]·[OH ]=10 [ ]>

pH+pOH=14pH>7


1.89.Lareacciónentreelácidoclorhídricoyelhidróxidodeamonioenmedioacuoso,enelpuntodeequivalenciaes:a)UnareacciónredoxconcambiodepH.b)Unareaccióndeneutralizaciónyladisoluciónresultanteesneutra.c)Unareaccióndeneutralizaciónyladisoluciónresultanteesbásica.d)UnareaccióndeneutralizaciónyladisoluciónresultantetieneunpH<7.


LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareaccióndeneutralizaciónentreHClyNH :


ComolareacciónesmolamolenelpuntodeequivalenciasolohayNH Cl.Estasustanciaendisoluciónacuosaseencuentradisociadasegúnlaecuación:





Comoseobserva,enlahidrólisisseproducenionesH O porloqueelmedioseráácidoyelpH<7.


1.90.Indiquelarespuestacorrecta:a)LosácidosdeLewistambiénlosondeBrönsted.b)LosácidosdeLewissontambiénácidosdeArrhenius.c)LasbasesdeBrönstedsontambiénbasesdeArrhenius.d)LasbasesdeLewistambiénlosondeBrönsted.


Lasteoríasácido‐basedelosdiferentescientíficoslosdefinencomo:

Científico Ácido Base

Arrhenius Sustancia que en disolución acuosaescapazdecederionesH

Sustancia que en disolución acuosaescapazdecederionesOH

Brönsted Especie química que es capaz decederionesH

Especie química que es capaz decaptarionesH

Lewis

Especie química con orbitalesatómicos vacíos que es capaz deaceptar un par de electrones paracompartir

Especie química con pares deelectrones solitarios que es capazde cederunparde electronesparacompartir


a‐b) Falso. Un catiónmetálico es un ácido de Lewis pero no es ácido deBrönsted o deArrhenius.

c)Falso.Elionbicarbonato,HCO ,síqueesbasedeBrönstedyaquepuedecaptarunH :

HCO (aq)+H O (aq)H CO (aq)+H O(l)

sinembargo,noesbasedeArrheniusyaquenopuedecederunOH .

d)Verdadero.Elamoniaco,NH ,síqueesbasedeBrönstedyaquepuedecaptarunH :

NH (aq)+H O (aq)NH (aq)+H O(l)

yademás,esbasedeLewisyaqueposeeunpardeelectronessolitarioquepuedecederparacompartir:


1.91.SepuedeobtenerHClmediantelasiguientereacción:a)NaCl+ b)ElectrólisisdeunadisoluciónacuosadeNaCl.c)NaCl+ d)NaCl+ e)NaCl+HF

(O.Q.N.Vigo2006)

a‐e)Falso.ParaqueseproduzcaHClapartirdeNaCldebetenerlugarunareacciónácido‐baseenlaqueesprecisoqueelácidoquereaccioneconelCl (baseconjugada)delHClsealosuficientementefuerte.LosácidosH SyHFsondemasiadodébilesparaproducirlareaccióndedesplazamiento.

b)Falso.LaelectrólisisdeNaCl(aq)produciríaeldesprendimientodeH yCl .

c)Falso.ElHNO noesapropiadoyaquealseroxidanteproduciríalaoxidacióndelCl aCl .

d) Verdadero. El H PO tiene la fuerza suficiente para producir la reacción dedesplazamiento.Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreambassustanciases:

3NaCl(aq)+H PO (aq)HCl(aq)+NaH PO (aq)


1.92.CuandosevaloraHOCl( =3,0·10 )conKOH,¿cuálseráelmejorindicador?a)Timolftaleína, =9,9b)Azuldebromotimol, =7,10c)Verdedebromocresol, =4,66d)Rojodeclorofenol, =6e)Azuldebromofenol, =3,85

(O.Q.N.Vigo2006)(O.Q.L.Asturias2008)

El pH del punto final de una valoración viene dado por las sustancias presentes en eseinstanteenladisolución.

H : N : H::

H

H(+)

H +

H : N : H ::

H

(+)


LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClOyKOHes:

HClO(aq)+KOH(aq)KClO(aq)+H O(l)

El hipoclorito de potasio, KClO, en disolución acuosa se encuentra disociado según laecuación:

KClO(aq)ClO (aq)+K (aq)


ElionClO eslabaseconjugadadelácidodébilHClOysehidrolizasegúnlaecuación:

ClO (aq)+H O(l)HClO(aq)+OH (aq)

Comoseobserva,seproducenionesOH porloqueelpHdeladisoluciónresultanteesbastantemayorque7. El indicador timolftaleína ( =9,9) será apropiadoparaunavaloraciónenlaqueenelpuntofinalexistaunasustanciaquehagaqueladisolucióntengapHbásico.

Losindicadoresazuldebromofenol,verdedebromocresolyrojodeclorofenoltienenunpKa<7 loquehacequeseanapropiadosparaunavaloraciónenlaqueenelpuntofinalexistaunasustanciaquehagaqueladisolucióntengapHácido.

ElindicadorazuldebromotimoltampocoesapropiadoyaquetieneunpKacasineutroporloqueseríaapropiadoparalareacciónentreunácidofuerteyunabasefuerteenlaqueenelpuntofinalexistaunasustanciaquehagaqueladisolucióntengapHneutro.


1.93.UnadisoluciónconpH=4es100vecesmenosácidaqueunadisoluciónconpHiguala:a)1b)2c)5d)6e)7

(O.Q.N.Vigo2006)

DeacuerdoconelconceptodepH,unadisoluciónconpH=4:

[H3O+]=10 =10 M

Unadisolución100vecesmásácidaquelaanteriortieneuna[H O ]:

[H O ]=100 10 M =10 M


pH=‐log 10 =2


1.94. ¿Cuál de las siguientes sales producirá una disolución básica cuando se disuelve enagua?a)KClb)NaFc) d) e)

(O.Q.N.Vigo2006)


a)Falso.Elclorurodepotasio,KCl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:





b) Verdadero. El fluoruro de sodio, NaF, en disolución acuosa se encuentra disociadosegúnlaecuación:






c)Falso.Elnitratodepotasio,KNO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:





d)Falso.Elnitratodeamonio,NH NO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:





Comoseobserva,seproducenionesH O porloqueelpH<7yladisoluciónesácida.

e)Falso.Elcloratodepotasio,KClO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

KClO (aq)ClO (aq)+K (aq)


ElionClO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClO porloquenosehidroliza.




1.96.¿Cuáldelassiguientesbasesesmásfuerte?a)Amoníaco( =4,75)b)Metilamina( =3,44)c)Urea( =13,90)d)Piridina( =8,75)

(O.Q.L.Madrid2006)(O.Q.L.Galicia2012)

La fuerza de una base viene determinada por el valor de su constante de basicidad ofuerza,K .Cuantomayoresestevalormayoreslafuerzadelabase.

ElpK deunabasesedefinecomo:

pK =‐logK

UnabaseserátantomásfuertecuantomenorseaelvalordesupK .

Lasbasesdadasordenadasdemásfuerteamásdébil:

Metilamina 3,44 >Amoníaco 4,75 >Piridina 8,75 >Urea 13,90


1.97.¿CuáleselpHdeunadisoluciónde 10 M?a)6b)2c)8d)6,98

(Dato. =1·10 )(O.Q.L.Madrid2006)

ElHNO esunácidofuertequeseencuentratotalmentedisociadoenionesdeacuerdoconlaecuación:

HNO (aq)H O (aq)+NO (aq)

Portanto,[H O ]=[NO ]=10 M.

ElH Oesunasustanciaquesecomportacomoácidoobasedébilysedisociaparcialmentesegúnlaecuación:

2H O(l)H O (aq)+OH(aq)

Este equilibrio se encuentra modificado por la presencia de los iones procedentes delHNO .Llamandoxa lasnuevasconcentracionesde [H O ]y [OH ], lacantidad totaldeioneshidroxilodeladisoluciónsepuedecalculardeacuerdoconesteequilibrio:

K =[H O ][OH ]

1,0·10 =(x+10 )xx=9,5·10 M.

[H O ]= x+10 M=1,05·10 MpH=‐log 1,05·10 =6,98


(EnlacuestiónlapropuestaenNavacerrada1996secambiaelácidoporelHCl).


1.98.Sedisponededosdisoluciones:20 deHCl0,3My40 deNaOH0,1M.ElpHdeambasdisolucioneses:a)2,2y13b)0,52y13c)1,2y14d)0,22y14

(O.Q.L.Madrid2006)

ElHClesunácidofuertequeseencuentratotalmentedisociadoenionesdeacuerdoconlaecuación:

HCl(aq)H O (aq)+Cl (aq)

Portanto,[H O ]=[Cl ]=0,3M.

pH=‐log 0,3 =0,52

ElNaOHesunabasefuertequeseencuentratotalmentedisociadaenionesdeacuerdoconlaecuación:


Portanto,[Na ]=[OH ]=0,1M.

pOH=‐log 0,1 =1pH=14–pOH=14–1=13


1.99.Dadoslosequilibrios:(aq)+ (l) (aq)+ (aq)

(aq)+ (l) (aq)+ (aq)Siparaunamismaconcentraciónde y ,la[ ]esmayorque[ ],sepuededecirque:a)Elácido esmásfuertequeel .b) = .c)Elácido esmásdébilqueel .d) > .

(O.Q.L.Asturias2006)(O.Q.L.LaRioja2008)(O.Q.L.LaRioja2011)

Para un ácido débil HB que se encuentra parcialmente disociado en iones según laecuación:

HB(aq)+H O(l)B (aq)+H O (aq)

LaexpresióndelaconstantedeacidezK es:

K =B H O

HB

Lasconcentracionesenelequilibrioenfuncióndecson:

[B ]=[H O ]=x [HB]=c–x≈c

SustituyendoenlaexpresióndeK :

K =x2

c


B > B

HB = HB =

loquesignificaqueelácido esmásfuerteelácido .


1.100.Enunadisoluciónacuosa10 Mdeácidobutírico( ) =4,82,secumpleque:a)[ ]=[ ]y[ ]>[ ]b)pH=3c)[ ]=[ ]=10 mol/Ld)[ ]=[ ]


Elácidobutíricoesununácidodébilqueseencuentraparcialmentedisociadoen ionessegúnlaecuación:

HC H O (aq)+H O(l)C H O (aq)+H O (aq)


K =C H O H O

HC H O


[C H O ]= H O =x [HC H O ]=c−x

SipK =11,85:

K =10 =10 , =1,51·10


1,51·10 =x2

10 ‒xx=9,94·10 M


pH=‐log(9,94·10 =5,00


1.101.Setienenvolúmenesigualesdedisoluciones0,1M,deácidoclorhídrico,HCl,ydeácidoacético, .¿Cuáldelosdosprecisamayorcantidaddebaseparasuneutralización?a)HClb)Losdosigualc)

(O.Q.L.LaRioja2006)

Lasecuacionesquímicascorrespondientesalaneutralizacióndeambosácidosson:

HCl(aq)+NaOHNaCl(aq)+H O(l)

CH COOH(aq)+NaOHNaCH COO(aq)+H O(l)


Como se tiene volúmenes iguales de disolución y con la misma concentraciónmolar,ambascontienenelmismonúmerodemolesdesoluto.

Ambosácidossonmonopróticos,porloquelarelaciónestequiométricaconlabase,porejemplo,NaOH,eslamisma.

Portanto,necesitanelmismonúmerodemolesdebaseparalaneutralización.


1.102.¿Cuáldelassiguientessustanciasaldisolverseenaguaformaunácido?a)NaClb)CaOc) d)


a)Falso.NaClesunasalprocedentedeácidofuerteybasefuertequesufrehidrólisisporloquesusdisolucionesacuosasseránneutrasyaquelosúnicosionesH O existentesenelmediolossuministraelH O.

b) Falso. CaO es un óxido de un metal alcalinotérreo y es un óxido básico ya que alreaccionarconaguaproducerionesOH :

CaO(s)+2H O(l)Ca (aq)+2OH (aq)

c)Verdadero.SO esunóxidodeunnometalyesunóxidoácidoyaquealreaccionarconaguasoncapacesdeproducirionesH O :

SO (g)+H O(l)H SO (aq)HSO (aq)+H O (aq)

d) Falso. NH es un compuesto con propiedades básicas ya que al reaccionar con aguaproducerionesOH :



1.103.¿De lassiguientesdisolucionesdeconcentración0,10M,cuáles lademenorpH?a)NaClb)NaFc) d)


a)Falso.Elclorurodesodio,NaCl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegún laecuación:





b)Falso.El fluorurodesodio,NaF,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:







c)Falso.Elnitratodepotasio,NaNO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:





d)Verdadero.Elnitratodeamonio,NH NO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:





Comoseobserva,seproducenionesH O porloqueelpH<7.


1.104. ¿Cuálde las siguientespropiedades es característicade lasdisolucionesacuosasdeácidos?a)Lasdisolucionesparecenjabonosasaltacto.b)Tiñenderojoladisolucióndetornasol.c)Tiñenderosaladisolucióndefenolftaleína.d)Tiñendeazulladisolucióndetornasol.


a)Falso.Lapropiedaddeparecerjabonosaaltactoestípicadelasbases.

b)Verdadero.Losácidoshacentomarcolorrojoalindicadortornasol.

c)Falso.Losácidosfrentealindicadorfenolftaleínaquedanincoloros.

d)Falso.Segúnsehaindicadoenelapartadob.


1.105.Sila deunácidoes10 .¿Quéafirmaciónserácierta?a)La desubaseconjugadaesde10 .b)ElpHdeunasolución1Mdeesteácidoserá8.c)La desubaseconjugadaes10 .d)ElpHdeunasolución1Mdeesteácidoserá3.



a)Verdadero.Laconstantedeacidez(K )deunácidoylaconstantedebasicidad(K )desubaseconjugadaestánrelacionadasmediantelaexpresión:

K =KK

K =10

10=10

b‐d) Falso. Para saber el pH de la disolución es necesario, además, conocer suconcentración.

c)Falso.Segúnsehadeterminadoenelapartadoa.


1.106.Entrelossiguientesácidosindiquecuáleselmásfuerte:a)HClOb) c) d)


Elúnicodeloscuatrooxoácidosdelcloroqueesunácidofuerteeselperclórico,HClO .


1.107.Losácidosconjugadosysusrespectivasreaccionesácido‐base ,NH y son:

a) + + b) + + + + + + + + + +

c) + + d) + + + + + + + + +

e) + + + + + +

(O.Q.N.Córdoba2007)



Baseesunaespeciecapazdeaceptarprotonesdeunácido.

LareaccióndelHS comobasees:

H S+H OHS +H O a1b2b1a2

LareaccióndelNH comobasees:


a1b2b1a2

LareaccióndelH Ocomobasees:

H3O+(aq)+H O(l)H O(l)+H O (aq)

a1b2b1a2



1.108.¿CuáldeestasdisolucionestendrápH>8?a)20mLdeNaOH0,2M+50mLde 0,1Mb)25mLdeNaOH0,2M+50mLde 0,1Mc)25mLde 0,1M+20mLdeNaOH0,1Md)25mLde 0,1M+15mLdeNaOH0,1Me)25mLde 0,1M


LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreCH COOHyNaOHes:


ElpHdeladisoluciónloproporcionanlassustanciaspresentesalfinaldelareacción.

a)Falso.Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:


=5mmolCH COOH


=4mmolNaOH

Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente4mmolesdeNaOH,estasustanciaeslimitanteyconsume4mmolesdeCH COOH.Alfinaldelareacciónquedan1mmolesdeCH COOH sin reaccionar y 4mmoles de NaCH COO formados. Dichamezcla constituyeunadisoluciónreguladoraácidayladisolucióntieneunpH<7.

b)Verdadero.Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:


=5mmolCH COOH


=5mmolNaOH

Como la reacción es mol a mol y existe igual número de moles de ambas sustanciasinicialesse tratadecantidadesestequiométricasquereaccionancompletamente.Al finaldelareacciónsóloquedan5mmolesdeNaCH COOformados.Estasustanciaendisoluciónacuosaseencuentradisociadasegúnlaecuación:





SetratadeunasalquepresentahidrólisisbásicayladisolucióntieneunpH>8.

c)Falso.Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:


=2,5mmolCH COOH


=2mmolNaOH


Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente2mmolesdeNaOH,estasustanciaeslimitanteyconsume2mmolesdeCH COOH.Alfinaldelareacciónquedan0,5mmolesdeCH COOH sin reaccionar y 2mmoles de NaCH COO formados. Dichamezcla constituyeunadisoluciónreguladoraácidayladisolucióntieneunpH<7.

d)Falso.Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:


=2,5mmolCH COOH


=1,5mmolNaOH

Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente1,5mmolesdeNaOH,estasustanciaes limitante y consume 1,5 mmoles de CH COOH. Al final de la reacción quedan 1,0mmolesdeCH COOHsinreaccionary1,5mmolesdeNaCH COOformados.DichamezclaconstituyeunadisoluciónreguladoraácidayladisolucióntieneunpH<7.

e)Falso.Setratadeunadisolucióndiluidadeunácidodébil,CH COOH,queseencuentraparcialmentedisociadosegúnlaecuación:


Comoseobserva,ladisolucióncontieneH O yladisolucióntieneunpH<7.


1.109.Alañadirunasgotasdeunindicadorácido‐baseaunasoluciónacuosadesconocidaseobserva color verde. El indicador tiene un intervalo de viraje de 3,8 a 5,4; a pH < 3,8 esamarilloapH>5,4esazul,yentreambospHesverde.¿Cuálde las soluciones siguientes,todasellasdelamismaconcentración,0,5M,puedeserlasolucióndesconocida?a)Ácidonítricob)Hipocloritodesodioc)Hidróxidodepotasiod)Clorurodeamonioe)Sulfatodesodio

(O.Q.N.Córdoba2007)(O.Q.L.Asturias2010)

a)Falso.Unadisolución0,5MdeHNO3(ácidofuerte)tieneunpH<<3,8(muyácido),porloquealañadirleunasgotasdeindicador,estetomarácoloramarillo.

b)Falso.Elhipocloritodesodio,NaClO,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

NaClO(aq)ClO (aq)+Na (aq)


ElionClO eslabaseconjugadadelácidodébilHClOysehidrolizasegúnlaecuación:


Comoseobserva,seproducenionesOH porloqueelpH>7yalañadiraladisoluciónunasgotasdeindicador,estetomarácolorazul.

c)Falso.Unadisolución0,5MdeKOH(basefuerte)tieneunpH>>5,4(muybásico),porloquealañadirleunasgotasdeindicador,estetomarácolorazul.

d)Verdadero.Elclorurodeamonio,NH Cl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:






Como se observa, se producen iones H O por lo que el pH será débilmente ácido,comprendido entre 3,8 y 5,4 y al añadir a la disolución unas gotas de indicador, estetomarácolorverde.

e)Falso.Elsulfatodepotasio,Na SO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

Na SO (aq)SO (aq)+2Na (aq)



Comoseobserva,seproducenionesOH porloqueelpH>7yalañadiraladisoluciónunasgotasdeindicador,estetomarácolorazul.


1.110.¿CuálseráelpHdeunadisolución10 Mdeacetatosódico?a)6,13b)12,2c)1,75d)7,00e)7,87

(Datos. =1,8·10 paraelácidoacético; =1·10 )(O.Q.N.Córdoba2007)

El acetato de sodio, NaCH COO, en disolución acuosa se encuentra disociado según laecuación:






KCH COOH OH

CH COO

K =KK

=1,0·10

1,8·10=5,6·10


[CH COOH]=[OH ] [CH COO ]≈10 M



5,6·10 =[OH ]2

10–[OH ]=7,5·10 M

ElpOHypHdeladisoluciónes:

pOH=‐log 7,5·10 =6,13pH=14–6,13=7,87


1.111.CalculeelpHdeunadisoluciónreguladora0,1Meny1,5Men despuésde

añadir0,1mol/LdeKOH.a)8,08b)8,25c)5,92d)8,41e)5,59(Dato: =4,74)


ElequilibriocorrespondienteaunadisoluciónreguladoraformadaporNH yNH Cles:



K =NH OH

NHOH

NHNH


pOH=pK +logNHNH

pH=14pK logNHNH3

Laadiciónde0,1mol/LdeKOH(base)hacequeselleveacabolasiguientereacción:

NH (aq)+OH (aq)NH (aq)+H O(l)

Los0,1mol/LdeKOHgastan0,1mol/LdeNH (ácido)yforman0,1mol/LdeNH (base).

ElpHdeladisolucióndespuésdelaadicióndeKOHes:

pH=144,74log1,50,10,1+0,1

=8,41


1.112.Calculelosmolesdeacetatosódicoquehayqueañadira1Ldeunadisolución0,2MdeácidoacéticoparahacerunadisoluciónreguladoradepH=5.a)0,36b)0,40c)0,63d)0,20e)0,48(Dato: =4,74)



UnadisoluciónreguladoraformadaporunamezcladeCH COOHyNaCH COO:



K =CH COO H O

CH COOH= H O

CH COOCH COOH



SiladisolucióntienepH=5,sustituyendoseobtiene:

5=4,74+logCH COO

0,2 CH COO =0,36M

ElnúmerodemolesdeNaCH COOqueesprecisoañadiraladisoluciónes:

1LNaCH COO0,36M0,36molNaCH COO1LNaCH COO0,36M

=0,36mol


1.113.¿Quéproposicióndelassiguientesescierta?a)Unácidoysubaseconjugadareaccionanparaformarsalyagua.b)El comoácidoessupropiabaseconjugada.c)Labaseconjugadadeunácidodébilesunabasefuerte.d)Labaseconjugadadeunácidofuerteesunabasefuerte.


a)Falso.Noseproduceningunareacciónentreunácidoysubaseconjugada.

b)Falso.LareaccióndelH Ocomoácidoes:


c)Falso.ParaunácidodébilcomoelHFysubaseconjugadaF :


larelaciónexistenteentreambasconstanteses:

K HF ·K F =K

DadalaconstanteK (HF)=7,1·10 ,elvalordelaconstanteK F es:

K F =K

K HF=1,0·10

7,1·10=1,4·10

Comosededucedelvalordelaconstante,labaseconjugadatambiénesdébil.

d)Falso.ParaunácidofuertecomoelHClysubaseconjugadaCl :


larelaciónexistenteentreambasconstanteses:


K HCl ·K Cl =K

DadalaconstanteK (HCl)=∞·,elvalordelaconstanteK Cl es:

K Cl =K

K HCl=1,0·10

∞=0

Comosededucedelvalordelaconstante,labaseconjugadatambiénesdébil.

Noexisteningunarespuestacorrecta.

1.114.UnadisoluciónacuosadeNaCltendrá:a)Másprotonesqueionesoxidrilo.b)Másionesoxidriloqueprotones.c)Notendráprotonesniionesoxidrilo.d)Tendrálamismaconcentracióndeprotonesquedeionesoxidrilo.


Una disolución acuosa de NaCl contiene iones Na y Cl que no se hidrolizan por ser,respectivamente,elácidoylabaseconjugadadelNaOH(basefuerte)yHCl(ácidofuerte).

Además contiene los iones y cuyas concentraciones son idénticas porprocederdelH O.


1.115.ElefectoreguladordelpHenlasangreserealizamedianteelsistema / .¿Cuáleslarazón / enlasangresabiendoquesupHes7,4?a)5,2·10 b)1,2·10 c)0,091d)11,0

Datos. ( )=4,4·10 ; ( )=4,7·10 .(O.Q.L.Madrid2007)

LaecuaciónquímicacorrespondientealequilibriodelH CO es:


LaexpresióndelaconstanteK es:

K =HCO [H O ][H CO ]

SielpH=7,4elvalorde[H O ]es:

[H3O+]=10 =10 , M

ElvalordelarelaciónH CO /HCO es:

[HCO ]H CO

=K

[H O ]

[HCO ]H CO

=4,4·10

10 , =11



1.116.A50°Cla delaguapuraes5,50·10 .ElpHdelaguaadichatemperaturaserá:a)Ácidob)Básicoc)Neutrod)ElpHdelaguapuraessiempre7.


Paraelequilibriodedisociacióndelaguaadeterminadatemperatura:



K =[H O ][OH ]=5,50·10


[H O ]=[OH ]

K =[H O

H O = 5,50·10 =2,35·10 MpH=‐log 2,35·10 =6,63

ElpHdelaguaalatemperaturade50°Ces<7,esdecir,ácido.


1.117.Sepreparaunadisoluciónreguladoraácidaquees0,200MenHAcy0,100MenNaAc.SupHserámásestable:a)Conlaadicióndeunácido.b)Conlaadicióndeunabase.c)Seráigualmenteestableconlaadicióndeunácidoodeunabase.d)Laestabilidaddelasdisolucionesreguladorasesindependientedelaconcentracióndelosparesconjugadosácido‐base.

(O.Q.L.Madrid2007)

LaecuaciónquímicacorrespondientealequilibriodelHAces:

HAc(aq)+H O(l)Ac (aq)+H O (aq)

El ácido (H O ) que se añade a la disolución reguladora reacciona con la base Ac− deacuerdoconlareacción:

Ac (aq)+H O (aq)HAc(aq)+H O(l)

La base (OH ) que se añade a la disolución reguladora reacciona con el ácido HAc deacuerdoconlareacción:

HAc(aq)+OH (aq)Ac (aq)+H O(l)

Comolaconcentracióndeácido,[HAc]=0,2Meseldoblequeladebase[Ac ]=0,1M,ladisoluciónreguladoraescapazdemantenermáselpHfrentealaadicióndebase.



1.118.Cuandosemezclan50,0mLde 0,200Mcon35,0mLdeNaOH0,800M,elpHdeladisoluciónresultantees:a)13,0b)10,8c)11,0d)9,22

(O.Q.L.Madrid2007)

LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreH SO yNaOHes:

H SO (aq)+2NaOH(aq)Na SO (aq)+2H O(l)

ElpHdeladisoluciónloproporcionanlassustanciaspresentesalfinaldelareacción.

Elsulfatodesodioformado,Na SO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:


TantoelionNa comoelionHSO son,respectivamente,elácidoylabaseconjugadadébildelabasefuerteNaOHydelácidofuerteH SO ,porloqueningunodeellossehidrolizayportanto,elNa SO formadonoinfluyeenelpHdeladisolución.


50mLH SO 0,2M0,2mmolH SO1mLH SO 0,2M

=10mmolH SO


=28mmolNaOH

10mmolH SO28mmolNaOH

=0,36

Larelaciónmolares<0,5loquequieredecirqueelH SO eselreactivolimitanteyquesobraNaOHquedeterminaelpHdeladisoluciónresultante:

10mmolH SO2mmolNaOH1mmolH SO

=20mmolNaOH

Lacantidaddereactivosobrantees:

28mmolNaOH(inicial)–20mmolNaOH(gastado)=8mmolNaOH(exceso)

El NaOH es una base fuerte que se encuentra completamente disociada en iones deacuerdoconlaecuación:


Considerandolosvolúmenesaditivos,laconcentraciónfinaldeladisolucióndeNaOHes:

OH = NaOH =8mmolNaOH

50+35 mLdisolucion=0,094M


pOH=‐log 0,094 =1,03pH=14–1,03=12,97



1.119.Enelproceso: +2 + ¿Cuáldelassiguientesafirmacionesesverdadera?a)El esunionneutro.b)El secomportacomoácido.c)El secomportacomobase.d)El esunabase.

(O.Q.L.LaRioja2007)

Es la ecuación química correspondiente a la hidrólisis del ion amonio que explica elcomportamientodeéstecomoácidoyaquecedeprotones.


1.120.Cuandoaunadeterminada cantidaddedisolucióndeácidoacético (etanoico),quecontienexmolesdesolutoseleañadenxmolesdeNaOH,seobtieneunadisolucióncuyopHes:a)Dependedelvalordexb)>7c)=7d)<7

(O.Q.L.LaRioja2007)

Es la ecuación química correspondiente a la reacción de neutralización entre ambassustanciases:


ElNaCH COOesunasalprocedentedeácidodébilybasefuerte:




Comoseobserva,seproducenionesOH ,portanto,ladisoluciónresultantetienepH>7.


1.121.Ladeficióndebasecomo sustanciacapazdeACEPTARprotones (hidrogeniones) sedebea:a)Arrheniusb)Lavoisierc)Lewisd)Brönsted

(O.Q.L.LaRioja2007)

LadefinicióndebaseesdeBrönsted.



1.122.Sepreparanlassiguientesdisoluciones:1)Semezclan25mLdeNaOH0,1Mcon50mLde 0,1M2)Semezclan25mLdeNaOH0,1Mcon50mLdeacetatodesodio0,1M3)Semezclan25mLdeHCl0,1Mcon50mLdeácidoacético0,1M4)Semezclan25mLdeHCl0,1Mcon25mLde 0,1M5)Semezclan25mLdeHCl0,1Mcon50mLdeacetatodesodio0,1M

Indicaenquecasoseobtieneunadisolucióntampón:a)Enningúncasob)Enladisolución5)c)Enlasdisoluciones4)y5)d)Enlasdisoluciones1)y2)e)Enladisolución3)

(O.Q.N.Castellón2008)


1)Unamezcla formadaporNaOH(base fuerte)yNH (basedébil)noesunadisolucióntampón.

2) Una mezcla formada por NaOH (base fuerte) y CH3COONa (base débil) no es unadisolucióntampón.

ElNaCH COOesunasalprocedentedeácidodébilybasefuerte:




3) Una mezcla formada por HCl (ácido fuerte) y CH COOH (ácido débil) no es unadisolucióntampón.

4)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNH yHCles:




=2,5mmolHCl


=2,5mmolNH

Comolareacciónesmolamolyexistencantidadesigualesdeambosreactivossetratadecantidadesestequiométricasqueseconsumentotalmenteyforman2,5mmolesdeNH Clformados. La mezcla formada por HCl (ácido fuerte) y NH (base débil) no es unadisolucióntampón.

5)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClyNaCH COOes:

HCl(aq)+NaCH COO(aq)NaCl(aq)+CH COOH(aq)




=2,5mmolHCl

50mLNaCH COO0,1M0,1mmolNaCH COO1mLNaCH COO0,1M

=5,0mmolNaCH COO

Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente2,5mmolesdeHCl,estasustanciaeslimitanteyconsume2,5mmolesdeNaCH COO.Alfinaldelareacciónquedan2,5mmolesdeNaCH COOsinreaccionary2,5mmolesdeCH COOHformados.LamezclaformadaporCH COOH(ácidodébil)yNaCH COO(basedébil)esunadisolucióntampón.


1.123.¿CuáleselpHdeunadisolucióndehidróxidodesodio10 M?a)8,00b)12,03c)7,00d)6,00e)7,02

(O.Q.N.Castellón2008)(O.Q.LCastillayLeón2005)(O.Q.L:Galicia2012)

ElNaOHesunabasefuertequeseencuentratotalmentedisociadaenionesdeacuerdoconlaecuación:


Portanto,[Na ]=[OH ]=10– M.

ElH Oesunasustanciaquesecomportacomoácidoobasedébilysedisociaparcialmentesegúnlaecuación:


Este equilibrio se encuentra modificado por la presencia de los iones procedentes delNaOH.Llamandoxa lasnuevasconcentracionesde [H O ]y [OH ], lacantidad totaldeioneshidroxilodeladisoluciónsepuedecalculardeacuerdoconesteequilibrio:

K =[H O ][OH ]

1,0·10 = x+10 xx=9,5·10 M

[OH ]=x+10 =1,05·10 M


pOH=‐log 1,05·10 =6,98pH=14–6,98=7,02


(EnCastillayLeón2005sepreguntaelpHaproximadoysedanvaloresenterosdelpH).

1.124.CalculaelpHdeunadisolucióndeácidosulfúrico0,1M:a)0,73b)1,02c)1,20d)0,96e)1,90

( ácidosulfúrico=1,26·10 )(O.Q.N.Castellón2008)


Resolviendoelproblemapormediodeequilibrios:

H SO (aq)+H O(l)HSO (aq)+H O (aq)

Aplicandobalances:

Balancedemateria:

[H SO ]=[HSO ]

Balancedecargas:

[H O ]=[HSO ][H O ]=[H SO ]

Altratarsedeunácidofuerteyconcentrado,sedesprecialaionizacióndelagua.

ElHSO sufreunasegundaionizacióncomoácidodébilsegúnlaecuación:

HSO (aq)+H O(l)SO (aq)+H O (aq)

cuyaconstantedeacidezvienedadaporlaexpresión:

K =[SO ][H O ]

HSO

ParaunadisolucióndeH SO 0,1M,latabladeconcentracioneses:

HSO SO H Ocinicial 0,1 0,1ctransformado x cformado x xcequilibrio 0,1x x 0,1 +x

SustituyendoenlosvaloresdelatablaenlaexpresióndeK :

1,26·10 =x 0,1+x0,1x

x=1,03·10 M

Elvalorde[H O ]ydelpHdeladisoluciónson,respectivamente:

[H O ]= 0,1+x =0,1103MpH=‐log 0,1103 =0,96


1.125.ElpHdeunadisoluciónreguladorade 1My 0,5Mes:a)9,2b)8,9c)9,5d)4,8e)7,0(Datos. ionamonio=6,3·10 ; =1,0·10 )


ElequilibriocorrespondienteaunadisoluciónreguladoraformadaporNH yNH Cles:




K =NH OH

NH OH

NHNH


pOH=pK +logNHNH

pH=14pK logNHNH

LarelaciónentrelasconstantesdeacidezdelNH yNH vienedadaporlaexpresión:

K NH ·K NH =K

K NH =K

K NH=1,0·10

6,3·10=1,6·10 pK =‐log 1,6·10 =4,8

SustituyendoenlaexpresióndeHenderson:

pH=144,8log10,5

=8,9


(CuestiónsimilaralapropuestaenBarcelona2001).

1.126.Laspropiedadesácido‐basedelosóxidosCaO, ,ZnO, , son:a)Básico,básico,básico,ácido,ácidob)Básico,anfótero,básico,ácido,ácidoc)Básico,anfótero,anfótero,ácido,ácidod)Básico,anfótero,anfótero,básico,ácidoe)Básico,ácido,anfótero,ácido,ácido


Son óxidos ácidos aquellos que al reaccionar con agua son capaces de producir ionesH O .Elelementoque formaelóxidoesnometalometalde transiciónconnúmerodeoxidaciónigualomayorque+3.Porejemplo:

Al O (s)+3H O(l)2AlO (aq)+2H O (aq)

CrO (s)+H O(l)HCrO (aq)+H O (aq)

SO (g)+H O(l)HSO (aq)+H O (aq)

ZnO(s)+2H O(l)HZnO (aq)+H O (aq)

Sonóxidosbásicosaquellosqueal reaccionar conagua soncapacesdeproducir ionesOH .Elelementoqueformaelóxidoesunmetalalcalinooalcalinotérreo.Porejemplo:


Al O (s)+3H O(l)2Al (aq)+6OH (aq)

ZnO(s)+2H O(l)Zn (aq)+2OH (aq)

Son óxidos anfóteros aquellos que son capaces de comportarse como ácidos y comobasesdependiendodelmedioenelqueseencuentren.Porejemplo:Al O yZnO.



1.127. ¿Cuálde las siguientes sustanciasnoproduceunadisoluciónácidaaldisolverla enagua?a)Clorurodeamoniob)Carbonatodesodioc)Clorurodehidrógenod)Sulfatodehierro(II)


a)Falso.Elclorurodeamonio,NH Cl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:





Ladisoluciónresultanteesácida.

b) Verdadero. El carbonato de sodio, Na CO , en disolución acuosa se encuentradisociadosegúnlaecuación:




CO (aq)+H2O(l)HCO (aq)+OH (aq)

Ladisoluciónresultanteesbásica.

c)Falso.Elclorurodehidrógeno,HClesunácidoqueendisoluciónacuosaseencuentratotalmenteionizadosegúnlaecuación:

HCl(g)+H O(l)Cl (aq)+H O (aq)


d) Falso. El sulfato de hierro (II), FeSO , en disolución acuosa se encuentra disociadosegúnlaecuación:

FeSO (aq)SO (aq)+Fe (aq)


Fe enaguaseoxida fácilmenteaFe ,un ionqueal tenerunacarga tanelevadasehidrolizasegúnlaecuación:





1.128.Unasolucióndecianurodesodioes:a)Ácidaporquelasalprovienedeunácidofuerte.b)Neutraporqueesunasal,ytodaslassalessonneutras.c)Básicaporquelasalprocededeunabasefuerte.d)Básicaporquelasaltieneunaniónquesehidrolizaycaptaprotonesdelagua,yaqueeslabaseconjugadadeunácidodébil.


El NaCN, una sal procedente de ácido débil y base fuerte. En disolución acuosa seencuentraenformadeiones:

NaCN(s)Na (aq)+CN (aq)


ElionCN ,eslabaseconjugadadelácidodébilHCNysehidrolizasegúnlaecuación:


ComoalfinalsóloexistenionesOH enladisolución,éstaesbásica.


1.129.ElpHdeunadisoluciónacuosa10 Mdeácidoacético,a25°C,esiguala:a)4,00b)4,38c)4,47d)10,0

(Dato. =1,76·10 )(O.Q.L.Asturias2008)

Elácidoacético,CH COOH,seencuentraparcialmentedisociadosegúnlaecuación:



K =[CH COO ][H O

[CH COOH]


[CH COO ]=[H O ]=x [CH COOH]=c–x


1,76·10 =x2

10 –xx=[H3O

+]=3,4·10 M

pH=‐log 3,4·10 =4,47


1.130.¿Cuáleslabasemásdébil?a)Etilamina( =4,3·10 )b)Piridina( =1,5·10 )c)Anilina( =7,4·10 )d)Amoníaco( =1,8·10 )

(O.Q.L.Madrid2008)


Labasemásdébil es laque tiene laconstantedebasicidad, ,máspequeña.De lassustanciaspropuestaseslaanilina( =7,4·10 ).


1.131.Indicacuáldelassiguientesreaccionesrepresentacorrectamentelosproductosdelahidrólisisdeltriclorurodealuminio.a) + + b) + +HClc) + + + d) + +HCl

(O.Q.L.Madrid2008)

a‐c)Falso.LasreaccionesnosonposiblescomodehidrólisisyaqueenellastienelugarlaoxidacióndelCl aCl .

b)Verdadero.ElAlCl esunasalprocedentedelareacciónentreHClyAl OH ,portanto,lahidrólisisdelosionesAl yCl produciráestassustancias.

d)Falso.Losproductosdehidrólisisnosecorrespondenconlosdelapartadoanterior.


1.132.Losgramosdebenzoatodesodio, ,quehayqueañadira250mLdeunadisolucióndeácidobenzoico, ,0,050M,paraobtenerunadisolucióndepH=3,0;son:a)0,781gb)0,115gc)0,461gd)0,0032g

(Dato. ( )=6,4·10 )(O.Q.L.Madrid2008)

El equilibrio correspondiente a una disolución reguladora formada por C H COOH yC H COONaes:

C H COOH(aq)+H O(l)C H COO (aq)+H O (aq)


K =C H COO H O

C H COOH= H O

C H COOC H COOH


pH=pK +logC H COOC H COOH

ElvalordepK es:

pK =‐logK =‐log 6,4·10 =4,2

SustituyendoenlaecuacióndeHenderson:

3,0=4,2+logC H COO

0,05 C H COO =3,2·10 M


LamasadeC H COONaquesehadisolveren250mLdedisoluciónes:

250mLdisolucion3,2·10 molC H COONa

10 mLdisolucion144gC H COONa1molC H COONa

=0,114g


1.133. ¿Cuálde las siguientes sustanciasnodaunadisoluciónácidacuando sedisuelveenagua?a)KClb) c) d)

(O.Q.L.Madrid2008)

a) Verdadero. El KCl, una sal procedente de ácido fuerte y base fuerte. En disoluciónacuosaseencuentraenformadeiones:

KCl(s)K (aq)+Cl (aq)

ElionK ,eselácidodébilconjugadodelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.

ElionCl ,eslabaseconjugadadelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.

Ladisoluciónresultanteesneutrayaque losúnicos ionesH3O+yOH lossuministrael

H O.

b)Falso.Elclorurodeamonio,NH Cl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:






c)Falso.ElSO esunasustanciaquealdisolverseenaguaproduceH SO .Esteácidoseencuentraparcialmenteionizadosegúnlaecuación:



d)Falso.ElZnCl endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

ZnCl (aq)2Cl (aq)+Zn (aq)


Zn eselácidoconjugadodelabasedébilZn OH ysehidrolizasegúnlaecuación:

Zn (aq)+2H O(l)Zn OH (aq)+H O (aq)




1.134.Razonasisonciertasofalsaslasafirmacionessiguientes:i)UnadisolucióndeclorurodeamoniotieneunpHbásico.ii)Siseañadeacetatodesodioaunadisolucióndeácidoacético,elpHaumenta.

a)Lasdossoncorrectas.b)Lasdosnosoncorrectas.c)Laprimeraescorrectaylasegundano.d)Lasegundaescorrectaylaprimerano.


i)Falso.Elclorurodeamonio,NH Cl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:






ii) Correcto. El CH COOH es un ácidodébil que se encuentra parcialmente disociado enionessegúnlaecuación:



K =CH COO H O

CH COOH

Siseañade ,elvalorde[CH COO ]enelequilibrioaumenta,porloqueparasemantengaelvalordelaconstanteK elvalorde[H O ]debedisminuirconloqueelpHdeladisoluciónresultanteaumenta.


1.135. Calcula el pH de la disolución obtenida almezclar 250mL de una disolución dehidróxidodesodio0,5Mcon300mLdeunadisolucióndeácidosulfúrico0,2M.(Suponerquelosvolúmenessonaditivos).a)pH=3,30b)pH=5,76c)pH=11,96d)pH=13,24


LaecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeneutralizaciónentreNaOHyH SO es:

H SO (aq)+2NaOH(aq)Na SO (aq)+2H O(l)

ElNa SO esunasalprocedentedeácidofuerteybasefuerteporloquenosehidroliza.

ElpHdeladisoluciónresultantedependerádecuálseaelreactivosobrante.




=125mmolNaOH


=60mmolH SO

125mmolNaOH60mmolH SO

=2,1

Como la relaciónmolar es > 2 quiere decir que el limitante es el y que sobraNaOH.

RelacionadoH SO conNaOH:

60mmolH SO2mmolNaOH1mmolH SO

=120mmolNaOH

125mmolNaOH(inicial)–120mmolNaOH(consumido)=5mmolNaOH(exceso)

LaconcentraciónmolardeladisoluciónfinaldeNaOHes:

5mmolNaOH250+300 mLdisolucion

=9,1·10 M

ElNaOHesunabasefuertequeseencuentratotalmenteionizadasegúnlaecuación:


Elvalorde[OH ]es:

[OH ]=[NaOH]=9,1·10 M


pOH=‐log 9,1·10 =2,04pH=14–pOH=14–2,04=11,96


1.136.Razonasisonciertasofalsaslasafirmacionessiguientes:i)Cuantomayorsealaconcentracióninicialdeácidoacético,mayorserálaconcentracióndeionesacetatoendisolución.ii)Elgradodedisociacióndelácidoacéticoesindependientedelaconcentracióninicialdelácido.

a)Lasdossoncorrectas.b)Lasdosnosoncorrectas.c)Laprimeraescorrectaylasegundano.d)Lasegundaescorrectaylaprimerano.


i) Correcto. El CH COOH es un ácido débil que se encuentra parcialmente disociado enionessegúnlaecuación:



K =CH COO H O

CH COOH

Enelequilibriosetieneque:


[CH COO ]=[H O ] [CH COOH]≈c


K =[CH COO ]2

c[CH COO ]= K ·c

Comoseobserva,sicaumenta,elvalorde[ ]tambiénaumenta.

ii)Falso.ElCH COOHesunácidodébilqueseencuentraparcialmentedisociadoenionessegúnlaecuación:



K =CH COO H O

CH COOH

Lasconcentracionesenelequilibrioenfuncióndec(concentracióninicial)ydeα(gradodedisociación)son:

[CH COO ]=[H O ]=cα [CH COOH]=c(1–α)≈c


K =cαc

α=Kc

Comoseobserva,αdependedelvalordec.


1.137.OrdenaenordencrecientedepHlasdisolucionesdeloscompuestossiguientes(todaslasconcentracionesson0,1M)HCl, ,NaOH, y .a)HCl< <NaOH< < b) <HCl< < <NaOHc) <HCl< <NaOH< d) <HCl< < <NaOH


Los ácidosHCl yH SO son fuertes, por lo que se encuentran totalmente ionizados yproporcionanlosvaloresde[H O ]máselevadosylospHseránlosmásbajos.Asuvez,elH SO esunácidodipróticoporloqueelvalorde[H O ]serámayorqueeldelHClyelpHmenor.

ElácidoCH COOHesdébil,porloqueseencuentraparcialmenteionizadoyproporcionaunvalorde[H O ]menorquelosdelosácidosfuertesyelpHserámayor.

LabaseNH esdébil,por loqueseencuentraparcialmente ionizadayproporcionaunvalorde[H O ]menoraúnqueladelácidodébilCH COOHyelpHserámayor.

LabaseNaOHesfuerte,porloqueseencuentratotalmenteionizadoyproporcionaunvalorde[H O ]menoraúnqueladelabasedébilNH yelpHseráelmayordetodos.

ElordencrecientedepHdelasdisolucioneses:

<HCl< < <NaOH



1.138.¿Cuáleselácidoconjugadodel (aq)?a) (aq)b) (aq)c) (aq)d) (aq)

(O.Q.L.LaRioja2008)




HSO (aq)+H O (aq)H SO (aq)+H O(l)base1ácido2ácido1base2


(SimilaralacuestiónpropuestaenOviedo2002,Asturias2004y2008).

1.139.Dadalareacción:

HF(aq)+ (l) (aq)+ (aq)a)Labasees .b)Elácidoconjugadoes ylabaseconjugadaes .c)Elácidoes .d)Labaseconjugadaesel yelácidoconjugadoes .

(O.Q.L.LaRioja2008)







1.140.Unadisoluciónacuosa0,1Mdemetilamina( )tienepH=11,85.Apartirdeestosdatossedeterminaqueelvalordesuconstantedebasicidades:a)2,7·10 b)5,4·10 c)2·10 d)5,4·10

(O.Q.L.LaRioja2008)

Lametilaminaesunabasedébilqueseencuentraparcialmentedisociadoenionessegúnlaecuación:

CH NH (aq)+H O(l)CH NH (aq)+OH (aq)

LaexpresióndelaconstantedebasicidadK es:


K =CH NH OH

CH NH

Lasconcentracionesenelequilibrioenfuncióndec(concentracióninicial)ydeα(gradodedisociación)son:

[CH NH ]=[OH ]=x [CH NH ]≃c

SipH=11,85 pOH=14–pOH=14–11,85=2,15

[OH ]=10 =10 , M


K =x2

c=

10 , 2

0,1=5,4·10


1.141.¿Cuálde lossiguientescompuestosnodaunadisoluciónácidacuandosedisuelveenagua?a)KClb) c) d) e)HCNO

(O.Q.N.Ávila2009)

a) Verdadero. El KCl, una sal procedente de ácido fuerte y base fuerte. En disoluciónacuosaseencuentraenformadeiones:

KCl(s)K (aq)+Cl (aq)

ElionK ,eselácidodébilconjugadodelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.

ElionCl ,eslabaseconjugadadelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.

Ladisoluciónresultanteesneutrayaque losúnicos ionesH3O+yOH lossuministrael

H O.

b)Falso.ElCO esunasustanciaquealdisolverseenaguaproduceH CO .Esteácidoseencuentraparcialmenteionizadosegúnlaecuación:



c)Falso.ElAlCl ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

AlCl (aq)3Cl (aq)+Al (aq)


Al eselácidoconjugadodelabasedébilZn OH ysehidrolizasegúnlaecuación:

Al (aq)+3H O(l)Al OH (aq)+H O (aq)


d)Falso.El NH SO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:


NH SO (aq)SO (aq)+2NH (aq)





e)Falso.ElHCNOesunácidodébilquesedisociasegúnlaecuación:

HCNO(aq)+H O(l)CNO (aq)+H O (aq)



(CuestiónsimilaralapropuestaenMadrid2008).

1.142.¿Cuáldelossiguientescompuestosesanfótero?a) b) c) d) e)

(O.Q.N.Ávila2009)

a‐d) Falso. Tanto H S como H PO son ácidos débiles que en disolución acuosa seencuentranparcialmentedisociadosdandoionesH O .

c‐e)Falso.TantoBa OH comoCa OH sonbases fuertesqueendisoluciónacuosa seencuentrantotalmentedisociadasdandoionesOH .

b)Verdadero.ElAl OH esunanfóteroquepuedecomportarse:

comoácido:Al OH (s)+3H O (aq)Al OH (aq)

comobase:Al OH (s)+OH (aq)Al OH (aq)


1.143.¿CuáleslaconcentracióndeionesH+enunadisolucióndeácidobenzoico( )deconcentración5,0·10 Men laque laconcentracióndebenzoato( )es5,0·10 M?a)1,8·10 b)5,6·10 c)5,0·10 d)6,3·10 e)6,3·10

(Dato. =6,3·10 )(O.Q.N.Ávila2009)

Setratadeunácidodébilqueseencuentraparcialmentedisociadosegúnlaecuación:

HC H O (aq)+H O(l)C H O (aq)+H O (aq)



K =C H O H O

HC H O

LaconcentracióndeionesH O es:

H O =KHC H O C H O

H O =6,3·105,0·10

5,0·10=6,3·10 M


1.144.Elbóraxesunasaldefórmula ·10 cuyahidrólisisesalcalina,deacuerdoconlasiguientereacción:

+5 4 +2 En lavaloraciónde5,0mLdeunadisoluciónsaturadadebóraxsegastan21,0mLdeHCl0,20Ma50°C.Lasolubilidaddelbóraxadichatemperaturaes:a)0,001Mb)0,004Mc)0,21Md)0,84Me)0,42M

(O.Q.N.Ávila2009)

El HCl neutraliza los OH procedentes de la hidrólisis del bórax de acuerdo con lasiguienteecuaciónquímica:

2HCl(aq)+2OH (aq)+2Na (aq)2NaCl(aq)+2H O(l)

RelacionandoHClconOH delahidrólisisdebórax:

21mLHCl0,20M0,20molHCl

1mLHCl0,20M1mmolOH

1mmolHCl=4,2mmolOH

Laconcentracióndeladisolucióndebóraxes:

4,2mmolOH5mLborax

1mmolB O OH

2mmolOH1mmolNa B O OH 4 10H O

1mmolB O OH=0,42M


1.145.Sedisponedelassiguientesdisolucionesacuosas,todasellas0,01M,¿cuálpresentaráelpOHmásbajo?a) b)NaFc)HFd)

Datos. (HF)=6,8·10 ; ( )=5,7·10 .(O.Q.L.Madrid2009)

Comoparacualquierdisoluciónacuosasecumpleque,pH+pOH=14,cuantomásbajoseaelpOH,másaltoseráelpH.

a‐c)Falso.Delassustanciaspropuestas,H SO yHF,sonrespectivamente,ácidofuerteyácidodébil,porloquesupHserábastantebajoysupOHbastantealto(pOH>>7).


d)Falso.Elclorurodeamonio,NH Cl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:





Ladisoluciónresultanteesácida(pOH>7).

b) Verdadero. El fluoruro de sodio, NaF, en disolución acuosa se encuentra disociadosegúnlaecuación:





Ladisoluciónresultanteesbásica(pOH<7).


1.146.ElpHdeunadisolución1,0·10 Mdeunácidodébil,cuya =1,0·10 es:a)6b)5,6c)8d)Aproximadamente7

(O.Q.L.Madrid2009)

SetratadeunácidodébilmuypococoncentradoporloqueparaelcálculodelpHdebentenerse en cuenta los protones que suministra el agua. Por estemotivo, el pHdebe sermuycercanoeinferiora7.


1.147.ElpHaproximadoqueresultademezclar40mLdeunadisolucióndeNaOH0,1Mcon40mLdeotradisolucióndeHCl0,3Mes:a)1b)2,6c)7d)1,5

(O.Q.L.Madrid2009)

LaecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeneutralizaciónentreNaOHyHCles:


ElNaClesunasalprocedentedeácidofuerteybasefuerteporloquenosehidroliza.





=4mmolNaOH


=12mmolHCl

12mmolHCl4mmolNaOH

=3

Larelaciónmolares>1,locualquieredecirqueellimitanteeselNaOHyquesobraHCl.

Relacionadoambosreactivos:

4mmolNaOH1mmolHCl1mmolNaOH

=4mmolHCl

12mmolHCl(inicial)–4mmolHCl(consumido)=8mmolHCl(exceso)

LaconcentraciónmolardeladisoluciónfinaldeHCles:

8mmolHCl40+40 mLdisolucion

=0,1M

ElHClesunácidofuertequeseencuentratotalmenteionizadosegúnlaecuación:

HCl(aq)H O (aq)+Cl (aq)

Losvaloresde[H O ]yelpHson,respectivamente:

[H O ]=[HCl]=0,1MpH=‐log(0,1)=1


1.148.¿CuáleselpHdeunadisoluciónfluorurodepotasio0,45M?a)2,8b)5,6c)8,4d)10,9

(Datos. paraelácidoHF=6,6·10 ; =1,0·10 )(O.Q.L.Madrid2010)

Elfluorurodepotasio,KF,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

KF(aq)F (aq)+K (aq)





K =HF OH

F

K =KK

=1,0·10

6,6·10=1,5·10


[HF]=[OH ] [F ]≈0,45M



1,5·10 =[OH0,45

[OH ]=2,6·10 M

pOH=‐log 2,6·10 =5,6pH=14–5,6=8,4


(CuestiónsimilaralaspropuestasenAlmeria1999yAsturias2004).

1.149.UnadisolucióndehidróxidodecalciotieneunpH=13.Laconcentraciónde es:a)0,05Mb)0,10Mc)0,15Md)0,20M

(O.Q.L.Madrid2010)

El hidróxido de calcio, Ca OH , en disolución acuosa se encuentra disociado según laecuación:

Ca OH (aq)2OH (aq)+Ca (aq)

SipH=13,entoncespOH=1

[OH ]=10 pOH=0,1M:

Ca =OH2

Ca =0,05M


1.150. Se disuelve 1,00 g de ácido láctico, , en 100mL de agua y la disoluciónresultantetieneunpH=2,40.Elvalordelaconstantededisociacióndedichoácidoes:a)4·10 b)1,4·10 c)1,4·10 d)1,6·10

(O.Q.L.Madrid2010)

Suponiendo que al disolver el ácido láctico no se produce variación de volumen, laconcentraciónmolardeladisoluciónes:

1,00gHC H O 0,1Ldisolucion

1molHC H O 90gHC H O

=0,11M

Setratadeunácidodébilqueseencuentraparcialmentedisociadosegúnlaecuación:

HC3H5O3(aq)+H O(l)C H O (aq)+H O (aq)


K =C H O H O

HC3H5O3


[C H O ]= H O =x [HC3H5O3]≈0,11M


[H O ]=10 pH=10 2,40M


K =x2

c=

10 2,40 2

0,11=1,4·10



AgCl(s)+2 (aq) (aq)¿QuéespeciequímicaactúacomoácidodeLewis?a) b)AgClc) d)

(O.Q.L.Madrid2010)

Un ácido de Lewis es toda especie química que posee huecos electrónicos (orbitalesatómicos vacíos) que pueden albergar un par de electrones. Como se observa en lasestructurasdeLewislaúnicaespeciequecumpleesacondicióneselionAg ,yaqueposeehuecoselectrónicos:


1.152.ElpHdeunadisolucióndeácidoacético0,1M( =1,8·10 )es:a)0,1b)1,34c)2,4d)3


Elácidoacético,CH COOH,seencuentraparcialmentedisociadosegúnlaecuación:



K =[CH COO ][H O

[CH COOH]


[CH COO ]=[H O ]=x [CH COOH]≈0,1M


1,8·10 =x2

0,1–xx=[H O ]=1,3·10 M

pH=‐log 1,8·10 =2,9


(CuestiónsimilaralapropuestaenAsturias2008).


1.153.ElpHresultantealañadir140cm3deunadisolucióndeNaOH0,1Ma0,1LdeHCl0,1Mes:a)12,2b)7c)1,8d)0,1


LaecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeneutralizaciónentreNaOHyHCles:


ElNaClesunasalprocedentedeácidofuerteybasefuerteporloquenosehidroliza.




=14mmolNaOH


=10mmolHCl

14mmolNaOH10mmolHCl

=1,4

Comolarelaciónmolares>1quieredecirqueellimitanteeselHClyquesobraNaOH.


10mmolHCl1mmolNaOH1mmolHCl

=10mmolNaOH

14mmolNaOH(inicial)–10mmolNaOH(consumido)=4mmolNaOH(exceso)

LaconcentraciónmolardeladisoluciónfinaldeNaOHes:

4mmolNaOH(140+100)mLdisolucion

=0,017M

ElNaOHesunabasefuertequeseencuentratotalmenteionizadasegúnlaecuación:


Elvalorde[OH ]es:

[OH ]=[NaOH]=0,017MpOH=‐log(0,017)=1,8

pH+pOH=14pH=14–1,8=12,2


(SimilaralacuestiónpropuestaenMadrid2009).

1.154. Si se deja caer unas gotas de disolución de ácido clorhídrico sobre 10mL de unadisoluciónquecontengaácidoacéticoyacetatodesodio,elpHdedichadisolución:a)Aumentaráb)Disminuirác)Desapareced)Prácticamentenosemodificará



UnamezcladeCH COOHyNaCH COOesunadisoluciónreguladorasicontienecantidadessimilaresdeambasustancias.LacaracterísticadelamismaesquemantieneelpHfrenteapequeñasadicionesdeácidoodebase.

SiseañadeunapequeñacantidaddeHClaladisoluciónanterior,losionesH O liberadospor el ácido reaccionan con los iones CH COO de la disolución manteniendo el pHprácticamenteconstante.

CH COO (aq)+H O (aq)CH COOH(aq)+H O(l)


1.155. Dadas dos disoluciones de dos ácidos de la misma concentración: ácido acético( =1,8·10 )yácidometanoico( =1,8·10 ),laqueposeeunpHmásácidoes:a)Ladeácidoacéticob)Lasdosigualc)Ladeácidoacéticod)Faltandatosparadecidirse.


Unácidodébil,HA,seencuentradisociadoenionessegúnlaecuación:



K =[A ][H O

[HA]


[A ]=[H O ] [HA]≈c

Laexpresióndelaconstantedeacidezquedacomo:

K =[H O ]2

cH O ]= K ·c

Comoparaambosácidoselvalordeceselmismo,tendrámayor[H O ],esdecir,pHmásácido(menor),aquelquetengamayorvalordeK .Enestecaso,como:

K =1,8·10 >K é =1,8·10 < é


1.156.¿Cuáleslabaseconjugadade (aq)?a) b) c) d) (aq)

(O.Q.L.LaRioja2010)




(aq)+H O(l) (aq)+H O (aq)




(Cuestiónsimilara lapropuestaenOviedo2002,Asturias2004y2008,LaRioja2008y2009,2012yÁvila2009).

1.157.Laconstante delácidocianhídricoes5,0·10 .¿CuáleselpHdeunadisolucióndeHCN(aq)0,5M?a)Entre3,5y4,5b)Entre5,0y5,5c)Entre9,0y9,5d)Entre10,5y11,0

(O.Q.L.LaRioja2010)(O.Q.L.LaRioja2012)

Elácidocianhídrico,HCN,seencuentraparcialmentedisociadosegúnlaecuación:

HCN(aq)+H O(l)CN (aq)+H O (aq)


K =[CN ][H O

[HCN]


[CN ]=[H O ]=x [HCN]=0,5–x


5,0·10 =x2

0,5‒xx=5,0·10 M

pH=‐log 5,0·10 =5,3


1.158.SegúnlateoríadeBrönsted‐Lowry,¿cuáldelassiguientesafirmacionesescorrecta?a) y puedenactuarcomoácidos.b) , y puedenactuarcomobases.c) , y puedenactuarcomosustanciasanfóteras.d)Todassoncorrectas.





a)Falso.

HSO +H OSO +H O

HSO cede un protón y se comporta ácido de Brönsted,mientras que SO no puedecederprotones.

b)Verdadero.

+H OHSO +OH


+H OHS +OH

+H OHCO +OH

LastresespeciescaptanunprotónysecomportancomobasesdeBrönsted.

c) Falso. Anfóteros son especies que pueden comportarse como ácidos o basesdependiendodelmedioenelqueseencuentren.

DelastresespeciespropuestaslaúnicaqueesunanfóteroeselionHCO :

acido:HCO +H OCO +H O

base:HCO +H O H CO +H O


1.159. Se preparan tres disoluciones de concentración 0,1M de ácido clorhídrico, ácidoacéticoyacetatodesodio.Indicacuáleselordendeacidez:a)ácidoacético>acetatodesodio>ácidoclorhídricob)ácidoclorhídrico>acetatodesodio>ácidoacéticoc)ácidoclorhídrico>ácidoacético>acetatodesodiod)ácidoacético>ácidoclorhídrico>acetatodesodio


Elácidoclorhídrico,HCl,esunácidofuerte,porloqueseencuentratotalmenteionizadoyproporcionaelvalorde[H O ]máselevadoysupHseráelmásbajo.

El ácido acético, CH COOH, es débil, por lo que se encuentra parcialmente ionizado yproporcionaunvalorde[H O ]menorqueeldelácidofuerteysupHserámayor.

Elacetatodesodio,NaCH COO,esunasalprocedentedeácidodébilybasefuertequepresenta hidrólisis básica y proporciona un valor de [H O ] mucho más bajo que lasanterioressustanciasysupHseráelmásaltodelastres.


Elordendeacidezdelasdisolucioneses:

ácidoclorhídrico>ácidoacético>acetatodesodio


1.160.LavariacióndepHqueseproducecuandoseañade1 deHCl1Ma1Ldeaguapuraesde:a)3unidadesb)4unidadesc)5unidadesd)6unidades


El ácido clorhídrico, HCl, es un ácido monoprótico fuerte que en disolución acuosa seencuentracompletamentedisociadosegúnlaecuación:


Suponiendoquenohayvariacióndevolumenlaconcentracióndeladisoluciónes:

1cm3HCl1M1Lagua

1molHCl

10 cm3HCl1M1molH O1molHCl

=0,001M



pH=‐log 0,001 =3

LavariaciónqueexperimentaelpHdelaguaes:

ΔpH=7−3=4


1.161.Laacidezdeloscompuestosbinarioscovalentesaumentaenelorden:a)HF> >CH4> b)CH4> > >HFc)HF> > >CH4d) >HF> >CH4


Laacidezdeestoscompuestosbinariosdelhidrógenoestarárelacionadaconlapolaridaddel enlace X−H, es decir, con la diferencia de electronegatividad que exista entre loselementosqueformandichoenlace,cuántomáspolarseaéstemásfácilseráquesecedaelprotón(H )ymayorcarácterácidotendráelcompuesto.

Compuesto Δχ CarácterácidoHF 3,98 – 2,20 =1,78 máximoH O 3,44– 2,20 =1,24 medioNH 3,04– 2,20=0,84 medioCH4 2,55– 2,20=0,35 mínimo


1.162.Delossiguientesóxidos ,CaO, y puedeafirmarseque:a)Todossonmuysolublesenagua.b)Susdisolucionesacuosastendráncarácterbásico.c)Susdisolucionesacuosastendráncarácterácidod)Ladisoluciónacuosacontendráiones .


a)Falso.ElúnicoqueserámuysolubleenaguaseráelNa O,unóxidodeunmetalalcalino.

b‐c)Falso.SonóxidosbásicosaquellosquealreaccionarconaguasoncapacesdeproducirionesOH–.Porejemplo:

Na O(s)+H O(l)Na (aq)+OH (aq)


Al O (s)+3H O(l)2Al (aq)+6OH (aq)

Son óxidos ácidos aquellos que al reaccionar con agua son capaces de producir ionesH O .Porejemplo:

P O (s)+3H O(l)H PO (aq)H PO (aq)+H O (aq)

Al O (s)+H O(l)HAlO AlO (aq)+H O (aq)

Son óxidos anfóteros aquellos que son capaces de comportarse como ácidos y comobasesdependiendodelmedioenelqueseencuentren.Porejemplo:Al O .

d)Verdadero.Segúnsehavistoenelapartadoanterior.



1.163.Almezclar20mLdeacetatodesodio0,2M( =4,75)con10mLdeHCl0,2M,elpHdeladisoluciónresultantees:a)5,55b)8,35c)4,75d)7,73e)2,73

(Dato. =1,0·10 )(O.Q.N.Valencia2011)

LasalNaCH COO,endisoluciónacuosaseencuentradisociadasegúnlaecuación:

NaCH COO(aq)CH COO (aq)+Na+(aq)

ElionNa+,eselácidoconjugadodelabasefuerteNaOHynosehidroliza.




pK =4,75K =10 K =1,8·10

K =KK

=1,0·10

1,8·10=5,6·10

LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNaCH COOyHCles:

HCl(aq)+NaCH COO(aq)NaCl(aq)+CH COOH(aq)

Elnúmerodemolesdecadareactivoes:

20mLNaCH COO0,2M0,2mmolNaCH COO1mLNaCH COO0,2M

=4mmolNaCH COO


=2mmolHCl

Larelaciónmolares:

4mmolNaCH COO2mmolHCl

>1limitante:HClsobrante:NaCH COO


2mmolHCl1mmolNaCH COO

1mmolHCl=2mmolNaCH COO

4mmolNaCH COO(ini.)–2mmolNaCH COO(cons.)=2mmolNaCH COO(exc.)

RelacionadoellimitanteconelCH COOHformado:

2mmolHCl1mmolCH COOH

1mmolHCl=2mmolCH COOH

Se tieneunamezcla formadapor2mmoldeCH COOHy2mmoldeNaCH COO, loqueconstituyeunadisoluciónreguladoracuyaconcentraciónes:


[CH COOH] NaCH COO 2mmol30mL

=0,067M


K =CH COO H O

CH COOH= H O

CH COOCH COOH




pH=4,75+log0,0670,067

=4,75


1.164. Sepreparandiferentesdisolucionesdeacetatodeamoniode concentraciones1M;0,01My0,001M.ElpHdelasdistintasdisolucionesserá:a)4,75;5,75;6,75respectivamenteb)9,25;8,25;7,25respectivamentec)7,00;7,50;8,00respectivamented)8,00;8,50;9,00respectivamentee)7,00paracualquierdisolución(Datos.Ácidoacético, =4,75;amoniaco, =9,25

(O.Q.N.Valencia2011)

LasalNH CH COO,endisoluciónacuosaseencuentradisociadasegúnlaecuación:

NH CH COO(aq)CH COO (aq)+NH (aq)



Laconstantedeacidez(hidrólisis)delionamonioes:

pK =9,25K =10 K =5,6·10




pK =4,75K =10 K =1,8·10

K =KK

=1,0·10

1,8·10=5,6·10

SeproducenionesH O yOH procedentesdelahidrólisisdelosdosionesdelasal.

Como se observa, K (CH COO ) = K (NH ), lo que quiere decir que ambos iones sonigualdefuertescomobaseycomoácido,respectivamente,independientementedelvalor


delconcentracióninicialdelasal.Portanto,ladisoluciónresultanteesneutrabásicayelpH=7.


1.165.Alvalorarácidofluorhídrico0,1M( =6,31·10 )conNaOH0,1M,elpHenelpuntodeequivalencia:a)12,10b)3,20c)7,94d)5,93e)Dependedelindicadorutilizado

(Dato.( =1,0·10 )(O.Q.N.Valencia2011)

LaecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeneutralizaciónentreHFyNaOHes:

HF(aq)+NaOH(aq)NaF(aq)+H O(l)

ElpuntodeequivalenciasetieneunadisolucióndeNaFcuyaconcentracióneslamitaddeladelasdisolucionesiniciales.







K =[HF][OH

[F ]

K =KK

=1,0·10

6,31·10=1,6·10


[HF]=[OH ] [F]≈0,05M


1,6·10 =[OH0,05

[OH ]=8,9·10 M

pOH=‐log 8,9·10 =6,05pH=14–6,05=7,95


1.166.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesnoesverdadera?a)Elaguapuratienepropiedadesácidasybásicas.b)Elácidoclorhídricoesmásfuertequeelácidoacético.c)Unadisolucióndeclorurodeamonioesácida.d)Unadisolucióndecarbonatodesodioesácida.



a)Verdadero.Elequilibriodeionizacióndelaguaes:


Seproducelamismacantidaddeambosiones.

b) Verdadero. El ácido clorhídrico, HCl, es un ácido fuerte, por lo que se encuentratotalmenteionizadoyproporcionaunvalorde[H O ]máselevadoysupHesmásbajo.

El ácido acético, CH COOH, es débil, por lo que se encuentra parcialmente ionizado yproporcionaunvalorde[H O ]menorqueeldelácidofuerteysupHesmayor.

c)Verdadero.El clorurodeamonio,NH Cl, endisoluciónacuosa seencuentradisociadasegúnlaecuación:





Comoseobserva,seproducenionesH O yportantoesácida.

d) Falso. El carbonato de sodio, Na CO , en disolución acuosa se encuentra disociadosegúnlaecuación:





Comoseobserva,seproducenionesOH yportantoesbásica.


1.167.ElpHdeunadisolución0,1MdeunácidomonopróticoHAes4,5.Sepuededecirquesetratadeunácido:a)Muydiluidob)Orgánicoc)Muypocosolubleenaguad)Pocodisociado


Apartirdelosdatosdadossededucequesetratadeunácidodébilinorgánicouorgánico,yportanto,pocodisociadoeniones,yaquesisetrataradeunácidofuerte,totalmentedisociado en iones, una disolución acuosa cuya concentración fuese 0,1 M tendría unpH=1.



1.167.Enunadisoluciónde depH=2,38 laconcentraciónde enmolespormLserá:a)4,17·10 b)2,40·10 c)4,17·10 d)2,40·10


LarelaciónentreelpHyelpOHdeunadisoluciónvienedadaporlaexpresión:

pH+pOH=14pOH=14–pH=14–2,38=11,62

DeacuerdoconelconceptodepOH:

[OH ]=10 [OH ]=10 , 2,40·10 mol/L

Cambiandolasunidades:

2,40·10 molL1L

103mL=2,40·10

molmL


(CuestiónsimilaralapropuestaenCastillayLeón2010).

1.168.SegúnlateoríadeBrönsted‐Lowry,¿cuáldelassiguientesafirmacionesescorrecta?a) y puedenactuarcomobases.b)HCN, y puedenactuarcomosustanciasanfóteras.c) , y puedenactuarcomoácidos.d)Todassonincorrectas.





a)Falso.

NH +H ONH +H O ácido

CO +H OHCO +OH base

b) Falso. Anfóteros son especies que pueden comportarse como ácidos o basesdependiendodelmedioenelqueseencuentren.

HCO yHSO sonanfoterosyaquepuedencederocaptarunproton.

HCNpuedecederunprotónynopuedecaptarloyporellosoloactúacomoácido.

c)Verdadero.Lastresespeciescedenunprotónysecomportancomoácidos.

HPO +H OPO +H O ácido

HCO +H OCO +H O ácido

H O H O+H ácido




1.169.ElpHdeunadisolucióndeacetatodeamonioesaproximadamente7,locuálsepuedeexplicarporque:a)Ladisoluciónesmuydiluida.b)Elacetatodeamonioesunelectrólitodébil.c)Lassalesdeácidosybasesdébilessonneutras.d)Losionesamonioyacetatosehidrolizanaproximadamenteenlamismamagnitud.


Elacetatodeamonio,NH CH COO,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

NH CH COO(aq)CH COO (aq)+NH (aq)





SielpHaproximadodeladisoluciónes7quieredecirquelacantidaddeionesH O queproduce el amonio y la de iones OH que produce el acetato es la misma. Como laconcentracióninicialdeambosioneseslamisma,laconstantedeacidez(hidrólisis)delionamoniodebeteneraproximadamenteelmismovalorquelaconstantedebasicidad(hidrólisis)delionacetato.


1.170.Unadisoluciónreguladoraotampónesaquellaque:a)RegulaelpH.b)Escapazdeneutralizarlosiones olos añadidosconloqueelpHvaríapocoonada.c)Escapaz,medianteeldesplazamientodeunequilibrio,deeliminar los iones o los

añadidosconloqueelpHvaríapoco.d) Es capaz de eliminar,mediante una reacción de hidrólisis, los iones o los añadidosconloqueelpHvaríapocoonada.


Unadisoluciónreguladoraestáformadaporunácidoobasedébilyunasalquecontengaasu conjugado. La presencia de cantidades similares de ácido/base conjugada o debase/ácido conjugado en el equilibrio hace que pueda eliminar los iones H O y OH añadidossinqueapenascambieelpHdeladisolución.


1.171.Almezclar100gdecarbonatodecalciocon1Ldedisolucióndeácidoclorhídrico4Mydejarreaccionar,ellíquidoresultanteserá:a)Ácidob)Básicoc)Neutrod)Anfótero

(O.Q.L.Murcia2011)

LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreCaCO yHCles:


2HCl(aq)+CaCO (aq)2CaCl (aq)+H CO (aq)

Elnúmerodemolesdecadareactivoes:

100gCaCO1molCaCO100gCaCO

=1molCaCO

1LHCl4M4molHCl1LHCl4M

=4molHCl

4molHCl1molCaCO

>2

LarelaciónmolarobtenidaquieredecirqueellimitanteeselCaCO yquesobraHCl(ácidofuerte).

ComolosproductossonCaCl (salprocedentedeácidofuerteybasefuerte)quenoinfluyeenelpHdeladisoluciónyH CO (ácidodébil),ladisoluciónresultanteseráácida.


1.172.¿Quéácidotienelabaseconjugadamásfuerte?a)Ácidoacético( =1,8·10 )b)Ácidofórmico( =1,8·10 )c)Ácidofluorhídrico( =6,8·10 )d)Ácidopropanoico( =5,5·10 )

(Dato. =1,0·10 )(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)

La relaciónentre la constantede fuerzadeácidoy subase conjugadavienedadapor laexpresión:

K =KK

K =1,0·10

1,8·10=5,6·10

Paralosácidosdados,tendrálabaseconjugadamásfuerteelquetengaelmayorvalordelaconstanteK ,ylosrespectivosvaloresson:

Ácidoacético 1,8·10 5,6·10 fórmico 1,8·10 5,6·10 fluorhídrico 6,8·10 1,5·10 propanoico 5,5·10 1,8·10


1.173.Elácidometanoicoesunácidodébilcuyaconstantedeacidezvale1,84·10 .Si setienen500mLdeunadisoluciónacuosadeesteácidoenlacualésteseencuentradisociadoenun34%,¿cuálserálaconcentracióninicialdelácidometanoicoenladisolución?a)2,10·10 Mb)1,05·10 Mc)1,50·10 Md)2,55·10 M


ElHCOOHesunácidodébilque se encuentraparcialmentedisociadodeacuerdoconelequilibrio:


HCOOH(aq)+H O(l)HCOO (aq)+H O (aq)


K =HCOO H O

HCOOH


[HCOO ]=[H O ]=cα [HCOOH]=c−x≈c 1 α


Kcα

c 1 αcα1 α

c K1 αα


c 1,84·101 0,340,34

1,03·10


1.174.¿CuáleselpHdeunadisolución0,025MdeKOH?a)1,60b)3,69c)10,31d)12,40


ElKOHesunabase fuertequeseencuentra totalmentedisociadaen ionesdeacuerdoconlaecuación:

KOH(aq)K (aq)+OH (aq)

Portanto,[K ]=[OH ]=0,025M.

pOH=‐log 0,025 =1,60pH=14–pOH=14–1,60=12,40


1.175.ElácidomásadecuadoparalaobtencióndebromurodehidrógenoapartirdeNaBrmedianteunareaccióndedesplazamientoácidobase:a) b)HClc)HFd) e)

(O.Q.N.ElEscorial2012)

a‐c)Verdadero.ParaqueseproduzcaHBrapartirdeNaBrdebetenerlugarunareacciónácido‐baseenlaqueesprecisoqueelácidoquereaccioneconelBr (baseconjugada)delHBrsealosuficientementefuerte.LosácidosH SO ,HClyHNO sedescartanportratarsedeácidosfuertescomoloeselHBr.

ElácidoHFesdemasiadodébilmientrasqueelH PO noloestanto.Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreambassustanciases:


3NaBr(aq)+H PO (aq)3HBr(aq)+Na PO (aq)


1.176.IndiqueelordencorrectodepHcrecienteparalasdisoluciones0,1Mdelossiguientescompuestosquímicos:a)HCl< <KCl<KF<KOHb)KCl<KF< <KOH<HClc)KF<KCl< <HCl<KOHd) <KCl<HCl<KF<KOHe) <KOH<HCl<KCl<KF


ElHClesunácidofuertequeseencuentratotalmenteionizadoyproporcionaelvalorde[H O ]máselevado,yportantosupHseráelmenordetodos.

ElNaOHesunabasefuertequeseencuentratotalmenteionizadoyproporcionaelvalorde[H O ]másbajo,yportantosupHseráelmayordetodos.

ElKClesunasalprocedentedeácidofuerteybasefuerte,motivoporelcuálningunodelos ionesquela formansufrehidrólisis,yportantosusdisolucionesacuosastendránunpHneutro.

ElKFendisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

KF(aq)K (aq)+F (aq)

ElionK nosehidrolizaporelserelconjugadodelabasefuerteKOH.



La base F esmás débil que la base fuerte KOH, y por tanto el pH de sus disolucionesacuosasnoserátanelevadocomoelcorrespondientealadisolucióndeKOH.

ElZnCl endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:

ZnCl (aq)Zn (aq)+2Cl (aq)

ElionCl nosehidrolizaporelserelconjugadodelácidofuerteHCl.

ElionZn eselácidoconjugadodelabasedébilZn OH ysehidrolizasegúnlaecuación:

Zn (aq)+2H O(l)Zn OH (aq)+H O (aq)

ElácidoZn esmásdébilqueelácidofuerteHCl,yportantoelpHdesusdisolucionesacuosasnoserátanbajocomoelcorrespondientealadisolucióndeHCl.


HCl< <KCl<KF<KOH



1.177. Indiquecuálde los siguientesparesdecompuestosesadecuadoparaprepararunadisoluciónreguladora:a) + b) +NaOHc) + d) + e)NaCl+NaHCOO



a)Falso.Unamezcla formadaporH SO (ácido fuerte)yNa SO (basedébil)noesunadisolucióntampón.

b)Falso.Unamezcla formadaporH SO (ácido fuerte) yNaOH (base fuerte)noesunadisolucióntampón.

c)Verdadero. Unamezcla formada porH PO (ácidodébil) yNa HPO (basedébil) esunadisolucióntampón.

d) Falso. Unamezcla formada por HNO (ácido fuerte) y NaNO (sal neutra que no sehidroliza)noesunadisolucióntampón.

e)Falso.Unamezcla formadaporNaCl(salneutraquenosehidroliza)yNaHCOO(basedébil)noesunadisolucióntampón.


1.178.Setienendisoluciones0,1MdeHF,HCl, yKCl.¿CuáleselordencorrectodemenoramayorpH?a)HF,HCl, ,KClb)HCl,HF, ,KClc)HCl,HF,KCl, d)HF,HCl,KCl,


ElHClesunácidofuerte,porloqueseencuentratotalmenteionizadoyproporcionaelvalorde[H O ]máselevadoyelpHseráelmásbajo.

ElHFesunácidoesdébil,porloqueseencuentraparcialmenteionizadoyproporcionaunvalorde[H O ]menorqueeldelácidofuerteysupHserámayorqueeldelHCl.

ElKClesunasalprocedentedeácidofuerteybasefuerte,motivoporelcuálningunodelos ionesquela formansufrehidrólisis,yportantosusdisolucionesacuosastendránunpHneutro.

El NH OH es una base débil, por lo que se encuentra parcialmente ionizada yproporcionaunvalorde[H O ]muybajoysupHseráelmayordetodos.


HCl<HF<KCl<



1.179.A50°C,el =2,5·10 .Sisetieneaguapuraaesatemperatura.SeñalelafirmaciónFALSA:a)[ ]>10 Mb)[ ]=[ ]c)pH=6,8d)pH=7


Paraelequilibriodedisociacióndelaguaadeterminadatemperatura:



K =[H O ][OH ]


[ ]=[ ]K =[H O

[H O ]= 2,5·10 =1,6·10 M

DeacuerdoconelconceptodepH,enestecaso:

pH=‐log 1,6·10 =6,8



1.180.Alrealizarunavaloracióndeunácidofuertesobreunabasedébil:a)ElpHenelpuntodeequivalenciaessiete.b)ElpHenelpuntodeequivalenciaesmenorquesiete.c)Enelpuntodeequivalenciahayunasal(disociada)quesufreunahidrólisisbásica.d)Unavezsuperadoelpuntodeequivalencia,siseañademásácidoseformaunadisoluciónreguladora.


Seapor ejemplo el casode la valoracióndeHCl (ácido fuerte) conNH (basedébil). Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónes:


Enelpuntodeequivalenciasolohayclorurodeamonio,NH Cl,queendisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:





Como se observa, se producen iones H O y por tanto la hidrólisis es ácida y ladisolucióntienepH<7.

SuperadoelpuntodeequivalenciasetieneunamezcladeHClyNH Cl.EstamezclanoesunadisoluciónreguladorayaqueelHClesunácidofuerte.



1.181. Teniendo en cuenta que el ion es la base conjugada del ácido acético( ),queesunácidodébil,señalecuáldelassiguientesafirmacionesesFALSA:a)Elanion esunabasedébil.b)Lassalesformadasporanion modificanelpHaldisolverseenaguadestilada.c)Elanion reaccionaconelaguasegún:

(aq)+ (l) (aq)+ (aq)d)Lasal daráunadisoluciónacuosadepH<7.


El acetato de sodio, CH COONa, en disolución acuosa se encuentra disociado según laecuación:

CH COONa(aq)CH COO (aq)+Na (aq)


ElionCH COO eslabaseconjugadadelácidodébilCH COOHysehidrolizasegúnlaecuación:

(aq)+ (l) (aq)+ (aq)

Comoseobserva,seproducenionesOH porloqueladisoluciónresultantetienepH>7.


1.182. En dos vasos A y B se tienen dos disoluciones de lamisma concentración. El vaso Acontiene25mLdeunadisolucióndehidróxidodesodioyelvasoB25mLdeunadisolucióndeamoniaco.Lasdosdisolucionessevanavalorarconunadisolucióndeácidoclorhídrico.Indicalarespuestacorrecta:a)LasdosdisolucionestienenelmismopHinicial.b)Lasdosdisolucionesnecesitanelmismovolumendeácidoclorhídricoparasuvaloración.c)EnelpuntodeequivalenciadeambasvaloracioneselpHdelavaloraciónes7.d)Enlasdosdisolucionessecumplequeenelpuntodeequivalencia[ ]=[ ].


a)Falso.ElNaOHesunabasefuertequeseencuentratotalmenteionizadoyproporcionaelvalorde[H O ]muybajo,yportantosupHseráelevado.

ElNH OHesunabasedébil,porloqueseencuentraparcialmenteionizadayproporcionaunvalorde[H O ]bajoysupHnoserátanelevadocomoeldelNaOH.

b)Verdadero.LasecuacionesquímicascorrespondientesalasreaccionesdeneutralizacióndelasdosbasesconHClson:



Suponiendoquetodaslasdisolucionesson1M,elvolumennecesariodedisolucióndeHClparaneutralizarambasdisolucioneses:

25mLNaOH1M1mmolNaOH1mLNaOH1M

1mmolHCl1mmolNaOH

1mLHCl1M1mmolHCl

=25mLHCl1M

25mLNH 1M1mmolNH1mLNH 1M

1mmolHCl1mmolNH

1mLHCl1M1mmolHCl

=25mLHCl1M


c)Falso.EnelpuntodeequivalenciadelavaloracióndeNaOHsolohayNaCl,saldeácidofuerteybasefuertequenosufrehidrólisis.LadisoluciónresultantetienepH=7yaqueloproporcionaelH O.

EnelpuntodeequivalenciadelavaloracióndeNH solohayNH Cl,saldeácidofuerteybasedébilquesufrehidrólisisácida:





Comoseobserva,seproducenionesH O yportantoladisolucióntienepH<7.

d)Falso.Respectoalassustanciasquereaccionan,enelpuntodeequivalencia,secumpleque:

molesdeHCl=molesNaOH=molesdeNH

Sinembargo,comosehademostradoenlosapartadosb)yc),enelcasoenelque:

reaccionanHClyNaOHsellegaaunadisolucióncon[H O ]=[OH ]

reaccionanHClyNH sellegaaunadisolucióncon[H O ]>[OH ]



2.PROBLEMASdeÁCIDOSYBASES

2.1.UnadisolucióndesulfatodeamoniotienepH=4.Calculalaconcentracióndelaespeciespresentesenladisoluciónsabiendoquelaconstantedeionizacióndelamoníacoes1,7·10 .

(Dato. =1,0·10 )(Canarias1992)

El NH SO esunasustanciaqueendisoluciónacuosaseencuentradisociadasegúnlaecuación:

NH SO (aq)2NH (aq)+SO (aq)

Haciendo la aproximación de que el ion sulfato es la base conjugada del ionhidrógenosulfato(ácidofuerte)yqueportantonosehidroliza,elpHdeladisoluciónsedebe al ion amonio, que es el ácido conjugado de la base débil NH , y se hidroliza deacuerdoconlaecuación:


Latabladeconcentracionescorrespondienteaesteequilibrioes:

NH NH H Ocinicial c — ctransformado x —cformado — x xcequilibrio c–x x x

Laconstantedeacidezdelamonioes:

K =[NH ][H O ]

[NH ]

xc– x

SielpHdeladisoluciónes4,0:

x=[ ]=10 =10 M

[ ]=[H O ]=10 M

Elvalordelaconstantedeacidez(hidrólisis)delamoniosecalculamediantelasiguienteexpresión:

K =K

K K =

1,0·10

1,7·10=5,9·10

Sustituyendo

5,9·10 =10

c–10c=16,95M

Laconcentracióndeamoniosinhidrolizarenequilibrioes:

[ ]= c– x 16,95M


2.2.Deacuerdoconlateoríaácido‐basedeBrönsted,completalossiguientesequilibrios,detalformaqueelprimermiembrodelaecuaciónseasiempreunácido:

a) +…… +…… b) +…… +……

c) + +…… d) + +(Canarias1995)(Canarias2002)(Canarias2011)

De acuerdo con la teoría ácido‐base propuesta por Brönsted, “ácido es toda especiequímicacapazdecederprotones”.Aplicadoalasecuacionesdadas:

a)Paraelionamonio:

NH + H O+

b)Paraelionhidrógenosulfato:

HSO + H O +

c)Paraelagua:

H O+CN OH +HCN

d)Paraelácidocarbónico:

H CO +H O +

(EnCanarias2011sereemplazaHCO yseañadeH CO ).

2.3. Una botella de reactivo contiene una disolución acuosa de tetraoxosulfato (VI) dedihidrógeno,diluidoal49%enpeso,quepresentaunadensidadde1,15g/ .¿Cuáleslamolaridaddelácido?¿CuáleselpHdeladisolución?

(Dato:2ªconstantedeacidez( )delionhidrógenotetraoxosulfato(VI)=1,2·10 )(Galicia1999)

Tomandounabasedecálculode100gdedisolucióndeH SO laconcentraciónmolardelamismaes:

49gH SO100gH SO 49%

1molH SO98gH SO

1,15gH SO 49%1cm H SO 49%

103cm H SO 49%1LH SO 49%

=5,75M

ElH SO ,esunácidofuerte,queendisoluciónacuosasedisociatotalmentedelasiguienteforma:


ElHSO4–,esunácidodébil,queendisoluciónacuosasedisociaparcialmentedelasiguiente

forma:

HSO (aq)+H O(l)SO +H O

Latabladeconcentracionescorrespondienteaestasegundaionizaciónes:


HSO SO H Ocinicial 5,75 — 5,75ctransformado x —cformado — x xcequilibrio 5,75–x x 5,75+x

LaconstantedeacidezdelHSO es:

K =[SO ][H O ]

[HSO ]

Sustituyendolosvaloresdelatabla:

1,2·10 =x 5,75+x5,75– x

x=0,012M

Elvalorde H O enelequilibrioes:

[H O ]= 5,75+0,012 M=5,762M

pH=‐log 5,762 =‐0,76

2.4.CalculaelpHdelaguadeunapiscinade75 devolumenalaquesehanañadido150gde monoxoclorato (I) de sodio (hipoclorito sódico). La constante de disociación delmonoxoclorato(I)dehidrógenoes3,0·10 .

(Dato.Productoiónicodelagua, =1,0·10 )(Galicia2000)

Elhipocloritodesodio(NaClO)sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NaClO(aq)ClO (aq)+Na (aq)

Laconcentracióndeestadisoluciónes:

c=150gNaClO

75m3disolucion1molNaClO74,5gNaClO

1m3disolucion

103Ldisolucion=2,7·10 M

ElionNa nosehidrolizayaqueprocededelNaOH(basefuerte).

ElionClO sehidrolizaproduciendoionesOH segúnlareacción:


Aplicandoloscorrespondientesbalancesyaproximacionessepuedeescribir:

[HClO]=[OH ]=x

[ClO ]=c[OH ]=c–x

siendoclaconcentracióninicialdeNaClO.

Laexpresióndelaconstantequedacomo:

K =[HClO][OH ]

[ClO ]=

xc– x

El valor de la constante de basicidad (hidrólisis) del hipoclorito se calculamediante lasiguienteexpresión:


K =K

K K =

1,0·10

3,0·10=3,3·10

Sustituyendo

3,3·10 =x

2,7·10 – xx=[OH ]=2,8·10 M

pOH=‐log 2,8·10 =5,55

pH=14pOH=145,55=8,45

2.5.UnadisolucióndeunácidodébiltieneelmismopHqueunadisolucióndeHCl5,49·10 M.Calcula:a)ElpHdeladisolución.b)Laconstantedeionizacióndelácidodébil.c)Elgradodedisociacióndelácidodébil.

(Canarias2001)

a)Si[H O ]=5,49·10 M

pH=‐log 5,49·10 =2,26

b)SeaelácidodébilHAquesedisociadeacuerdoconlasiguienteecuación:


Latabladeconcentracionescorrespondienteaesteequilibrioes:

HA A H Ocinicial c — ctransformado x —cformado — x xcequilibrio c–x x x

SuponiendoqueparaelácidoHAsuconcentracióninicial,c=0,1M,laconstantedeacidezes:

K =[A ][H O ]

[HA]=

xc–x

K =5,49·10

0,1–5,49·10=3,2·10

c)ElgradodedisociacióndelácidoHAes:

α=[A ][HA]

=xc=5,49·10

0,1=0,0555,5%

2.6. Calcula el pH de 800mL de disolución acuosa 0,1M de etanoico (ácido acético). Laconstantededisociacióndeesteácidoorgánicoa25°Cesde1,76·10 .

(Galicia2001)

El ácido acético (CH COOH), abreviadamente AcH, es un ácido débil que se disociaparcialmentesegúnelequilibrio:


cuyaconstantedeacidezes:


K =[Ac ][H O ]

[HAc]

Aplicandoloscorrespondientesbalancesyaproximacionesseobtiene:

[Ac ]=[H O ] y [HAc]=c[H O ]

siendoclaconcentracióninicialdeAcH.Sustituyendoestosvaloresenlaexpresióndelaconstantequeda:

K =[H Oc–[H O ]

Cuandosedélacircunstanciadeque:

cK

>100sepuederealizarlaaproximacionc–[H O ]≈c

conloquelaecuaciónanteriorquedacomo:

K =[H O

c[H O ]= Ka·c= 1,76·10–5·0,1=1,33·10–3M

[H O ]= 1,76·10 0,1=1,33·10 MpH=‐log 1,33·10 =2,88

2.7. Si el pH de una disolución de cloruro de amonio es 5,2; calcula la concentración declorurodeamonioyelgradodehidrólisis.

(Dato. (amoníaco)=1,75·10 )(Asturias2001)

Elclorurodeamonio(NH Cl)sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:


ElionCl nosehidrolizayaqueprocededelHCl(ácidofuerte).

ElionNH sehidrolizaproduciendoionesH O segúnlareacción:



[NH ]=[H O ]=x

[NH ]=c[H O ]=c–x

siendoclaconcentracióninicialdeNH Cl.


K =[NH ][H O ]

[NH ]=

xc– x

SielpHdeladisoluciónes5,2:

[H O ]=10 =6,3·10 M

[NH ]=[H O ]=6,3·10 M



K =K

K K =

1,0·10

1,75·10=5,7·10

Sustituyendo

5,7·10 =6,3·10 2

c–6,3·10c=7,0·10 M

LaconcentracióndeladisolucióndeNH4Cles:

[ ]=c=7,0·10 M

ElgradodehidrólisisdelionNH4+es:

α=[NH ][NH

=xcα=

6,3·10

7,0·10=9,0·10 0,009%

2.8. Indica el carácterácido,básicooneutro resultantede lasdisolucionesacuosasde lassiguientessales: , , .

(Canarias2002)

Elpercloratodepotasio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

KClO (aq)K (aq)+ClO (aq)

ElionK nosehidrolizayaqueprocededelKOH(basefuerte).

ElionClO nosehidrolizayaqueprocededelHClO (ácidofuerte).

Los únicos H O y OH delmedio los suministra el H O, por tanto, la disolución tienecarácterNEUTRO.

Elcianurodebario,Ba CN ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

Ba CN (aq)Ba (aq)+2CN (aq)

ElionBa nosehidrolizayaqueprocededelBa OH (basefuerte).

ElionCN sehidrolizaproduciendoionesOH segúnlareacción:


ElmediocontieneionesOH ,portanto,ladisolucióntienecarácterBÁSICO.

Elbromurodeamonio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NH Br(aq)NH (aq)+Br (aq)

ElionBr nosehidrolizayaqueprocededelHBr(ácidofuerte).



ElmediocontieneionesH O ,portanto,ladisolucióntienecarácterÁCIDO.


2.9. ¿QuévariacióndepH seproduciráalañadir10mLdeNaOH0,15Mamedio litrodeaguapura?

(Dato. =1,0·10 )(Canarias2002)

ElH Oesneutra,portantosupH=7.

Siseañaden10mLdeNaOH0,15Ma500mLdeH Olaconcentraciónde ladisoluciónresultante,considerandovolúmenesaditivos,es:

10mLNaOH0,15M500+10 mLdisolucion

0,15mmolNaOH1mLNaOH0,15M

=2,94·10 M

El hidróxido de sodio, NaOH, es una base fuerte que se encuentra completamentedisociadaenionesdeacuerdoconlaecuación:


pOH=‐log 2,94·10 =2,53

pH=14–pOHpH=11,47

LavariacióndepHqueexperimentaelH OalañadirelNaOHes:

Δ(pH)=11,47–7,00=4,47

2.10.Sepreparaunadisolucióndisolviendo4gdeNaOHen250mLdeagua.a)CalculaelpHdeladisolución.b)Siahorasediluyeladisoluciónanteriorhasta2000mL,¿cuálseráelnuevopH?c)Siahorase leañade500mLdedisolución0,5Mdeácidosulfúrico,¿cuáleselpHde ladisoluciónresultante?d)Calculaelvolumendedisolución0,1Mdeácidosulfúriconecesarioparaneutralizar50mLdeladisolucióninicial.

(Canarias2003)

a) Si se disuelven 4 g de NaOH en 250 mL de H O la concentración de la disoluciónresultante,considerandoquenoexistevariaciónapreciabledevolumen,es:

4gNaOH0,250Ldisolucion

1molNaOH40gNaOH

0,4M

El hidróxido de sodio, NaOH, es una base fuerte que se encuentra completamentedisociadaenionesdeacuerdoconlaecuación:


pOH=‐log 0,4 =0,398

pH=14–pOHpH=13,601

b) Si se diluye la disolución anterior hasta un volumen final de 2000 mL la nuevaconcentracióndeladisoluciónresultantees:

4gNaOH2Ldisolucion

1molNaOH40gNaOH

0,05M


pOH=‐log 0,05 =1,30


pH=14–pOHpH=12,70

c)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNaOHyH SO es:

2NaOH(aq)+H SO (aq)Na SO (aq)+2H O(l)

Elnúmerodemmolesdecadaunadelassustanciases:

4gNaOH1molNaOH40gNaOH

103mmolNaOH1molNaOH

=100mmolNaOH


=250mmolH SO

100mmolNaOH250molH SO

=0,4

Como la relación molar es < 2 quiere decir que sobra H SO , por lo queNaOH es elreactivolimitante.

RelacionandoNaOHconH SO :

100mmolNaOH1mmolH SO2mmolNaOH

=50mmolH SO

250mmolH SO (inicial)–50mmolH SO (gastado)=200mmolH SO (sobrante)

Laconcentracióndeladisoluciónresultante,considerandovolúmenesaditivos,es:

200mmolH SO 500+2000 mLdisolucion

=0,08M

Elsulfatodesodioformado,Na SO ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

Na SO (aq)2Na (aq)+SO (aq)


ElionSO nosehidrolizayaqueprocededelH SO (ácidofuerte).

ElpHdelmediosedebealadisolucióndeH SO sobrante.ElH SO ,esunácidofuerte,que en disolución acuosa se puede considerar que disocia totalmente de la siguienteforma:

H SO (aq)2H O (aq)+SO (aq)

Deacuerdoconlaecuaciónanterior,laconcentracióndeH O deladisoluciónresultantees:

[H O 0,08molH SO Ldisolucion

2molH O 1molH2SO4

=0,16M

pH=‐log 0,16 =0,80

d)RelacionandoladisolucióninicialdeNaOH0,4MconH SO :


1mmolH SO2mmolNaOH

=10mmolH SO

ComoseneutralizacondisolucióndeH SO 0,1M:

10mmolH SO1mLH SO 0,1M0,1mmolH SO

=100mL 0,1M


2.11.¿Quévolumendeunadisoluciónde depH=14seránecesarioparaprepararunlitrodeotradepH=12ycuántosmgde porlitrotendráestaúltima?

(Galicia2003)

ElBa OH endisoluciónsedisociasegúnlaecuación:

Ba OH (aq)Ba (aq)+2OH (aq)

UnadisolucióndeBa OH depH=12tieneuna[OH ]:

pH=12pOH=2[OH ]=10 =10 M

Segúnlaestequiometría,laconcentracióndeladisolucióndeBa OH serálamitadqueladeOH :

10molOH

L1molBa OH2molOH

=5·10 molBa OH

L

Análogamente,unadisolucióndeBa OH depH=14tieneuna[OH ]:

pH=12pOH=0[OH ]=10 =10 =1M

ylaconcentracióndeladisolucióndeBa OH :

1molOH

L1molBa OH2molOH

=0,5molBa OH

L

LamasadeBa OH quecontiene1LdedisolucióndeBa OH depH=12, esdecir,5·10 M:

1LBa OH 5·10 M5·10–3molBa OH

1LBa OH 5·10–3M171,3·103mgBa OH

1molBa OH=857mg

ParapreparardichadisoluciónapartirdeotradepH=14senecesita:

1LBa OH 5·10 M5·10 molBa OH

1LBa OH 5·10–3M103mLBa OH 0,5M

0,5molBa OH=10mL 0,5M

2.12. Calcula el pH y el grado de disociación del ácido acético en una disolución que essimultáneamente0,1Menácidoáceticoy0,05Menácidoclorhídrico.

(Dato. (ácidoacético)=1,8·10 )(Asturias2003)

Elácidoclorhídrico(HCl)esunácidofuertequeseencuentracompletamentedisociadoenionesdeacuerdoconlaecuación:


El ácido acético (CH COOH), abreviadamente HAc, es un ácido débil que se disociaparcialmentesegúnelequilibrio:


Como se trata de una disolución que contiene una mezcla de ambos ácidos con unaconcentraciónsimilar,sepuederealizarlasiguienteaproximación:

[H O >>[H O [H O ≈[H O

pH=‐log 0,05 =1,30


Para calcular el grado de disociación del HAc se escribe la tabla de concentracionescorrespondientealequilibrioes:

HAc Ac H Ocinicial 0,1 — 0,05ctransformado x —cformado — x xcequilibrio 0,1–x x 0,05+x


K =[Ac ][H O ]

[HAc]

1,8·10 =x 0,05+x0,1–x

x=3,6·10 M

ElgradodedisociacióndelácidoHAes:

α=[Ac ][HAc]

=xcα=

3,6·100,1

=3,6·10 0,036%

2.13.Escribe losprocesosácido‐baseresultantesaldisolverenagua lassiguientesespecies:, , ,HCOOHy .

(Canarias2004)







ElHCOOHsedisociaparcialmenteenaguaproduciendoionesH O segúnlareacción:


ElNH sedisociaparcialmenteenaguaproduciendoionesOH segúnlareacción:


2.14. ¿Cuálocuálesde las siguientes salesdisueltasenaguapuraoriginanunadisoluciónácida?Justificalarespuesta.

1)NaCl2)KCN3) 4) (Canarias2004)

1)Elclorurodesodio,NaCl,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:






2)Elcianurodepotasio,KCN,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

KCN(aq)K (aq)+CN (aq)





3)Elnitratodeamonio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NH NO (aq)NH (aq)+NO (aq)

ElionNO nosehidrolizayaqueprocededelHNO (ácidofuerte).




4)Elnitratodepotasio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

KNO (aq)K (aq)+NO (aq)




2.15. La aspirina se forma a partir del ácido salicílico, . Si la constante deionizacióndedichoácidoes =1,1·10 ,calculaelpHyelgradodedisociacióndeunadisolucióndeácidosalicílicoqueseobtienealdisolverunatabletadeaspirinaquecontiene0,5gdedichoácidoen100mLdeagua.

(Canarias2004)

Suponiendo que la disolver el sólido no hay variación apreciable de volumen, laconcentracióndeladisoluciónes:

c=0,5gC H OHCOOH100mLdisolucion

1molC H OHCOOH138gC H OHCOOH


=0,036M

El ácido salicílico, abreviadamente HSal, es un ácido débil que se disocia parcialmentesegúnelequilibrio:

HSal(aq)+H O(l)Sal (aq)+H O (aq)

cuyaconstantedeacidezes:

K =[Sal ][H O ]

[HSal]



[Sal ]=[H O ] y [SalH]=c[H O ]

siendoclaconcentracióninicialdeAcH.Sustituyendoestosvaloresenlaexpresióndelaconstantequeda:

K =[H Oc–[H O ]

sustituyendo

1,1·10 =[H O

0,036–[H O ][H O ]=5,8·10 M

pH=‐log 5,8·10 =2,24

ElgradodedisociacióndelácidoSalHes:

α=[Sal ][SalH]

=[H O ]

cα=

5,8·100,036

=0,1616%

2.16.CalcularelpHqueseobtienealmezclarunlitrodeunadisolución,exactamente0,25Mde acetato sódico ( ) con un litro de disolución 0,1M de ácido clorhídrico. Seconsideraquelosvolúmenesdeambasdisolucionessonaditivos.

(Dato.Laconstantededisociacióndelácidoacéticoes =1,7·10 )(Galicia2004)

LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHCl(ácido)yNaOOCCH (base)es:

HCl(aq)+NaOOCCH (aq)NaCl(aq)+CH COOH(aq)

Por comodidad se representa el ácido acético CH COOH, porHAc, y el acetato de sodioNaOOCCH ,porNaAc.

Elnúmerodemolesdecadaunodelosreactivoses:

1LHCl0,1M0,1molHCl1LHCl0,1M

=0,1molHCl

1LNaAc0,25M0,25molNaAc1LNaAc0,25M

=0,25molNaAc

ComolareacciónesmolamolylacantidaddeHClesmenor,ésteelreactivolimitantequedeterminalacantidaddeNaAcconsumidayladeHAcformada:

0,1molHCl1molNaAc1molHCl

=0,1molNaAc

0,25molNaAc inicial –0,10molNaAc gastado =025molNaAc exceso

0,1molHCl1molHAc1molHCl

=0,1molHAc

Se obtieneunamezcla de 2 L formadapor 0,15mol deNaAc (base) y 0,10mol deHAc(ácido)queconstituyeunadisoluciónreguladoraácidaen laque lasconcentracionesdeambasespeciesson:


HAc]=0,1molHAc2Ldisolucion

=0,050M

NaAc]=0,15molNaAc2Ldisolucion

=0,075M

Lasecuacionescorrespondientesalasreaccionesdelassustanciasenladisoluciónson:


NaAc(aq)Na (aq)+Ac (aq)

Llamando C a la concentración inicial de la disolución de AcH y C a la concentracióninicialdeladisolucióndeNaAc,latabladeconcentracionesenelequilibrioes:

AcH Ac H Ocinicial C C —ctransformado x —cformado — x xcequilibrio C –x C +x x

ElHAcesunácidodébilqueestápocodisociado:

x≪C

x≪C

C –x C

C –x C

Teniendo en cuenta ambas aproximaciones, la expresión de la constante de equilibrioquedacomo:

K =[Ac ][H O ]

[AcH]K =

CC[H O ]

sustituyendo

1,7·10 =0,0750,050

[H O ][H O ]=1,13·10 M

pH=‐log 1,13·10 =4,95

2.17.Lamorfina,unpoderosoanalgésico,esunabasedébilconunpKb=5,79.Representandolamorfinapor“Mor”ysuácidoconjugadocomo“H‐Mor”ysabiendoquelamorfinaespocosolubleenagua,peroelnitratodemorfina( )esunasalmuysoluble,calcula:a)ElpHdeunadisolución2Mdenitratodemorfina.b)Laconcentracióndemorfinadeldisoluciónanterior.

(Asturias2004)

Elnitratodemorfinasedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

HMorNO (aq)HMor (aq)+NO (aq)


ElionHMor sehidrolizaproduciendoionesH3O+segúnlareacción:

HMor (aq)+H O(l)Mor(aq)+H O (aq)


[Mor]=[H O ]


[HMor ]=c[H O ]

siendoclaconcentracióninicialdeHMorNO .


Ka=[Mor][H O ][HMor ]

[H Oc– [H O ]

Elvalorde laconstantedeacidez(hidrólisis)delcatiónsecalculamediante lasiguienteexpresión:

K =K

K logarıtmospK +pK =14

pK = 14 5,79 =8,21K =6,2·10

Comosecumpleque:

cK

>100sepuederealizarlaaproximacionc–[H3O+]≅c


K =[H O

c[H O ]= Ka·c

[H O ]= 6,2·10 ·2=1,11·10 M

pH=‐log 1,11·10 =3,95

b)Elvalorde[Mor]deacuerdoconelequilibrioanteriores:

[Mor]=[H O ]=1,11·10 M

2.18. Completa las siguientes reacciones entre pares ácido‐base conjugados de Brönsted‐Lowry:

+

+

+

+ (Canarias2005)

ElionNH (ácido)reaccionaconelH O(base)segúnlareacción:



ElionNH (ácido)reaccionaconelionOH segúnlareacción:

NH (aq)+OH (aq)NH (aq)+H O(l)


ElionCO (base)reaccionaconelH O(ácido)segúnlareacción:


CO (aq)+H O(aq)HCO (aq)+OH (l)

base1ácido2ácido1base2

ElionCH COO (base)reaccionaconelH O (ácido)segúnlareacción:

CH COO (aq)+H O (aq)CH COOH(aq)+H O(l)

base1ácido2ácido1base2

2.19. Indica, razonando la respuesta,elcarácterácido,básicooneutrode lasdisolucionesacuosasdelassiguientessales:

1) 2) 3)KBr 4) (Canarias2005)

1)Elclorurodeamonio,NH4Cl,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:






2)Elnitratodesodio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NaNO (aq)Na (aq)+NO (aq)




3)Elbromurodepotasio,KBr,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

KBr(aq)K (aq)+Br (aq)


ElionBr nosehidrolizayaqueprocededelHBr(ácidofuerte).


4)Elacetatodepotasio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

CH COOK(aq)K (aq)+CH COO (aq)


ElionCH COO sehidrolizaproduciendoionesOH segúnlareacción:




2.20. La codeína (COD) es un compuesto que se obtiene del opio y que se emplea paracombatirlatos.Sabiendoquesu =1,0·10 ,sepide:a)¿Eslacodeínaunabasedébil?b)CalculaelpHyelgradodedisociacióndeunadisoluciónacuosadeunatabletadecodeínacuyaconcentraciónes0,02M.

COD+ + (Canarias2005)

a) La codeína es una base débil ya que de acuerdo con la ecuación propuesta no seencuentracompletamentedisociadaen iones.Poresemotivopresentaunaconstantedeequilibrio(basicidad)menorquelaunidad:

K =[HCOD ][OH ]

[COD]=1,0·10

Estoquequieredecir,queenelequilibrioseencuentranpresentesmoléculasdecodeínasindisociar(COD)enequilibrioconmoléculasprotonadas(HCOD ).

b)Aplicandoloscorrespondientesbalancesyaproximacionesseobtiene:

[HCOD ]=[OH ] y [COD]=c[OH ]

siendoclaconcentracióninicialdeCOD.Sustituyendoestosvaloresenlaexpresióndelaconstantequeda:

Comosecumpleque:

cK

>100sepuederealizarlaaproximacionc–[OH ]≈c


K =[OH

c[OH ]= K ·c

[OH ]= 1,0·10 ·0,02=1,4·10 M

pOH=‐log 1,4·10 =3,85pH=14–pOHpH=10,15

Elgradodedisociacióndelabasees:

α=[HCOD ][COD]

=[OH ]c

α=1,4·100,02

=0,0070,7%

2.21.SepreparaunadisolucióndeácidoacéticoañadiendoaguahastaqueelpH=3,0.Elvolumenfinaldeladisoluciónes0,400L.Calcule:a)Laconcentraciónmolardelácidoenladisoluciónylacantidaddeácidoqueconteníalamisma.b)Elgradodedisociación.Escribaelequilibrioquetienelugar.c) El volumen de disolución 1,00 M de hidróxido de sodio necesario para neutralizartotalmenteladisolución.

(Dato. (ácidoacético)=1,8·10 )(Asturias2005)

a‐b) El ácido acético (CH COOH), abreviadamenteHAc, es un ácidodébil que se disociaparcialmentesegúnelequilibrio:



SipH=3,0:

[H O ]=10 =10 M

Latabladeconcentracionescorrespondientealequilibrioes:

AcH Ac H Ocinicial c — —ctransformado x —cformado — x xcequilibrio c–x x x


K =[Ac ][H O ]

[AcH]=

xc–x

1,8·10 =10

c–10c=5,66·10 M

LamasadeHAcdisueltoes:

0,4Ldisolucion5,66·10 molHAc1Ldisolucion

60gHAc1molHAc

=1,36gHAc

ElgradodedisociacióndelácidoHAes:

α=[Ac ][HAc]

=xcα=

10

5,66·10=1,77·10 1,77%

c)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNaOHyCH3COOHes:

NaOH(aq)+HAc(aq)NaAc(aq)+H O(l)

RelacionandoHAcconNaOH:

0,4LHAc5,66·10 M5,66·10 molHAc

1LHAc5,66·10 M=2,26·10 molHAc

2,26·10 molHAc1molNaOH1molHAc

103mLNaOH1M

1molNaOH=22,6mLNaOH1M

2.22.Unacentraltérmicadeproduccióndeenergíaeléctricalibera5tdedióxidodeazufrepor hora a la atmósfera. En días húmedos, el liberado reacciona con el oxígenoatmosféricoyconelaguaproduciendoácidosulfúrico.Aciertadistanciadelacentraltérmicaexisteunalagunaconunvolumende5 .Un1%de todo el producido durante un día precipita en forma de ácido sulfúrico sobre lalaguna.Hallar el pH de la laguna después de producirse la lluvia ácida.Debe suponerse el ácidosulfúricoestácompletamentedisociadoenelagua.

(Galicia2005)

Laecuacióndequímicacorrespondientealprocesodeformacióndelluviaácidaes:

SO (g)+12O (g)+H O(l)H SO (aq)


LacantidaddeSO liberadoenlacombustiónes:

24h5tSOh

106gSO1tSO

1molSO64gSO

=1,875·10 molSO

RelacionandoSO conH SO (teniendoencuentalaconversióndel1%):

1,875·10 molSO1molSO convertido100molSO total

1molH SO1molSO

=1,875·10 molH SO

Alserelvolumendeaguacontenidaenlalagunamuchomayorqueelvolumendeácidoquecaeenlamisma,sesuponequenoseproducevariaciónapreciabledevolumen.Porlotanto,laconcentraciónmolardeladisolucióndeH SO formadaes:

1,875·10 molH SO5hm

1hm

109L=3,75·10 M

Teniendo encuenta que el ácido sulfúrico es un ácido fuerte que en la disolución seencuentracompletamentedisociado:

H SO (aq)2H O (aq)+SO (aq)

3,75·10 molH SOL

2molH O1molH SO

=7,5·10 M


pH=‐log 7,5·10 =5,125

2.23.Setienen100mLdeunadisolucióndeácidoclorhídrico0,01Myotros100mLdeotradisolución0,01Mdeácidoacético.Sila paraelácidoacéticoes1,8·10 .a)CalculeelpHdeambasdisoluciones.b) Calcule la variación que experimenta el pH de ambas disoluciones, si en las dosañadiéramosaguahastaquaelvolumenresultantefuera10veceselvolumeninicial.c)Calcule el valordelpHde ladisolución resultantede lamezclade lasdosdisolucionesácidasdiluidasdelapartadoanterior.

(CastillayLeón2005)

a)Elácidoclorhídrico(HCl)esunácidofuertequeseencuentracompletamentedisociadoenionesdeacuerdoconlaecuación:


pH=‐log 0,01 =2,0

El ácido acético (CH COOH), abreviadamente HAc, es un ácido débil que se disociaparcialmentesegúnelequilibrio:


Para calcular el pH del HAc se escribe la tabla de concentraciones correspondiente alequilibrioes:

HAc Ac H Ocinicial 0,01 — —ctransformado x —cformado — x xcequilibrio 0,01–x x x



K =[Ac ][H O ]

[HAc]

Comosecumpleque:

cK

>100sepuederealizarlaaproximacionc–[H3O+]≅c


K =[H O

c[H O ]= Ka·c

[H O ]= 1,8·10 ·0,01=4,24·10 M

pH=‐log 4,24·10 =3,37

b) Si se añade agua a ambas disoluciones hasta que el volumen final sea 10 veces elvolumeniniciallaconcentracióndeambasdisolucioneses10vecesmenor,esdecir,0,001M.

ElcálculodelpHsehaceigualqueenelapartadoanterior.

HCl0,001M:

pH=‐log 0,001 =3,0

Δ pH = 3–2 =1,0

CH COOH0,001M:

Ahorayanosepuedehacer laaproximacióndelapartadoanterioryelcálculodelpHsehaceigualqueenelapartadoanterior.

1,8·10 =x

0,001–xx=1,26·10 M

pH=‐log 4,24·10 =3,90

Δ pH = 3,90–3,37 =0,53

c) Como se trata de una disolución que contiene unamezcla de ambos ácidos con unamismaconcentración(0,001M)sepuederealizarlasiguienteaproximación:

[H O >>[H O [H O ≈[H O

pH=‐log 0,001 =3,0

SinoserealizalaaproximaciónparaelcálculodelpHdelamezcla:

HAc Ac H Ocinicial 0,001 — 0,001ctransformado x —cformado — x xcequilibrio 0,001–x x 0,001+x



K =[Ac ][H O ]

[HAc]

1,8·10 =x 0,001+x0,001–x

x=1,74·10 M

[H O = 10 M+1,74·10 M =1,02·10 M

pH=‐log 1,02·10 =2,99

2.24.Ordena,demenoramayor,elpHdelasdisolucionesacuosasdelassiguientessales:1) 2)NaCl 3)NaClO

(Canarias2006)

1)Elfluorurodeamonio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NH F(aq)NH (aq)+F (aq)

ElionF sehidrolizaproduciendoionesOH segúnlareacción:




ParadeterminarelcarácterácidoobásicodeladisoluciónesnecesarioconocerelvalordelasconstantesdeacidezybasicidaddelHFyNH respectivamente.Éstasson:

K =7,0·10 K =1,8·10

Elvalordelasconstantesdebasicidadyacidez(hidrólisis)delosrespectivosconjugados,F yNH ,son:

K =K

K K =

1,0·10

7,0·10=1,4·10

K =K

K K =

1,0·10

1,8·10=5,8·10

Comolasconcentracionesinicialesdeambasespeciessonidénticas,yK >K ,ladisoluciónresultantetienecarácterácidoysupH<7.

2)Elclorurodesodio,NaCl,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:





3)Elhipocloritodesodio,NaClO,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NaClO(aq)Na (aq)+ClO (aq)





ElmediocontieneionesOH ,portanto,ladisolucióntienecarácterbásicoysupH>7.

Elordencrecientedeacidezdelasdisolucioneses:

NaClO<NaCl<

2.25. Otro nombre de la niacina es el ácido nicotínico, , ( = 1,4·10 ), unmiembroimportantedelgrupodelavitaminaB.Calcula:a)Elgradodedisociacióndedichoácidoenunadisoluciónquesepreparadisolviendo0,10molesdeácidonicotínico,HNic,enaguahastaobtenermediolitrodedisolución.b)ElpHdeladisolución.

(Canarias2006)

a‐b) El ácido nicotínico (HC H O N), abreviadamente HNic, es un ácido débil que sedisociaparcialmentesegúnelequilibrio:

HNic(aq)+H O(l)Nic (aq)+H O (aq)

Laconcentracióndeladisoluciónes:

c=0,10molHNic0,5Ldisolucion

=0,2M


[H O ]=[Nic ] y [HNic]=c[H O ]

siendoclaconcentracióninicialdeHNic.Sustituyendoestosvaloresenlaexpresióndelaconstantequeda:

K =[Nic ][H O ]

[HNic]=

xc–x

Comosecumpleque:

cK



K =[H O

c[H O ]= K ·c

[H O ]= 1,4·10 ·0,2=1,7·10 MpH=‐log 1,7·10 =2,78

ElgradodedisociacióndelácidoHNices:

α=[Nic ][HNic]

=xcα=

1,7·100,2

=8,5·10 0,85%


2.26.Escribeunareacciónquímicaqueexpliqueporquélassiguientesespeciesendisoluciónacuosadanlugaraunadisoluciónbásica.

a) b) c) (Canarias2006)

a)ElionNO sehidrolizaproduciendoionesOH segúnlareacción:

NO (aq)+H O(l)HNO (aq)+OH (aq)

b)ElionCO sehidrolizaproduciendoionesOH segúnlareacción:


c)El ionHCO esunaespecieanfóteraqueenmedioácidoreaccionaproduciendoiones

OH–segúnlareacción:

HCO (aq)+H O(l)H CO (aq)+OH (aq)

LostresionesalhidrolizarseproducenionesOH ,portanto,ladisolucióntienecarácterBÁSICO.

2.27.Sedisuelven3gdeácidoacéticoen500mLdeaguaobteniéndoseunadisolucióncuyopH=2,87.Calcula:a)Laconcentracióndecadaespecieenelequilibrio.b)Laconstantededisociacióndelácidoacético.c)Elporcentajedeácidoacéticoionizado.d)Elvolumendedisolucióndehidróxidodesodio10 Mnecesarioparaneutralizar20mLdeladisoluciónanterior.

(Asturias2006)

a) El ácido acético (CH COOH), abreviadamente HAc, es un ácido débil que se disociaparcialmentesegúnelequilibrio:


Suponiendo que la adición de HAc al agua no produce variación de volumen, laconcentracióndeladisoluciónes:

c=3gAcH

0,5Ldisolucion1molHAc60gHAc

=0,1M

SipH=2,87:

[H O ]=10 =10 , M[H O ]=1,35·10 M


[ ]=[ ]=1,35·10 M

[HAc]=c[H O ][HAc]= 0,1–1,35·10 M=9,87·10 M

siendoclaconcentracióninicialdeHAc.

b)Sustituyendoestosvaloresenlaexpresióndelaconstantequeda:

K =[Ac ][H O ]

[AcH]K =

1,35·10

9,87·10=1,84·10


c)ElgradodedisociacióndelácidoAcHes:

α=[Ac ][AcH]

=xcα=

1,35·100,1

=1,35·10 1,35%

d)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNaOHyHAces:

NaOH(aq)+HAc(aq)NaAc(aq)+H O(l)

RelacionandoHAcconNaOH:

20mLHAc0,1M0,1mmolHAc1mLHAc0,1M

=2mmolHAc

2mmolHAc1mmolNaOH1mmolHAc

1mLNaOH10 M

10 mmolNaOH=2000mLNaOH10 M

2.28.Paradefenderse, lashormigasutilizandosmedios;susmandíbulasy laproyeccióndeácidofórmico(ácidometanoico).Cuandounahormigasesienteamenazadapuedeproyectarsobresuenemigoácidofórmicoamásde30cm.a)Enunmatrazaforadode100mLse introduceunamasamdeácido fórmico, seañadeaguadestilada,seagita,sedisuelveysecompletahastaelenrase.Sedisponeentoncesdeunadisolucióncuyaconcentraciónmolarvale0,010M.¿Cuántovalem?b)Escribelafórmuladelabaseconjugadadelácidofórmico.c)CalculaelvalordesuconstantedeacidezsabiendoqueelpHdeladisoluciónpreparadavale2,92.d)Explicasilamoléculadeácidofórmicotieneuncarbonoquiraloasimétrico.e)Sihacesreaccionar10mLdeladisoluciónacuosapreparadadeácidofórmicocon10mLde disolución de hidróxido sódico 0,010M ¿Cuánto vale la concentraciónmolar de la salsódicaqueseforma?¿CuántovaleelpHdeladisoluciónresultante?

(Galicia2006)

a‐b)Elácidofórmicoometanoico(HCOOH),esunácidodébilquesedisociaparcialmentesegúnelequilibrio:



LabaseconjugadadelHCOOHes .

LamasadeHCOOHdisueltoes:

100mLdisolucion0,010molHCOOH

103mLdisolucion46gHCOOH1molHCOOH

=0,046gHCOOH

c)SipH=2,92:

[H O ]=10 =10 , M


[H O ]=[HCOO ] y [HCOOH]=c[H O ]

siendoclaconcentracióninicialdeHCOOH.Sustituyendoestosvaloresenlaexpresióndelaconstanteseobtiene:


K =[HCOO ][H O ]

[HCOOH]K =

10 ,

0,010–10 , =1,6·10

d)LaestructuradelLewisdelHCOOHes:

SegúnelmodeloRPECVesunaespeciecuyadistribucióndeligandos y pares de electrones solitarios alrededor delátomo central se ajusta a la fórmula AX a la quecorresponde un número estérico (m+n) = 3 por lo que sudisposiciónyformageométricaesTRIANGULARPLANA.

Para que una sustancia sea quiral es preciso que poseacuatro sustituyentes diferentes unidos a un átomo decarbono,yenestecaso sólohay trespor loqueelHCOOHnoesquiral.

e)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNaOHyHCOOHes:

NaOH(aq)+HCOOH(aq)NaHCOO(aq)+H O(l)

Elnúmerodemmolesdecadaunodelosreactivoses:

10mLHCOOH0,010M0,010mmolHCOOH1mLHCOOH0,010M

=0,1mmolHCOOH


=0,1mmolNaOH

Como la reacción esmol amol, se tienen cantidades estequiométricas, es decir, ambosreactivosseconsumencompletamenteylacantidaddeNaHCOOformadaes:

0,1mmolHCOOH1molNaHCOO1molHCOOH

=0,1molNaHCOO

Considerandovolúmenesaditivos,laconcentracióndeladisolucióndeNaHCOOes:

c=0,1mmolNaHCOO10+10 mLdisolucion

=0,005M

Elformiatodesodio(NaHCOO)sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NaHCOO(aq)Na (aq)+HCOO (aq)


ElionHCOO sehidrolizaproduciendoionesOH segúnlareacción:

HCOO (aq)+H O(l)HCOOH(aq)+OH (aq)


[HCOOH]=[OH ]=x [HCOO ]=c[OH ]=c–x

siendoclaconcentracióninicialdeNaHCOO.



K =[HCOOH][OH ]

[HCOO ]=

xc– x

El valor de la constante de basicidad (hidrólisis) del formiato se calcula mediante lasiguienteexpresión:

K =K

K K =

1,0·10

1,6·10=6,3·10

Comosecumpleque:

cK



K =[OH

c[OH ]= K ·c

[OH ]= 6,3·10 ·0,005=5,6·10 M

pOH=‐log 5,6·10 =6,25pH=14pOH=146,25=7,75

2.29.Responde,razonandolarespuesta,alassiguientescuestiones:a)Elionbicarbonato, ,puedetenercomportamientoanfótero.b)Unzumodenaranja tienepH=3,2. ¿Cuáles laconcentraciónde iones ? ¿Y ladeionesOH?c)Aldisolverunasalenagua¿sepuedetenerunpHbásico?

(Canarias2007)

a)Unasustanciaesanfóteracuandoescapazdeactuartantocomoácidoocomobase.Elionbicarbonato,HCO ,esunejemplotípicodeanfótero.

Frenteaunabasecedeprotonesyel secomportacomoácido:

(aq)+ (aq) (aq)+ (l)

Frenteaunácidocaptaprotonesyel secomportacomobase:

(aq)+ (aq) (aq)+ (l)

b)SipH=3,2:

[H O ]=10 =10 , M[H O ]=6,3·10 M

El producto iónico del agua proporciona la relación entre [H O ] y [OH ] en cualquierdisoluciónacuosa:

[H O ][OH ]=10–14

Deaquísepuedecalcularelvalorde[OH ]deladisolución:

[OH ]=Kw

[H O ] OH =

1,0·10

6,3·10=1,6·10 M


c)Paraque ladisolucióndeuna sal enagua tengaunpHbásicoesnecesarioque la salprocedadeunabasefuerteydeunácidodébil,comoporejemplo,NaF.

LadisolucióndelNaFenaguaproducelaionizacióndelasal:

NaF(aq)Na (aq)+F (aq)


Elion sehidrolizaproduciendoionesOH segúnlareacción:


ElmediocontieneionesOH ,portanto,ladisolucióntienecarácterbásicoysupH>7.

2.30.Larealizacióndeunejerciciofísicodalugaralaformacióndeácidoláctico(HLac)enlosmúsculos¿CuálseríaelpHdelfluidomuscularcuandolaconcentracióndeácidolácticoesde1,0·10 M?

(Dato. (HLac)=8,4·10 )(Canarias2007)

Elácidoláctico(HLac)seencuentraparcialmenteionizadodeacuerdoconlaecuación:

HLac(aq)+H O(l)Lac (aq)+H O (aq)


[H O ]=[Lac ] y [HLac]=c[H3O+]

siendoclaconcentracióninicialdeHLac.Sustituyendoestosvaloresenlaexpresióndelaconstantequeda:

K =[Lac ][H O ]

[HLac]=

xc–x

sustituyendo:

8,4·10 =x

1,0·10 –xx=[H O ]=5,9·10 M

pH=‐log 5,9·10 =3,23

2.31.Setieneunadisoluciónquecontiene2,45gdelasalNaCNen500mLdeagua.Calcula:a)ElpHdeladisolución.b)Elporcentajedesalhidrolizada.

(Dato. ( )=2,04·10 )(Canarias2007)

a) Suponiendo que la adición de NaCN al agua no produce variación de volumen, laconcentracióndeladisoluciónes:

c=2,45gNaCN

0,5Ldisolucion1molNaCN49gNaCN

=0,1M

Elcianurodesodio(NaCN)sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NaCN(aq)Na (aq)+CN (aq)






[HCN]=[OH ]=x [CN ]=c[OH ]=c–x

siendoclaconcentracióninicialdeNaCN.


K =[HCN][OH ]

[CN ]

El valor de la constante de basicidad (hidrólisis) del cianuro se calcula mediante lasiguienteexpresión:

K =K

K K =

1,0·10

2,04·10=4,9·10

Comosecumpleque:

cK



K =[OH

c[OH ]= K ·c

[OH ]= 4,9·10 ·0,1=7,0·10 M

pOH=‐log 7,0·10 =5,15pH=14pOH=145,15=8,85

b)Elgradodehidrólisisdelcianuroes:

α=[HCN][CN–]

=xcα=

7,0·100,1

=7,0·10 7,0·10 %

2.32.Apartirde losvaloresde que se indican,razonaenqué sentido sedesplazaríaelequilibriosiguiente:

HCN+ +HF

(Datos. (HF)=6,8·10 y (HCN)=4,9·10 )(Canarias2007)

Parapoderdeterminarenquésentidosedesplazalareacciónsehadetenerencuentalosvalores de las constantes ácidas de cada uno de los ácidos implicados en el equilibrio.Comparandodichasconstantes:

K

K =

6,8·10

4,9·10=1,4·10


Estoquieredecirqueelácidofluorhídrico,HF,esunácidomuchomásfuertequeelácidocianhídrico,HCN.ElHFtienemayortendenciaqueelHCNparacederunprotón.Portanto,elequilibriopropuestoseencuentradesplazadohacialaizquierda.

2.33. El azul de bromotimol es un indicador ácido‐base. Cuando en la disolución hay un90,9%, omás, de la formamolecular no ionizada, la disolución es claramente de coloramarillo.Encambio,essuficientelapresenciadeun80,0%delaformaionizadaparaqueladisoluciónseaclaramentedecolorazul.a)DetermineelintervalodepHparaelvirajedelcolordelindicador.b)Sisemezclan20mLdeácidoclorhídrico0,03Mcon50mLdehidróxidosódico0,01Myseleañadenunasgotasdelindicadorazuldebromotimol,indiquerazonadamentecuálseráelcolordeladisolución.

(Dato.Laconstantedeacidezdelazuldebromotimoles,a25°C, =1,0·10 )(Galicia2007)

a)Elazuldebromotimolesunácidodébil.SeaHAzBsuformanoionizadayAzB subaseconjugada. Al disolver azul de bromotimol en agua se produce el siguiente equilibrioquímicodedisociacióndelácido:

HAzB(aq)+H O(l)AzB (aq)+H O (aq)

amarilloazul

Enelequilibriosecumple:

Ka=[AzB ][H O ]

[HAzB][H O ]=Ka

[HAzB][AzB ]

Cuandoen ladisoluciónhayun90,9%deformamolecular,ABH,naturalmentehabráun9,1% de forma ionizada, AzB , y la disolución presentará un color amarillo. LaconcentracióndeH O enestasituaciónserá:

[H O ]=1,0·1090,99,1

=9,99·10 M

pH=‐log 9,99·10 =6,0

Porelcontrario,cuandoen ladisoluciónhayun80,0%de forma ionizadadel indicador,AzB , habrá un 20,0% de forma no ionizada, ABH, predominando el color azul en ladisolución.LaconcentracióndeH O será:

[H O ]=1,0·1020,080,0

=2,50·10 M

yelpH:será:

pH=‐log 2,50·10 =6,0

ElindicadorazuldebromotimolcambiadecolorenelintervalodepHcomprendidoentrelosvalores6,0y7,6:

6,0≤pH≤7,6

b)Esto se corresponde conuna reaccióndeneutralizacióndeunácido fuerte (HCl) conunabase fuerte(NaOH),por loquesi ladisoluciónpresentacolor,en lascondicionesdemezcladelenunciado,serádebidoalaespeciequeseencuentraenexcesoenelmedio,deacuerdoconelequilibrioescritoenelapartadoa).Asípues,elnúmerodemolesdeHClydeNaOHquesemezclanserá:



=0,6mmolHCl


=0,5mmolNaOH

Teniendo en cuenta que la reacción es 1:1, habrá 0,1 mmol de HCl en exceso; porconsiguientehayunexcesodeácidoyladisoluciónpresentaráuncolorazul.

2.34.Setieneamoniacodel25%deriquezaydensidad0,91g/mL.Calcula:a)Elvolumendelmismoparapreparar1Ldedisolución0,2M.b)ElpHdeestanuevadisolución.c) El pH de una disolución preparada con 0,5 g de cloruro de amonio y 250mL de unadisolucióndeamoniaco0,01M.

(Dato. ( )=1,8·10 )(Asturias2007)

a)Parapreparar1LdeNH 0,2M:

1LNH 0,2M0,2molNH1LNH 0,2M

17gNH1molNH

=3,4gNH

Comosedisponededisolucióncomercialderiqueza25%:

3,4gNH100gNH 25%

25gNH1mLNH 25%0,91gNH 25%

=15mL

b)LaecuaciónquímicacorrespondientealaionizacióndelNH endisoluciónacuosaes:



[NH ]=[OH ]=x [NH ]=c[OH ]=c–x

siendoclaconcentracióninicialdeNH .


K =[NH ][OH ]

[NH ]

Comosecumpleque:

cK



K =[OH

c[OH ]= K ·c

[OH ]= 1,8·10 ·0,2=1,9·10 MpOH=‐log 1,9·10 =2,72

pH=14pOH=142,72=11,28

c)ElequilibriocorrespondienteaunadisoluciónreguladoraformadaporNH yNH Cles:




K =[NH ][OH ]

[NH ][OH ]=K

[NH ][NH ]


pOH=pK +logNHNH

pH=14pK logNHNH

K =1,8·10 pK =4,74

LaconcentracióndeNH Clsuponiendoquealdisolverloen ladisolucióndeNH nohayvariacióndevolumenes:

NH =0,5gNH Cl

0,25Ldisolucion1molNH Cl53,5gNH Cl

=0,037M

SustituyendoenlaexpresióndeHenderson:

pH=144,74log0,0370,01

=8,69

2.35.Cuando3,10gdeunamuestradenitritodesodiosecalientanconunexcesodeclorurodeamonio,elvolumendenitrógenorecogidosobreaguaa22°Cesde567,3 medidosa741Torr.Sepide:a)Ajustarlareacciónquetienelugar.b)Determinarelvolumenqueocuparíaelnitrógenorecogido,unavezseco,encondicionesnormales.c)Calcularlariquezadelamuestradenitritodesodiocalentada.d)Sielexcesodeclorurodeamonioquefuede4,7gsellevaa250mLdeaguapura,indicarelpHdeladisoluciónresultante.

(Datos.Presióndevapordelaguaa22°C=20,5Torr; (hidróxidodeamonio)=1,8·10 )(Asturias2007)

a)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNaNO yNH Cles:

(s)+ (s) (g)+NaCl(s)+2 (g)

b)ElvolumenqueocupaelN (g)secoencondicionesnormaleses:

74120,5 Torr·567,3cm22+273 K

=760Torr·V

273KV=497,7

c)RelacionandoN conNaNO :

567,3cm N1molN

22400cm N1molNaNO1molN

69gNaNO1molNaNO

=1,53gNaNO

Lariquezadelamuestraes:

1,53gNaNO3,10gmuestra

100=49,5%

d)LaconcentraciónmolardeladisolucióndeNH Clobtenidaes:


c=4,7gNH Cl

250mLdisolucion

1molNH Cl53,5gNH ClNH Cl


=0,35M

Elclorurodeamonio(NH Cl)sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:






[NH ]=[H O ]=x [NH ]=c[H O ]=c–x

siendoclaconcentracióninicialdeNH Cl.


K =[NH ][H O ]

[NH ]=

xc– x


K =K

K K =

1,0·10

1,8·10=5,8·10

Comosecumpleque:

cK

>100sepuederealizarlaaproximacionc–[H O ]≅c


K =[H O

c[H O ]= K ·c

[H O ]= 5,8·10 ·0,35=1,4·10 M

pH=‐log 1,4·10 =4,86

2.36.Discute,razonadamente,lassiguientesafirmaciones:a) Si se añade agua destilada a una disolución de pH = 4, aumenta la concentración deprotones.b)Siseañadeclorurodeamonio( )aunadisolucióndepH=7,disminuyeelpH.

(Canarias2008)(Canarias2011)

a)Falso.Alañadiraguaaladisolucióndisminuyesuconcentracióny,portanto,tambiéndisminuye[H O ].

b) Verdadero. El cloruro de amonio (NH Cl) se disuelve en agua de acuerdo con laecuación:






Comoseobserva,aumenta[H O ]porloqueelpHdisminuye.

2.37.Señalasisonverdaderasofalsaslassiguientesafirmacionesjustificandolasrespuestas.Cuandoaunadisolucióndeamoníaco(NH3)seleañadeclorurodeamonio(NH4Cl):a)Aumentaelgradodedisociacióndelamoníaco.b)ElpHdisminuye.

(Canarias2008)

LaecuaciónquímicacorrespondientealaionizacióndelNH es:



K =[NH ][OH ]

[NH ]

Sia ladisolucióndeNH se leañadeclorurodeamonio (NH Cl) sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:


deacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elequilibriosedesplazaenelsentidoenelqueseconsumaelNH añadido,esdecir,queestereaccioneconlosionesOH yqueseformeNH ,portanto,alalcanzarsedenuevoelequilibrioseobservaque:

disminuye OH

aumenta NHequilibriodesplazadohacialaizquierda

a)Falso.ElequilibriosehadesplazadohacialaformacióndeNH porloqueelgradodedisociacióndeestedisminuye.

b)Verdadero. El valor de [OH ]disminuye y según la relación, K = [H O ] [OH ], elvalorde[H O ]aumenta,ycomopH=‐log[H O ],elpHdeladisolucióndisminuye.

2.38.Sedisuelven6,8gdeamoníacoenlacantidaddeaguanecesariaparaobtener500mLdedisolución.Calcula:a)ElpHdeladisolución.b) El volumen de ácido sulfúrico 0,10M que se necesitará para neutralizar 20mL de ladisoluciónanterior.

(Dato. (amoníaco)=1,8·10 )(Canarias2008)

a)Laconcentracióninicialdeladisoluciónes:

c=6,8gNH

500mLdisolucion1molNH 17gNH


=0,8M

LaecuaciónquímicacorrespondientealaionizacióndelNH3endisoluciónacuosaes:







K =[NH ][OH ]

[NH ]

Comosecumpleque:

cK



K =[OH

c[OH ]= K ·c

[OH ]= 1,8·10 ·0,8 3,8·10 M

pOH=‐log 3,8·10 =2,42pH=14pOH=142,42=11,58

b)LaecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeneutralizaciónentreNH yH SO es:

2NH (aq)+H SO (aq) NH SO (aq)+2H O(l)

ElnúmerodemmolesdeNH aneutralizares:


=16mmolNH

RelacionandoNH conH SO :

16mmolNH1mmolH SO2mmolNH

1mLH SO 0,10M

0,10mmolH SO 0,8M=80mL 0,10M

2.39.Seaunaminoácido, ‐CHR‐ ,cuyosvaloresde ,para las funcionesácidaybásica son = 5 y = 8, respectivamente. Teniendo en cuenta que la expresiónmatemática,querelacionaelpHdeunadisoluciónacuosadeunaminoácidoenaguaconlosvaloresde delasfuncionesácidaybásica,es:pH=½( + )

a)Enunadisoluciónacuosadeesteaminoácido,deconcentración10 M,¿cuálesson losdiversosionespresentes?Escribirlosequilibrios(1)e(2),cuyasconstantesdeequilibriosony .Calcúleselaconcentracióndedichosiones.

b) Si a la disolución precedente se le añade una disolución de ácido clorhídrico, HCl deconcentraciónC,¿quéocurriráconlosequilibrios(1)y(2)?¿Cuálseráeliondelaminoácidoqueseencontraráenmenorconcentración?

(Galicia2008)

a) Las características de los aminoácidos están determinadas por la presencia en suestructuradeungrupoaminoydeungrupocarboxilolibres,loquelesconfierecarácteranfótero.


Estecarácteranfóterohacequealdisolverselamoléculadeaminoácidoseestablezcaunproceso tautomérico cuya constante es del orden de 10 –10 , lo que indica que endisoluciónestéfavorecidouniondipolarfrentealaespecieneutra.

NH2‐CHR‐COOH⁺NH3‐CHR‐COO–

Debido a los grupos funcionales presentes en lamolécula se establecen dos equilibriosácido‐baseconsecutivosquesemuestranenlafigura1:

Figura1

Unesquemamáscompletosemuestraenlafigura2:

Figura2

Porconsiguiente,losionespresentesenelmedioserían:

H+,+H3N‐CHR‐COO–,+H3N‐CHR‐COOH,OH–

Además de los dos equilibrios anteriores correspondientes al aminoácido, es necesariotenerencuentaelequilibriodedisociacióndelagua:

2H OH O +OH K =10

Paracalcular[H O ]y[OH ],bastarácontenerencuentalaexpresiónparaelpHdadaenel enunciado, los valores de pK y pK , y además será necesario tener en cuenta laconstantedelequilibriodedisociacióndelagua:

pH=½(pK +pK )pH=½(5+8)=6,5

dedondeseobtieneque

[H O ]=10 [H O ]=10 , =3,16·10 M

[OH–]=10–14

[H O ][OH–]=

10

3,16·10=3,16·10 M

Paracalcularlaconcentracióndecadaunodelosdosionespresentesesnecesarioutilizarcadaunadelasexpresionescorrespondientesalosequilibriosanteriores(esquema1):

+H3N-CHR-COOH +H3N-CHR-COO- + H+K1

K2

H2N-CHR-COO- + H+

H2N-CHR-COOH

+H3N-CHR-COO-

+H3N-CHR-COOH H2N-CHR-COO-KT

K1 K2

K1´

K1´´

K2´

K2´´


K1=[⁺NH3‐CHR‐COO

–][H ][⁺NH3‐CHR‐COOH]

seobtieneK1[H ]

=[⁺NH3‐CHR‐COO

–][⁺NH3‐CHR‐COOH]

I

K2=[NH2‐CHR‐COO

–][H ][⁺NH3‐CHR‐COO

–]seobtiene

K2[H ]

=[NH2‐CHR‐COO

–][⁺NH3‐CHR‐COO

–] II

Deesta formase llegaaunarelaciónentre lasespecies iónicasde losaminoácidos,paraobtener la concentración de cada una de ellas será necesario realizar un balance demateriadelosaminoácidos,teniendoencuentalosequilibriosanteriores:

[NH2‐CHR‐COOH =[NH2‐CHR‐COO–]+[⁺NH3‐CHR‐COO

–]+[⁺NH3‐CHR‐COOH] III

La concentración de las especies H2N‐CHR‐COO y +H3N‐CHR‐COOH se despeja de lasexpresionesdeK eK respectivamenteysesustituyenenlaecuación(III),obteniendodeestaforma:

[NH2‐CHR‐COOH =K2[H ]

[⁺NH3‐CHR‐COO–]+[⁺NH3‐CHR‐COO

–]+HK1

[⁺NH3‐CHR‐COO–]

seobtiene

NH2‐CHR‐COOH t ⁺NH3‐CHR‐COO– K2H

1 HK1

dedonde

⁺NH3‐CHR‐COO– NH2‐CHR‐COOH tK1 H

K1K2 K1 H H

sustituyendo

[⁺NH3‐CHR‐COO–]=0,1

10 10 ,

10 10 + 10 10 , + 10 , =0,094M

Delaecuación(I)seobtiene:

[⁺NH3‐CHR‐COOH]=[H+]K1

[⁺NH3‐CHR‐COO–]=

10 ,

100,094=2,97·10 M

Delaecuación(II)seobtiene:

[NH2‐CHR‐COO–]=

K2[H+]

[⁺NH3‐CHR‐COO–]=

10

10 , 0,094=2,97·10 M

b) Tal como se indica en elapartadoa),enlafigura1,laadición de HCl hace que elequilibrio se desplace haciala formación de la especieiónica: +H3N‐CHR‐COOH y,por tanto el ion delaminoácido que seencontrará en menorconcentraciónserálaespecieH2N‐CHR‐COO.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 2 4 6 8 10 12 14 16

pH

% [

]

%[AH+]

%[A]

%[ A-]


2.40. En un laboratorio se tienen dos matraces, uno conteniendo 15 mL de HCl cuyaconcentración es0,05M y elotro15mLdeácido etanoico ( )de concentración0,05M.Calcula:a)ElpHdecadaunadelasdosdisoluciones.b)ElvolumendeaguaquedebeañadirsealadisoluciónmásácidaparaqueelpHdelasdosseaelmismo.

(Dato. ( )=1,8·10 )(Canarias2008)(Canarias2011)

a)Setratadedosdisolucionesácidas:

HCl(ácidofuerte)completamenteionizado,y

CH COOH(ácidodébil)parcialmenteionizado.

Como se dispone del mismo volumen de ambas disoluciones y las concentracionesinicialesrespectivassoniguales,ladisolucióndeHCltienemayor[ ]loquehaceseamásácida.

ElHClesunácidofuertecompletamenteionizado:


Haciendounbalancedemateriasetieneque:

[HCl]0=[H O ]=0,05M


pH=‐log 0,05 =1,30

LaecuaciónquímicacorrespondientealaionizacióndelCH COOHendisoluciónacuosaes:



[H O ]=[CH COO ] y [CH COOH]=c[H O ]

siendoclaconcentracióninicialdeCH COOH.Sustituyendoestosvaloresenlaexpresióndelaconstantequeda:

K =[CH COO ][H O ]

[CH COOH]

Comosecumpleque:

cK



K =[H O

c[H O ]= K ·c

[H O ]= 1,8·10 ·0,05=9,4·10 MpH=‐log 9,4·10 =3,03

b)ComoladisolucióndeHCl,esmásácida,esdecirtienemayor[H O ],esa laquehayqueañadiraguahastaqueelvalorde[H O ]seigualealdeladisolucióndeCH COOH.


LosmmolesdeH O contenidosenladisolucióndeHClson:


=0,75mmolHCl

Considerandovolúmenesaditivosyaplicandoelconceptodemolaridad:

0,75mmolHCl15+V mLdisolucion

1mmolH O1mmolHCl

=9,4·10 MV=783mL

2.41. a) Indica cómo será el pH de una disolución 1 M de NaCl; ; y.

b)EnelcasodeañadirgotasdeNaOH10 Macadaunadeellas,señalarcómovariaráelpH.Justificalasrespuestas.

(Datos. ( )= ( )=1,8·10 )(Canarias2009)

a)Elclorurodesodio,NaCl,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:




Los únicos H O y OH delmedio los suministra el H O, por tanto, la disolución tienecarácterNEUTROyelpH=7.

Elacetatodesodio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

CH COONa(aq)Na (aq)+CH COO (aq)




ElmediocontieneionesOH ,portanto,ladisolucióntienecarácterBÁSICOyelpH>7.

Elclorurodeamonio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:





ElmediocontieneionesH O ,portanto,ladisolucióntienecarácterÁCIDOyelpH<7.

Endisoluciónacuosael seencuentradisociadocomo:

CH COONH (aq)NH (aq)+CH COO (aq)






En lahidrólisisdel se producen tanto iones OH como iones H O . Lasconcentraciones de los mismos en la disolución son idénticas, ya que la concentracióninicialeslamismaparaambos.

Elvalordelasconstantesdeacidezybasicidaddeambosioneses:

K =K

K K =

1,0·10

1,8·10=5,6·10

K =K

K K =

1,0·10

1,8·10=5,6·10

Setratadeunahidrólisisdoble,ladisoluciónesNEUTRAyelpH=7.

b)EndisoluciónacuosaelNaOH,basefuerte,seencuentradisociadocomo:

NaOH(aq)OH (aq)+Na (aq)

Al añadir unas gotas deNaOH 10 M a la disolución de neutra deNaCl, aumenta laconcentracióndeionesOH enladisoluciónresultante,quesevuelvebásicayelpH>7.

AlañadirunasgotasdeNaOH10 Maladisoluciónbásicade ,aumentalaconcentracióndeionesOH enladisoluciónresultante,quesiguesiendobásicayelpH>7.

Al añadir unas gotas de NaOH 10 M a la disolución ácida de , disminuye laconcentracióndeionesH3O+enladisoluciónresultante,quesiguesiendoácidayelpH<7.

Al añadir unas gotas de NaOH 10 M a la disolución de neutra de ,aumentalaconcentracióndeionesOH enladisoluciónresultante,quesevuelvebásicayelpH>7.

2.42.A25°C,unadisolución0,1MdeamoníacotieneunpHde11,12.Determinalaconstantedebasicidaddelamoníacoyladeacidezdelionamonio.

(Canarias2009)

LaecuaciónquímicacorrespondientealaionizacióndelNH endisoluciónacuosaes:






K =[NH ][OH ]

[NH ]

Elvalorde[H O ]paraunadisoluciónquetieneunpH=11,12es:


[H O ]=10 [H O ]=10 , M=7,59·10 M

Elvalorde[OH ]dedichadisoluciónes:

[OH ]=1,0·10

7,59·10=1,32·10 M

Sustituyendo:

K =1,32·10

0,1–1,32·10=1,76·10

LaconstantedeacidezdelNH secalculamediantelaexpresión:

K =K

K K =

1,0·10

1,76·10=5,68·10

2.43.a)Aunestudiantedequímicalepidenlaconcentracióndeácidoláctico, ,enunvasode leche.Paraellodetermina laconcentraciónde ioneshidronioobteniendocomoresultado3,09·10 M.¿Quévalordeberíadar?b)LedicenqueelpHdeuna tazadecafé(a25°C)es5,12.¿Cuálserá laconcentracióndeioneshidronioenelcafé?c)Sisemezclan125mLdelcaféanteriorconunvolumenigualdeleche,¿cuálseráelpHdelcaféconlecheobtenido?Datos.Consideraquelalecheesunadisoluciónacuosayquetodasuacidezsedebealácidolácticoyqueésteesunácidomonoprótico. (25°Cácidoláctico)=1,40·10 .Suponervolúmenesaditivos.

(Canarias2009)

a) La ecuación química correspondiente a la ionización del ácido láctico (HC H O ),abreviadamenteHLac,endisoluciónacuosaes:

HLac(aq)+H O(l)Lac (aq)+H O (aq)


[H O ]=[Lac ] y [HLac]=c[H3O+]

siendoclaconcentracióninicialdeHLac.Sustituyendoestosvaloresenlaexpresióndelaconstantequeda:

K =[Lac ][H O ]

[HLac]=

xc–x

sustituyendo:

8,4·10 =3,09·10

c–3,09·10 c=7,13·10 M

b)Elvalorde[H O ]parauncafécuyopH=5,12es:

[H O ]=10 [H O ]=10 , M=7,59·10 M

c) Si a la leche (disolución de ácido láctico) se le añade café (ácido). De acuerdo con elprincipiodeLeChâtelier,elequilibriosedesplazaenelsentidoenelqueseconsumanlosH O añadidos,esdecirhacialaformacióndeácidolácticosindisociar.Noobstante,como


[H O >> [H O é se puede considerar que el pH de la disolución resultanteapenasdisminuyeyeseldelalecheinicial.

2.44.Elnitratodeamonioesunsólidoblancocristalino,obtenidoporreacciónentreel (aq)yel (aq)atemperaturaambiente,queseutilizacomofertilizantenitrogenadoyexplosivo.Enladescomposicióntérmicadelnitratodeamoniofundido,a250‐260°C,seobtieneaguayun gas incoloro, óxido de nitrógeno (I) (también llamado óxido de dinitrógeno u óxidonitroso),caracterizadoporsuslevespropiedadesanestésicas.a)Calcula elpHde ladisolucióndeamoníaco,utilizadapara la formacióndelnitratodeamonio, sabiendo que 2 g de amoníaco, se disuelven en agua enrasando en unmatrazaforadode500mL.b)Escribeyajustalareaccióndeladescomposicióntérmicadelnitratodeamoniofundido.c)Calculalacantidaddenitratodeamoniodel90%depurezanecesarioparaproducir200mLdeaguaa20°Cy1atmósferadepresión.

(Datos.Constantedebasicidad: ( )=1,8·10 ;constanteR=0,082atm·L· )(Asturias2009)


c=2gNH

500mLdisolucion1molNH 17gNH


=0,235M

LaecuaciónquímicacorrespondientealaionizacióndelNH endisoluciónacuosaes:






K =[NH ][OH ]

[NH ]

Comosecumpleque:

cK

>100sepuederealizarlaaproximacionc–[OH ]≅c


K =[OH

c[OH ]= K ·c

[OH ]= 1,8·10 ·0,235=2,1·10 MpOH=‐log 2,1·10 =2,69

pH=14pOH=142,69=11,31

b)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealadescomposicióntérmicadelNH NO es:

(l) (g)+2 (g)

c)ConsiderandocomportamientoidealelnúmerodemolesdeH Oaproducires:


n=1atm·200mL

0,082atm·L·mol K 20+273 K

1L

103mL=8,3·10 molH O

RelacionandoH OyNH NO :

8,3·10 molH O1molNH NO2molH O

80gNH NO 1mmolNH NO

=0,33gNH NO

ComosedisponedeNH NO del90%deriqueza:

0,33gNH NO100gNH NO 90%

90gNH NO=0,37g 90%

2.45. Se dispone en el laboratorio de una disolución de ácido nítrico, , del 36% deriquezaydensidad1,18kg· .Teniendoencuentaque leácidonítricoesunácido fuerte,calcula:a)Lamolaridaddeladisoluciónde inicial.b)ElpHdeladisoluciónresultantedeañadir5mLdeladisoluciónde iniciala600mLdeagua.c) El pH de la disolución resultante de mezclar 125 mL de la disolución de delapartadoanteriorcon175mLdeunadisolucióndeNaOHdeconcentración0,075M.

(Canarias2010)


c=36gHNO

100gdisolucion1molHNO 63gHNO

103gdisolucion1kgdisolucion

1,18kgdisolucion1Ldisolucion

=6,74M

b)Considerandovolúmenesaditivos,laconcentracióndelanuevadisoluciónes:

c=5mLHNO 6,74M600+5 mLdisolucion

6,74mmolHNO1mLHNO 6,74M

=0,056M

LaecuaciónquímicacorrespondientealaionizacióndelHNO endisoluciónacuosaes:

HNO (aq)+H O(l)NO (aq)+H O (aq)

Portratarsedeunácidofuerte:

[H O ]=[HNO ]=c=0,056M

pH=‐log 0,056 =1,25

c) La ecuación química correspondiente a la reacción de neutralización entre NaOH yHNO es:

HNO (aq)+NaOH(aq)NaNO (aq)+H O(l)

Elnúmerodemmolesdecadaunadelassustanciases:

125mLHNO 0,056M0,056mmolHNO1mLHNO 0,056M

=7mmolHNO

175mLNaOH0,075M0,075mLNaOH

1mLNaOH0,075M=13,1mmolNaOH

13,1mmolNaOH7mmolHNO

=1,9

Como la relación molar es > 1 quiere decir que sobra NaOH, por lo que es elreactivolimitante.


RelacionandoHNO conNaOH:

7mmolHNO1mmolNaOH1mmolHNO

=7mmolNaOH

13,1mmolNaOH inicial –7mmolNaOH gastado =6,1mmolNaOH exceso

Laconcentracióndeladisoluciónresultante,considerandovolúmenesaditivos,es:

6,1mmolNaOH125+175 mLdisolucion

=0,02M

Elnitratodesodioformado,NaNO ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

2)Elnitratodesodio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NaNO (aq)Na (aq)+NO (aq)



ElpHdelmediosedebea ladisolucióndeNaOHsobrante.ElNaOH,esunabase fuerte,que en disolución acuosa se puede considerar que disocia totalmente de la siguienteforma:


Portratarsedeunabasefuerte:

[OH ]=[NaOH]=c=0,02M

pOH=‐log 0,02 =1,69pH=14pOH=141,69=12,31

2.46.Unadisolucióndeácidonitroso, ,tieneunpH=2,5.Calcula:a)Laconcentracióndeácidonitrosoinicial.b)Laconcentracióndeácidonitrosoenelequilibrio.c)Elgradodedisociacióndelácidonitrosoenestascondiciones,expresadoenporcentaje.

(Dato.Constantedeacidezdelácidonitroso, =4,5·10 )(Canarias2010)

a‐b) El ácido nitroso (HNO ), es un ácido débil que se disocia parcialmente según elequilibrio:

HNO (aq)+H O(l)NO (aq)+H O (aq)

Elvalorde[H O ]paraunadisolucióncuyopH=2,5es:

[H O ]=10 [H O ]=10 , M=3,2·10 M

Latabladeconcentracionescorrespondientealequilibrioes:

HNO NO H Ocinicial c — —ctransformado x —cformado — x Xcequilibrio c–x x X



K =[NO ][H O ]

[HNO ]=

xc–x

4,5·10 =3,2·10

c–3,2·10c=2,5·10 M

[HNO ]= 2,5·10 –3,2·10 =2,3·10 M

c)ElgradodedisociacióndelácidoHNO es:

α=[NO ][HNO ]

=xcα=

3,2·10

2,5·10=0,1313%

2.47. Se quiere preparar una disolución de ácido clorhídrico 0,10 M a partir de unadisolucióndeácidoclorhídricocomercialcontenidoenunfrascoencuyaetiquetaseleequeladensidadesaproximadamente1,19g/mLyderiquezaaproximada37%enmasa.a)Hallarlacantidadnecesariadelácidocomercialparapreparar500mLdedisolución0,1M.Alseraproximadoslosdatosrecogidosenlaetiquetadelfrascodeácidoclorhídrico,hayqueasegurarsedequelaconcentraciónescorrecta,paraloquesetomaunamuestrade0,150gdecarbonatodesodioanhidro,sedisuelveenaguaysevaloraconladisoluciónácida.Enelpuntofinalsehanconsumido25,9mLdedisolucióndeácidoclorhídrico0,1M.b)Describecondetalleelprocedimientoexperimentalpararealizarlavaloración.c)¿Quéerrorsehacometidoalahoradeprepararladisolución?A la hora de realizar la valoración se ha dudado en la elección del indicador entre lafenolftaleína que vira de incoloro a rojo en el intervalo de pH de 8 a 10 o el verde debromocresolqueviradeamarilloaazulenelintervalodepHde4a6.d) ¿Qué indicador es el adecuado para detectar correctamente el punto final de lavaloración?

(Asturias2011)

a)Aplicandoelconceptodemolaridad:


36,5gHCl1molHCl

100gHCl37%

37gHCl1mLHCl37%1,19gHCl37%

=4mLHCl37%

b)Pararealizarlavaloración,sepesalamuestraenunmatrazErlenmeyerde100mL,sele añade un poco de agua destilada y se agita hasta su disolución. A continuación, seañadendosgotasdelindicadoradecuado.

Sellenalaburetaconladisolucióndeácidoclorhídrico0,1M,sequitaelaireyseenrasa.

SecolocaelmatrazErlenmeyercon ladisoluciónbásicabajo labureta,seabrela llaveydejacaer,gotaagota,ladisoluciónácida,alavezqueseimprimeunmovimientogiratorioalmatraz, hasta que el indicador cambie de color. En ese instante se lee el volumendedisoluciónácidaconsumido.

c) La ecuación química correspondiente a la reacción de neutralización entreNa CO yHCles:

Na CO (aq)+2HCl(aq)2NaCl(aq)+H CO (aq)

RelacionandoNa CO yHClseobtienelaconcentraciónexactadeladisoluciónácida:

0,150gNa CO25,9mLHCl0,1M

1molNa CO106gNa CO

2molHCl

1molNa CO10 mLHCl0,1M1LHCl0,1M

=0,109M


Elerrorcometidoalprepararladisoluciónhasido:

0,109–0,100 M0,109M

100=8,3%

d)Comoseobserva,losproductosdelareacciónsonNaCl,salprocedentedeácidofuerteybasefuertequenosufrehidrólisisyporellonoafectaalpHdeladisolución;yH CO (aq),portanto,ladisoluciónresultantetendráunpHácido(<7).

El indicadoradecuadoparaestavaloracióntendráquetenerunpK ácido,esdecir,suzonadevirajedeberá incluirelpHdelpunto finalde lavaloración.Deacuerdoconestecriterio,delosdosindicadoresdadoselmásadecuadoelverdedebromocresolqueviraentrepH4y6.

2.48.Algunaslejíasdeusodomésticosondisolucionesacuosasal5%enpesodehipocloritodesodioqueestátotalmentedisociadoendisolución.Elácidohipoclorosotieneun de7,5.a)¿Cuáleslamolaridaddelhipocloritodesodioenlalejía?b)Formulalareaccióndelaniónhipoclorito, (aq),enagua.Escribelaexpresióndelaconstante de quilibrio de esa reacción. ¿Qué símbolo se suele emplear para designar laconstante de equilibrio de una reacción como esta? ¿Cuál es el valor númérico de laconstantedeequilibrio?Explicalasrespuestas.d)SisedeseacambiarelpHde la lejíaa6,5¿habríaqueañadirhidróxidodesodiooácidoclorhídrico?Explicalarespuesta.e) En una lejía cuyo pH se ha ajustado a 6,5 ¿cuál es el cociente entre base y ácidoconjugado?(Datos.Sesuponequelalejíatieneladensidaddelagua; =14)

(Galicia2011)

a)Laconcentracióndeestadisoluciónes:

c=5gNaClO100glejıa

1molNaClO74,5gNaClO

1glejıa

100mLlejıa103mLlejıa1Llejıa

=0,67M

b)Elhipocloritodesodio(NaClO)sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NaClO(aq)Na (aq)+ClO (aq)





[HClO]=[OH ]=x [ClO ]=c[OH ]=c–x

siendoclaconcentracióninicialdeNaClO.


K =[HClO][OH ]

[ClO ]=

xc– x

El valor de la constante de basicidad (hidrólisis) del hipoclorito se calculamediante lasiguienteexpresión:


K =K

K logaritmospK +pK =14

pK = 14 7,5 =6,5K =10 ,

c)ParacalcularelpHdelalejía:

10 , =x

0,67– xx=[OH ]=4,6·10 M

pOH=‐log 4,6·10 =3,34pH=14pOH=143,34=10,67

d)SisedeseaqueelpHbajehasta6,5sedebeañadirácidoclorhídrico,HCl,yaquelosH O liberadosporelácidoreaccionanconlosOH producidosenlahidrólisisdelClO :

ClO +HClHClO+Cl

e)SielpHdelalejíaes6,5:

pOH=7,5[OH ]=10 , M

sustituyendoenlaexpresióndelaconstantedeequilibrio:

[HClO][ClO ]

=[OH ]K

[HClO][ClO ]

=10 ,

10 , =110

2.49.Unadisoluciónacuosadeácidoacético0,01Mestádisociadaenun4,2%.Calcula:a)Suconstantedeionización.b) La concentración de ácido clorhídrico a preparar para tener un pH igual al de ladisoluciónproblema.

(Canarias2012)

a) El ácido acético (CH COOH), abreviadamente HAc, es un ácido débil que se disociaparcialmentesegúnelequilibrio:


La tabla de concentraciones correspondiente al equilibrio es función del grado dedisociaciónylaconcentracióninicialdelHAces:

HAc Ac H Ocinicial 0,01 — —ctransformado 0,01α —cformado — 0,01α 0,01αcequilibrio 0,01(1–α) 0,01α 0,01α


K =[Ac ][H O ]

[HAc]K =

0,01α 0,01α0,01 1 α

K =0,01 0,0421 0,042

=1,84·10

b)SiambasdisolucionestienenelmismopHdebenteneridénticovalorde[H O ].ParaladisolucióndeHAcestevalor:

[H O ]=0,01α[H O ]=0,01M 0,042 =4,2·10 M


Comoelácidoclorhídrico(HCl)esunácidofuerte,seencuentracompletamentedisociadoenionesdeacuerdoconlaecuación:


Porestemotivosecumpleque:

[HCl =[H O =[H O [HCl]=4,2· M

2.50.Considerando losvaloresde de losácidosHCN, , yHF,contesterazonadamentealasiguientespreguntas:a)¿Cuáleselordendemayoramenoracidezenagua?b)Aigualconcentración,¿cuáldeellospresentaunadisoluciónacuosaconmenorpH?c)Utilizandoelequilibrioendisoluciónacuosa,¿cuálessonsusbasesconjugadas?d)Ordenelasbasesconjugadasdemayoramenorbasicidad.

(Datos. (aproximado):HCN=10 ; =10 ; =10 ;HF=10 .(Canarias2012)

a) La fuerza de un ácido viene determinada por el valor de su constante de acidez, K .Cuántomayoresestevalormayoressuacidez.

Losácidosdadosordenadosdemayoramenoracidezson:

=10 >HF =10 > =10 >HCN =10

b)Comosetratadeácidosdébiles,aigualdaddeconcentración,elvalorde[H O ]y,portanto,delpH,solodependedelvalorlaconstantedeacidez.

Porestemotivo,tendrámenorpHladisolucióndelácidoconmayorconstantedeacidez.Enestecaso,setratadel .

c)Losequilibriosendisoluciónacuosadelosácidosdadosson:

HCN+H O +H O ácidobase

C H COOH+H O +H O ácidobase

HClO +H O +H O ácidobase

HF+H O +H O ácidobase

b)Lafuerzadeunabasevienedeterminadaporelvalordesuconstantedebasicidad,K .CuántomayoresestevalormayoressubasicidadymenoreselvalordelaconstantedeacidezK .Porestemotivo,elordendebasicidadeselopuestoalordendeacidez.

Paracalcularlaconstantedebasicidadseusalasiguienterelación:

K =KK

Lasbasesconjugadasordenadasdemayoramenorbasicidadson:

=10 > =10 > =10 > =10


2.51.Un indicador para una reacción ácido–base suele ser un ácido débil,HIn (donde Inrepresentaindicador),queensuformaácidatieneuncolor,mientrasquesubaseconjugada,

,tieneuncolordistinto.Además,paraquepredomineuncolor, laformaasociadaaesecolordebetenerunaconcentración10vecessuperiorasuformaconjugada.Paraelazuldebromotimol:HIn(aq)esamarilloe (aq)esazul,y =7,9·10 .a)EscribaelcorrespondienteequilibriodeBrönsted–Lowryparaesteindicadorendisoluciónacuosaylaexpresióndelaconstantedeacidez.b) Explique el funcionamiento del indicador cuando se añade a una disolución ácida ycuandoseañadeaunadisoluciónbásica.c)¿AquépHpredominalaformaamarilla?¿Ylaazul?d)¿ServiríapararealizarunavaloracióncuyopuntodeequivalenciatieneunpHde5?¿Ysifuerade7?Justifiquelarespuesta.

(Asturias2012)

a) El azul de bromotimol es un ácido débil que en disolución acuosa se encuentraparcialmentedisociadosegúnelsiguienteequilibrio:

HnI(aq)+ (l) (aq)+ (aq)

amarilloazul


Ka=[ ][ ]

[HIn]

b)ElprincipiodeLeChâtelierdiceque:

“cualquiercambioenunadelasvariablesquedeterminanelestadodeequilibriodeunsistemacausaundesplazamientodelequilibrioenelsentidoquetiendeaoponersealcambioenlavariablemodificada”.

Siseañade indicadorHInaunadisoluciónácida,aumentaelvalorde[H O ]enelequilibrio.DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemaevolucionaenelsentidoenelqueseconsumaelH O enexceso.ParaqueestoocurraelsistemasedesplazahacialaformacióndeHInyladisolucióntomacoloramarillo.

SiseañadeindicadorHInaunadisoluciónbásica,aumentaelvalorde[OH ]enelequilibrio lo que hace disminuir el valor [H O ] ya que ambas especies se neutralizanentresí.DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemaevolucionaenelsentidoenelqueserecupereelH O consumido.Paraqueestoocurraelsistemasedesplazahacialaformaciónde yladisolucióntomacolorazul.

c)ElpK delindicadores:

pK =‐logK pK =‐log 7,9·10 =7,1

EstoquieredecirqueparaesevalordelpHsecumpleque:

[In ]=[HIn]

Deacuerdoconloexplicadoenelapartadoanterior:

SipH<7,1predominalaformaHIncoloramarillo

SipH>7,1predominalaformaIn colorazul

d)Elindicadoradecuadoparaunavolumetríaácido‐baseesaquelcuyopK seaproximemásalpHdelpuntodeequivalenciadelareaccióndeneutralización.Portanto:


El azul de bromotimol no es adecuado para una volumetría cuyo punto deequivalenciatengapH=5.

El azul de bromotimol es adecuado para una volumetría cuyo punto deequivalenciatengapH=7.


3.CUESTIONESdeREACCIONESdePRECIPITACIÓN

3.1.SielproductodesolubilidaddelAgBr(s)es5,0·10 a25°C,susolubilidadenaguaes:a)2,5·10 mol· b)7,1·10 mol· c)1,4·10 mol· d)2,5·10 mol· e)Elbromurodeplataescompletamenteinsoluble.


ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAgBr(s)es:

AgBr(s)Ag (aq)+Br (aq)

Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:

K =[Ag ][Br ]

LlamandosalasolubilidadmolardelAgBryconsiderandoqueenelequilibrio:

[Ag ][Br ]=s

LaexpresióndeK quedacomo:

K =s·s=s

Sustituyendo:

5,0·10 =s s=7,1·10 mol·


3.2.Larelaciónentre la solubilidadenagua (s)yelproductode solubilidad ( )paraelsólidoiónico es:a)9 = b)3 = c)3 = d)s= e)27 =


ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelFe OH (s)es:

Fe OH (s)Fe (aq)+3OH (aq)


K =[Fe ][OH

LlamandosalasolubilidadmolardelFe OH yconsiderandoqueenelequilibrio:

[Fe ]=s [OH ]=3s

LaexpresióndeKpsquedacomo:

K =s 3s =



3.3.¿CuáldelossiguientescompuestosnoessolubleenNaOH(aq)2,0mol· ?a) (s)b)NaOH(s)c) (s)d)NaCl(s)e) (l)


ElNaOH(aq),base fuerte,que se encuentra completamentedisociadaen iones según laecuación:


a)Verdadero.ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelFe OH (s)es:



K =[Fe ][OH

SisetratadedisolverFe OH (s)enNaOH(aq),elvalorde[OH]aumenta.Deacuerdocon el principio de Le Châtelier, para que se mantenga el valor de la constante K , elequilibrio de desplaza hacia la formación de Fe OH (s) con lo que su solubilidaddisminuye.

Teniendo en cuenta que la solubilidad del Fe OH en agua es muy pequeña (K =4,0·10 ),lasolubilidadenNaOH(aq)podríaconsiderarseprácticamentenula.

b‐c) Falso. NaOH y Be OH son bases fuertes, que se encuentran completamentedisociadaseniones,portanto,susolubilidadnoseveafectadaporelmedio.

d)Falso.NaClesunasalmuysolublequeseencuentracompletamentedisociadaeniones,portanto,susolubilidadnoseveafectadaporelmedio.

e)Falso.CH COOH(l)esunácidodébilquesedisuelveperfectamenteenNaOH(aq),basefuerte,yaquereaccionansegúnlaecuación:

CH COOH(l)+NaOH(aq)NaCH COO(aq)+H O(l)


3.4.Elbromurodeplataesmássolubleen:a)NaCl(aq)0,10mol· b) (l)purac) (aq)diluidod) (aq)0,10mol· e) (aq)diluido





K =[Ag ][Br ]


LaadicióndeNH (aq)alAgBr(s)produce la formacióndeuncomplejoqueprovoca ladisolucióndelprecipitado:

AgBr(s)+2NH (aq) Ag NH (aq)+Br (aq)


3.5.CalculeelpHdeunadisoluciónsaturadade sisuproductodesolubilidades5,5·10 .a)11,28b)8,72c)12,04d)12,34e)13,00


ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelCa OH (s)es:

Ca OH (s)Ca (aq)+2OH (aq)


K =[Ca ][OH

LlamandosalasolubilidadmolardelCa OH yconsiderandoqueenelequilibrio:

[Ca ]=s [OH ]=2s


K =s 2s =4s

Sustituyendo:

5,5·10 =4s s=1,11·10 mol·L

Losvaloresde[OH ],pOHypHdeladisoluciónson,respectivamente:

[OH ]=2s=2,22·10 mol·L pOH=‐log 2,22·10 =1,65

pH+pOH=14pH=14–1,65=12,35


3.6. Indique lo que ocurre si se añade 0,01 mol de sal soluble (s) a 1 L dedisoluciónde (aq)0,0010M.a)Noseproduciráningunaprecipitación.b)Elvalorde aumentaenunfactorde0,14.c)Precipitaráespontáneamente (s).d)Elvalorde disminuyeenunfactorde0,14.e)Precipitaráespontáneamente (s).

(Dato. =7,4·10 )(O.Q.N.Navacerrada1996)

LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreCu ClO (s)yNaIO (aq)es:

Cu ClO (s)+NaIO (aq)NaClO (aq)+Cu IO (s)


ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelCu IO (s)es:

Cu IO (s)Cu (aq)+2IO (aq)


K =[Cu ] IO

Losvaloresdelasconcentracionesenelequilibrioson:

Cu =0,01mol1L

=0,01M

IO = NaIO =0,001M

ParaqueseformeprecipitadoesprecisoqueelproductoiónicoseamayorqueK :

K <[Cu ] IO seformaprecipitado

Sustituyendo:

[Cu ] IO = 0,01 0,001 =1,0·10 <7,4·10

ComoelproductoiónicoesmenorqueK noseformaprecipitado.


3.7.Calculeelproductodesolubilidaddel (s)si lasolubilidaddeestasalenaguaa25°Ces0,022mol· .a)1,9·10 b)1,1·10 c)4,3·10 d)9,7·10 e)4,8·10


ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelPbBr (s)es:

PbBr (s)Pb (aq)+2Br (aq)


K =[Pb ][Br

LlamandosalasolubilidadmolardelPbBr yconsiderandoqueenelequilibrio:

[Pb ]=s [Br ]=2s


K =s 2s =4s

Sustituyendo:

K =4 0,022 =4,3·10



3.8.Paralareacción:

(s) (aq)+ (aq) ΔH>0.¿Cuáldelossiguientescambiosaumentarálasolubilidaddelacetatodeplataenagua?a)Disminucióndelatemperatura.b)Adicióndeácidonítrico.c)Adicióndeacetatodeplata.d)Adicióndeagua.e)Adicióndeacetatosódico.


a) Falso. Si se disminuye la temperatura, de acuerdo con el principio deLeChâtelier, elsistema se desplaza en el sentido en el que se produzca calor y así aumente latemperatura.Comosetratadeunareacciónendotérmica,elequilibriosedesplazahacialaformacióndeAgOOCCH (izquierda)porloquedisminuyelasolubilidad.

b)Verdadero.SiseañadeHNO producelasiguientereacción:

AgOOCCH (s)+HNO (aq)AgNO (aq)+CH COOH(aq)

DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelquesereponganlosionesCH COO consumidosporlaadicióndelácidonítrico,esdecirhacialaderechaconloquelasolubilidaddelAgOOCCH aumenta.

AgOOCCH (s)Ag (aq)+CH COO (aq)

CH COOH(s)H (aq)+CH COO (aq)

c‐e)Falso.LaadicióndeNaOOCCH oAgOOCCH ,sustanciasquetienenalgúnioncomúncon los presentes en el equilibrio producen una disminución de la solubilidad delAgOOCCH . De acuerdo con el principio de Le Châtelier, el sistema se desplaza en elsentido en el que se consuman los iones CH COO o Ag añadidos, es decir hacia laizquierda.

d)Falso.Laadicióndeaguanoafectaalasolubilidadmientrassemantengaconstantelatemperatura.


3.9. Indique lo que ocurre cuando semezclan 50mL de (aq) 1,0M y 50mL de(aq)0,01M.

a)Precipitaespontáneamente .b)Elvalorde aumentaenunfactorde43.c)Elvalorde disminuyeenunfactorde43.d)Noseproduceprecipitación.e)PrecipitaespontáneamenteNaNO3.

(Dato. =5,8·10 )(O.Q.N.CiudadReal1997)

LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreAgNO (aq)yNaBrO (aq)es:

AgNO (aq)+NaBrO (aq)NaNO (aq)+AgBrO (s)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAgBrO (s)es:

AgBrO (s)Ag (aq)+BrO (aq)



K =[Ag ][BrO ]


Ag = AgNO =50mLAgNO 1,0M

1,0mmolAgNO1mLAgNO 1,0M


BrO = NaBrO =50mLNaBrO 0,01M

0,01mmolNaBrO1mLNaBrO 0,01M



K <[Ag ][BrO ]seformaprecipitado

Sustituyendo:

[Ag ][BrO ]= 0,5 0,005 =2,5·10 >5,8·10

ComoelproductoiónicoesmayorqueK síseformaprecipitado.


3.10.Calculelasolubilidaddelyodatodeplomo(II)enagua.a)6,5·10 Mb)5,1·10 Mc)4,0·10 Md)5,1·10 Me)6,0·10 M

(Dato. =2,6·10 )(O.Q.N.Burgos1998)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelPb IO (s)es:

Pb IO (s)Pb (aq)+2IO (aq)


K =[Pb ] IO

LlamandosalasolubilidadmolardelPb(IO3)2yconsiderandoqueenelequilibrio:

[Pb ]=s [IO ]=2s


K =s 2s =4s

Sustituyendo:

2,6·10 =4s s=4,0·10 M



3.11.Señalelaproposicióncorrecta:a)El producto de solubilidad del disminuye si se añade a una disoluciónacuosadelasal.b)Lasolubilidaddel enaguapura( =2,11·10 )esaproximadamentelamismaqueladel enaguapura( =2,7·10 ),puestoquesusproductosdesolubilidadsoncasiiguales.c)Lasolubilidaddel esmayorqueladelFeCO3.d)Lasolubilidaddel esmayorqueladel .e)Lasolubilidaddel aumentasiseañade aunadisoluciónacuosadelasal.

(O.Q.N.Burgos1998)

a)Falso.Elproductodesolubilidad,K ,deunasustanciaesunvalorconstantequesólodependedelatemperatura.

b) Falso. Los equilibrios correspondientes a la disolución del FeCO (s) y CaF (s) son,respectivamente:

FeCO (s)Fe (aq)+CO (aq) CaF (s)Ca (aq)+2F (aq)

Laexpresióndelasconstantesproductodesolubilidad, K ,son,respectivamente:

K =[Fe ][CO ] K =[Ca ] F

Llamando s a la solubilidades molares del FeCO y CaF considerando que en elequilibrio:

[Fe ]=[CO ]=s [Ca ]=s [F ]=2s

LasexpresionesdeK quedan,respectivamente,como:

K =s

2,11·10 =s s=4,6·10 M

K =s 2s = 4 s

2,7·10 = 4 s s=1,9·10 M

Comoseobserva,lasolubilidaddelCaF esmayorqueladelFeCO .

c)Verdadero.LasolubilidaddelCaF esmayorqueladelFeCO .

d)Falso.LasolubilidaddelCaF esmayorqueladelFeCO .

e)Falso.LaadicióndeNa CO ,sustanciaquetieneunioncomúnconlospresentesenelequilibrio produce una disminución de la solubilidad del FeCO . De acuerdo con elprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelqueseconsuman losionescarbonatoañadidos,esdecirhacialaizquierda.


3.12.Enunadisoluciónacuosasaturadade ,lasolubilidadaumentaalañadir:a)HClb)NaOHc) d) e)

(O.Q.N.Burgos1998)

a)Verdadero.SiseañadeHClaladisoluciónsaturadadeCaCO seproducelasiguientereacción:


CaCO (s)+2HCl(aq)CaCl (aq)+H CO (aq)

DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelquesereponganlosionesCO consumidosporlaadicióndelácidoclorhídrico,esdecirhacialaderechaconloquelasolubilidaddelCaCO aumenta.

CaCO (s)Ca (aq)+CO (aq)

H CO (aq)2H (aq)+CO (aq)

b) Falso. Si se añade NaOH, base fuerte que se encuentra completamente disociada eniones, losionesOH procedentesdelamismaalteranelequilibriocorrespondientealosionescarbonatoendisoluciónacuosa:


DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelqueseconsumanlosionesOH añadidos,esdecirhacialaizquierda.

Si [CO ] aumenta, [Ca ] disminuye y así se mantiene constante el producto desolubilidad,portanto,lasolubilidaddelCaCO3disminuye.

c‐d)Falso.LaadicióndeNa CO oCaCl ,sustanciasquetienenalgúnioncomúncon lospresentes en el equilibrio producen una disminución de la solubilidad del CaCO . DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelqueseconsuman los iones CO o Ca añadidos, es decir hacia la izquierda, por tanto, lasolubilidaddelCaCO disminuye.

e)Falso.Laadicióndeaguanoafectaalasolubilidadmientrassemantengaconstantelatemperatura.


3.13.Larelaciónentre lasolubilidadenagua(s)yelproductodesolubilidad( )paraelsólidoiónico es:a) = b)s= c) = d)4 = e)2 =





K =[Fe ][OH


[Fe ]=s [OH ]=2s


K =s 2s =



(CuestiónsimilaralapropuestaenNavacerrada1996).

3.14.Paralasiguientereacción:

(aq)+2 (aq) (aq) K=1,6·10 .Calcule la solubilidad molar del AgCl en una disolución en la que la concentración deequilibriode es2,0M.a)0,107b)0,000013c)0,049d)0,0087e)0,0029

(Dato. AgCl=1,8·10 )(O.Q.N.Almería1999)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAgCl(s)es:

AgCl(s)Ag (aq)+Cl (aq)


K =[Ag ][Cl ]

ElequilibriocorrespondientealaformacióndelcomplejoAg NH (aq)es:

Ag (aq)+2NH (aq)Ag NH (aq)

Laexpresióndelaconstanteproductodeformacióndelcomplejo,K ,es:

K =[Ag NH ]Ag [NH

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelprecipitadodeAgCl(s)enNH (aq)es:

AgCl(s)+2NH (aq)Ag NH (aq)+Cl (aq)

Laexpresióndelaconstantedeequilibriodelareacción,K,es:

K=[Ag NH ][Cl ]

[NH

Multiplicandoydividiendopor[Ag ]seobtiene:

K=[Ag NH ][Cl ]

[NH[Ag ][Ag ]

=K ·K = 1,6·10 1,8·10 =2,9·10

LlamandosalasolubilidadmolardelAgCl,latabladeconcentracionesenelequilibrio:

NH Ag NH Clcinicial 2 ctransformado 2s cformado s scequilibrio 2–2s s s

Sustituyendo:


s2–2s

=2,9·10 s=0,0972M

Lapropuestaquehacen losautoresesque2>>2sy,portanto, 2–2s ≈2conloquelaecuaciónquedamássencillayseobtienes=0,108M.


3.15.¿CuáleselpHmínimoalqueprecipitaelhidróxidodecobalto(II)deunadisoluciónde0,02M?

a)5,8b)6,2c)7,0d)7,8e)8,7

(Dato. hidróxidodecobalto(II)=2,0·10 )(O.Q.N.Barcelona2001)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelCo OH (s)es:

Co OH (s)Co (aq)+2OH (aq)


K =[Co ][OH

LlamandosalasolubilidadmolardelCa OH yconsiderandoqueenelequilibrio:

[Co ]=0,02 [OH ]=x


K =0,02x

Sustituyendo:

2,0·10 =0,02x x=1,0·10 M


[OH ]=1,0·10 MpOH=‐log 1,0·10 =7,0

pH+pOH=14pH=14–7,0=7,0


3.16.Larelaciónentre lasolubilidadenagua(s)yelproductodesolubilidad( )paraelbórax, ·8 ,unsólidoiónicopocosoluble,es:a) = b)s= c) = d)4 = e)2 =


ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelNa B O OH ·8H O(s)es:

Na B O OH ·8H O(s)2Na (aq)+B O OH (aq)



K =[Na ]2[B O OH ]

Llamando s a la solubilidad molar del Na B O OH ·8 H O y considerando que en elequilibrio:

[Na ]=s [B O OH ]=2s


K =s 2s =


(CuestiónsimilaralaspropuestasenNavacerrada1996,Almería1999yAsturias2004).

3.17. El ion complejo , el estado de oxidación del cromo y su número decoordinaciónson,respectivamente:a)0y6b)0y7c)+3y4d)+3y6e)‐3y6


Se tratadeuncatióncomplejoenelquecatión central cromoseencuentraunidoadosligandosaniónicoscloro Cl yacuatroligandosneutrosamin NH porloquesu:

númerodecoordinaciónes6

estadodeoxidacióndelcatiónmetálicoes,x+2 ‐1 =+1x=+3


3.18.¿Cuántosmolesde precipitansiseañaden250mLdedisolucióndeNaI0,200Ma150mLde 0,100M?a)0,050molb)1,3·10 molc)0,015mold)5,6·10 mole)0,040mol

(Dato. =1,4·10 )(O.Q.N.Barcelona2001)

LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreNaI(aq)yPb NO (aq)es:

2NaI(aq)+Pb NO (aq)2NaNO (aq)+PbI (s)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelPbI (s)es:

PbI (s)Pb (aq)+2I (aq)


K =[Pb ][I



Pb =[Pb NO ]=150mLPb NO 0,1M

0,1mmolPb NO1mLPb NO 1,0M


I = NaI =250mLNaI0,2M

0,2mmolNaI1mLNaI0,01M



K <[Pb ][I seformaprecipitado

Sustituyendo:

[Pb ][I = 0,0375 0,125 =5,9·10 >1,4·10

ComoelproductoiónicoesmayorqueK síseformaprecipitado.

Una vez que se comprueba que se forma precipitado es preciso determinar cuál es elreactivolimitantequedeterminalacantidaddeprecipitadoformado,paraellosecalculaelnúmerodemolesdecadareactivo:

150mLPb NO 0,1M0,1molPb NO

1000mLPb NO 1,0M=0,015molPb NO

250mLNaI0,2M0,2molNaI

1000mLNaI0,01M=0,050molNaI

Larelaciónmolares:

0,050molNaI0,015molPb NO

=3,3

Como la relaciónmolar es > 2 quiere decir que sobra NaI, por lo que es elreactivolimitantequedeterminalacantidaddePbI queprecipita:

0,015molPb NO1molPbI

1molPb NO=0,015mol


3.19.Sideunadisoluciónsaturadadeunsólidoprácticamenteinsolubleenaguaseevaporalamitad del aguamanteniendo la temperatura constante, ¿cuál sería lamolaridad de ladisolución?a)Igualalainicial.b)Lamitaddelainicial.c)Eldobledelainicial.d)Cuatroveceslainicial.


SiunasustanciaABprácticamente insolubleenaguacolocaenunvolumendeterminadode agua, unapequeñísima cantidaddeAB, smoles, se disuelve con lo que la disoluciónquedasaturadadeacuerdoconelsiguienteequilibrio:

AB(s)A (aq)+B (aq)

Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidades:

K =[A ][B ]


estevaloresunaconstantequesólodependedelatemperatura.

Siseevaporalamitaddelaguamanteniendoconstantelatemperatura,comoelproductodesolubilidadesconstante,lasconcentracionesiónicasenelequilibriodebenpermanecerconstantes.


3.20. Los productos de solubilidad del sulfato de estroncio y fluoruro de plomo (II) sonrespectivamente,2,8·10 y2,7·10 .Sepuedeafirmarque:a)Lasdossolubilidadessonlaraízcuadradadesusrespectivosproductosdesolubilidad.b)Lasolubilidaddelfluorurodeplomo(II)esmayorqueladelsulfatodeestroncio.c)Lasdossolubilidadessonaproximadamenteiguales.d)LosproductosdesolubilidaddeambassalesaumentanconelpH.e)Noesposibleconocerlasolubilidadconestedato.

(O.Q.N.Oviedo2002)(O.Q.L.Asturias2004)

a) Falso. Los equilibrios correspondientes a la disolución del SrSO (s) y PbF (s) son,respectivamente:

SrSO (s)Sr (aq)+SO (aq) PbF (s)Pb (aq)+2F (aq)


K =[Sr ][SO ] K =[Pb ] F

LlamandosalasolubilidadesmolaresdelSrSO yPbF considerandoqueenelequilibrio:

[Sr ]=[SO ]=s [Pb ]=s [F ]=2s


K =s

2,8·10 =s s=5,3·10 M

K =s 2s = 4 s

2,7·10 = 4 s s=1,9·10 M

Comoseobserva,lasolubilidaddelPbF esmayorqueladelSrSO .

b)Verdadero.LasolubilidaddelPbF esmayorqueladelSrSO .

c)Falso.LasolubilidaddelPbF escasi4vecesmayorqueladelSrSO .

d)Falso.Enningunodelosequilibriosestánpresentes los ionesOH oH ,portanto, laadicióndeácidoobase,esdecir lamodificacióndelpH,afectaa lasolubilidaddeambasespecies.

e)Comosehademostradoenelapartadoa)lasolubilidadsecalculaapartirdelproductodesolubilidad.


3.21.Unprecipitadode seencuentraenequilibrioconunadisoluciónsaturadadeestasal.Parteotodoelprecipitadosedisolveráalañadirunadisolucióndiluidade:a)NaOHb) c) d) e)

(O.Q.N.Oviedo2002)


ElequilibriodedisolucióndelAgOOCCH vienedadoporlasiguienteecuación:


a) Falso. Si se añade NaOH, base fuerte que se encuentra completamente disociada eniones, los ionesOHprocedentesde lamismaalteranelequilibriocorrespondientea losionesacetatoendisoluciónacuosa:


DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelqueseconsumanlosionesOH añadidos,esdecirhacialaizquierda.

Si [CH COO ] aumenta, [Ag ] disminuye y así se mantiene constante el producto desolubilidad,portanto,lasolubilidaddelAgOOCCH disminuye.

b)Verdadero.SiseañadeHNO producelasiguientereacción:

AgOOCCH (s)+HNO (aq)AgNO (aq)+CH3COOH(aq)

DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelquesereponganlosionesCH COO consumidosporlaadicióndelácidonítrico,esdecirhacialaderechaconloquelasolubilidaddelAgOOCCH aumenta.


CH COOH(s)H (aq)+CH COO (aq)

c‐d‐e) Falso. La adición de NaNO , KOOCCH o AgNO , sustancias que tienen algún ioncomúnconlospresentesenelequilibrioproducenunadisminucióndelasolubilidaddelAgOOCCH . De acuerdo con el principio de Le Châtelier, el sistema se desplaza en elsentido en el que se consuman los iones CH COO o Ag añadidos, es decir hacia laizquierda,portantolasolubilidaddisminuye.


(CuestiónsimilaralapropuestaenCuidadReal1997).

3.22.Elproductodesolubilidaddel enaguaes7,8·10 yeldel es1,8·10 ,portanto:a)Lasolubilidaddeestoscompuestoses7,8·10 y1,8·10 mol/L.b)LasolubilidaddeestoscompuestosenNaClserámenorqueenaguapura.c)Lasolubilidaddel esmásde10vecesmayorqueladel .d)Lasolubilidaddel esaproximadamente10 vecessuperioraladel .c)Lasolubilidaddel aumentaalañadirNaF.

(O.Q.N.Tarazona2003)

a)Falso.Elproductodesolubilidadnoeslomismoquelasolubilidaddeunasustancia.

b) La adición de una sal, NaCl, que no tiene ningún ion común con los del equilibrioestudiadonoafectaalasolubilidaddelassustanciasprecipitadas.

c)Verdadero.LosequilibrioscorrespondientesaladisolucióndelAg PO (s)ySrF (s)son,respectivamente:

Ag PO (s)3Ag (aq)+PO (aq) PbF (s)Pb (aq)+2F (aq)



K = Ag [PO ] K =[Sr ] F

Llamando s a la solubilidades molares del Ag PO y SrF considerando que en elequilibrio:

[Ag ]=3s [PO ]=s [Sr ]=s [F ]=2s


K = 3s s= 27s

1,8·10 =27s s=1,6·10 M

K =s 2s = 4 s

7,8·10 = 4 s s=5,8·10 M

Comparandoambassolubilidades:

s SrFs Ag PO

=5,8·10 M

1,6·10 M=36

Comoseobserva,lasolubilidaddel esmásde10vecesmayorqueladel .

d)Falso.LasolubilidaddelSrF noesunas10 vecesmayorqueladelAg PO .Esaeslarelaciónentrelosrespectivosproductosdesolubilidad:

K SrF

K Ag PO=7,8·10

1,8·10=4,3·10

e) Falso. La adición de NaF sustancia que tiene un ion común con los presentes en elequilibrioproduceunadisminucióndelasolubilidaddelSrF .DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier, el sistemasedesplazaenel sentidoenelqueseconsuman los ionesF añadidos,esdecirhacialaizquierda.


3.23. La solubilidad en agua del fluoruro de calcio ( ) es de 0,016 g· a latemperatura de 18°C. El valor del producto de solubilidad del fluoruro de calcio a esatemperaturadebeser:a)3,4·10 b)4,0·10 c)8,2·10 d)1,7·10 (Masasatómicas:F=19;Ca=40)

(O.Q.L.Murcia2003)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelCaF (s)es:

CaF (s)Ca (aq)+2F (aq)


K =[Ca ] F

LlamandosalasolubilidadmolardelCaF yconsiderandoqueenelequilibrio:

[Ca ]=s [F ]=2s



K =s 2s =4s

LasolubilidadmolardelCaF es:

s=0,016gCaF dm

1molCaF 78gCaF

=2,05·10 M

Sustituyendo:

K =4 2,05·10 =3,4·10


3.24. Tras añadir una cierta cantidad de AgCl a un cierto volumen de agua, removerenérgicamente y esperarun tiempoadecuado sehandepositado en el fondo2gramosdesólido.Siposteriormenteseañade1gramomásdeAgCl,alamismatemperatura,sepuedeafirmarque:a)Hacambiadolaconcentraciónde deladisolución.b)Habráexactamente3gramosdesólidoenelfondo.c)Habrámenosde3gramosdesólidoenelfondo.d)ElAgClnoessolubleenagua.

(O.Q.L.Murcia2003)

La adición de 2 g de AgCl (s) al agua hace que una pequeñísima cantidad de AgCl sedisuelva,conloqueladisoluciónquedasaturadadeacuerdoconelsiguienteequilibrio:


Si a continuación, se añade 1 gmás de esta sustancia se irá directamente al fondo delrecipiente.Portanto,lacantidaddesólidoenelfondoseráligeramenteinferiora3g.


3.25.El interiordeunateteraestárecubiertocon10gde .¿Cuántos lavadosseríannecesariosparadisolvertodoel ,siencadalavadosegastan250mLdeagua?a)10b)250c)6324d)12640e)1580

(Datos.Masasatómicas:C=12;O=16;Ca=40,1; =4·10 )(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)(O.Q.N.Sevilla2010)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelCaCO (s)es:



K =[Ca ][CaCO ]

LlamandosalasolubilidadmolardelCaCO yconsiderandoqueenelequilibrio:

[Ca ]=[CO ]=s


K =s


Sustituyendo:

4,0·10 =s s=6,32·10 M

ExpresandolasolubilidaddelCaCO eng/L:

6,32·10–5molCaCO

L100gCaCO 1molCaCO

=6,32·10gCaCO

L

LamasadeCaCO quesedisuelveen250mLdeaguaserálacuartaparte:

146,32·10

gCaCO L

=1,58·10 gCaCO

Relacionando lamasadeCaCO depositada en la tetera con la solubilidaddel CaCO en250mLdeaguaseobtieneelnúmerodelavadosarealizarparaeliminartodoeldepósito:

10gCaCO1lavado

1,58·10 gCaCO =6324lavados


3.26.A25°Clasolubilidaddelfluorurodebarioenaguaes7,41·10 mol/L.Elproductodesolubilidaddedichasalenaguaes:a)1,63·10 · b)5,47·10 · c)8,10·10 · d)1,09·10 ·

(O.Q.L.Murcia2004)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelBaF (s)es:

BaF (s)Ba (aq)+2F (aq)


K =[Ba ] F

LlamandosalasolubilidadmolardelCaF yconsiderandoqueenelequilibrio:

[Ba ]=s [F ]=2s


K =s 2s =4s

Sustituyendo:

K =4 7,41·10 =1,63·10


3.27.Elvalordelproductodesolubilidadde lassalesMX, y es iguala4,0·10 .¿Cuáldelassalesesmássoluble?a)MXb) c) d)Lastrestienenlamismasolubilidad.

(O.Q.L.Asturias2004)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)


ElequilibriocorrespondientealadisolucióndeunasaldeltipoA B (s)es:

A B s mA aq +nB aq


K =[A [B

LlamandosalasolubilidadmolardelA B yconsiderandoqueenelequilibrio:

[A ]=ms[B ]=ns


K = ms · ns =m ·n ·s

Elvalordelasolubilidadparaunadeterminadasales:

s=K

m ·n

ParalasalMXsetieneque m+n =2yelvalordelasolubilidades

s=4,0·10

1=2,0·10 M

ParalasalQX ,setieneque(m+n)=3yelvalordelasolubilidades:

s=4,0·101·2

=1,0·10 M

ParalasalA X ,setieneque(m+n)=5yelvalordelasolubilidades:

s=4,0·102 ·3

=2,1·10 M

Alavistadelasrespectivassolubilidades,lasalmássolublees .


3.28.Teniendoencuentaelsiguientesistemaenequilibrio:

(s) (aq)+ (aq) ΔH>0a)Sedisolverámássólidosisedisminuyelatemperatura.b)Sedisolverámássólidosisediluyealdobleladisolución.c)Siseconcentraladisolución,aumentarálaconcentraciónde .d)Siseañade (s),disminuirálaconcentraciónde .


a) Falso. Si se disminuye la temperatura, de acuerdo con el principio deLeChâtelier, elsistema se desplaza en el sentido en el que se produzca calor y así aumente latemperatura.Comosetratadeunprocesoendotérmico,elequilibriosedesplazahacialaformacióndePbSO (izquierda)porloquedisminuyelasolubilidad.

b) Falso. Si se considera que se mantiene constante la temperatura, el valor de K permanece constante. La solubilidad de la sustancia no cambia aunque se duplique elvolumendeagua.


c) Falso. Si se considera que se mantiene constante la temperatura, el valor de K permanececonstante.Lasolubilidad,esdecir,laconcentracióndelasespeciesiónicasenelequilibriodenocambiaaunqueseelimineaguadeladisolución.

d) Verdadero. La adición de Pb NO , sustancia que tiene un ion común con lospresentes en el equilibrio, produce una disminución de la solubilidad del PbSO . DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelqueseconsumanlosionesPb añadidos,esdecirhacialaizquierda.


3.29.Lareacción:

+ 2HCl+CuS esdetipo:a)Redoxb)Ácido‐basededesplazamientoc)Ácido‐basedeneutralizaciónd)Precipitación

(O.Q.L.Madrid2004)

Se trata de una reacción de precipitación ya que el CuS que se forma es un sólidoinsoluble.


3.30.EnquédisoluciónserámássolubleelAgCl:a)HCl0,01Mb)Aguapurac) 0,01Md)Nopuededeterminarse.

(O.Q.L.Madrid2004)



a)Falso.LaadicióndeHCl(aq)sustanciaquetieneunioncomúnconlospresentesenelequilibrioproduceunadisminucióndelasolubilidaddelAgCl.Deacuerdoconelprincipiode Le Châtelier, el sistema se desplaza en el sentido en el que se consuman los ionescloruroañadidos,esdecirhacialaizquierda.

b)Falso.ElAgCl(s)esunasustanciainsolubleenaguapura.

c)Verdadero.ElAgCl(s)esunasustanciainsolublequepuededisolverseenNH (aq)porformacióndeuncomplejo:

AgCl(s)+2NH (aq)Ag NH (aq)+Cl (aq)


3.31.Lasolubilidaddel fluorurodemagnesioenaguaa18°Cseencuentra tabuladacomo0,0076gpor100mL.Elproductodesolubilidaddeestasales:a)7,6·10 b)6,8·10 c)8·10 d)7,3·10

(O.Q.L.Madrid2004)


ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelMgF (s)es:

MgF (s)Mg (aq)+2F (aq)


K =[Mg ] F

LlamandosalasolubilidadmolardelMgF yconsiderandoqueenelequilibrio:

[Mg ]=s [F ]=2s


K =s 2s =4s

LasolubilidadmolardelCaF es:

s=0,0076gMgF 100mL

1molMgF 62,3gMgF

10 mL1L

=1,22·10 M

Sustituyendo:

K =4 1,22·10 =7,3·10


3.32.Elproductodesolubilidaddelhidróxidodehierro(III)a22°Ces6,0·10 .¿Quémasadeestecompuestosedisolveráen100mLdehidróxidodesodio0,20M,suponiendoquenohayformacióndecomplejos?a)6·10 gb)7·10 gc)8·10 gd)9·10 ge)1·10 g

(O.Q.N.Luarca2005)




K =[Fe ][OH


[Fe ]=s [OH ]=0,20M


K =s 0,20

Sustituyendo:

6,0·10 =0,008ss=7,5·10 M

Expresandolasolubilidadeng/L:


7,5·10 molFe OH L

106,8gFe OH 1molFe OH

=8,0·10gFe OH

L

LasolubilidaddelFe OH en100mLdeaguaseráladécimaparte:

110

8,0·10gFe OH

L=8,0·10

g 0,1L


3.33.Alañadir0,5gramosdeAgClaunaciertacantidaddeaguaseobservaquesedepositan0,45genelfondo.Sepuedeportantodecirque:a)ElAgClesmuysolubleenagua.b)Siseañade0,05gmásdeAgClseconsiguetener0,5genelfondo.c)Siseaumentalatemperaturaseguiráhabiendo0,45gdeAgClenelfondo.d)ElAgClesuncompuestocovalente.

(O.Q.L.Murcia2005)

a)Falso.ElAgClesuncompuestomuypocosolubleenagua.

b)Verdadero.Laadiciónde0,5gdeAgCl(s)alaguahacequeunapequeñísimacantidaddeAgCl sedisuelvacon loque ladisoluciónquedasaturadadeacuerdoconel siguienteequilibrio:


Siacontinuación,seañade0,05gmásdeestasustanciaseirádirectamenteal fondodelrecipiente.Portanto,lacantidaddesólidoenelfondoseráde0,5g.

c)Falso.Siseaumentalatemperaturaelsólidodepositadoenelfondosedisuelve.

d)Falso.TeniendoencuentalaselectronegatividadesdelCl(3,14)ydelaplata(1,93),elAgCl presenta una diferencia de electronegatividad de 1,21 lo que lo convierte en uncompuestoparcialmenteiónico‐parcialmentecovalente.


3.34.Elproductodesolubilidaddelhidróxidodeplomo(II)es2,56·10 .Sepuededecirque,enunadisoluciónsaturada,secumpleque:a)[ ][ ]=2,56·10 b)[ ][2 ]=2,56·10 c)[ ][ ]2=2,56·10 d)[½ ][ ]=2,56·10 e)[2 ][ ]=2,56·10

(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)(O.Q.L.Madrid2011)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelPb OH (s)es:

Pb OH (s)Pb (aq)+2OH (aq)


=[ ][



3.35.¿Cuáleslafórmuladelbis(etilendiamina)diclorocobalto(III)?a) b) c) c)


Se tratadeuncatióncomplejoenelquecatióncentral Co seencuentraunidoadosligandos aniónicos cloro Cl y a otros dos ligandos neutros etilendiamina en cuyafórmulaes:


3.36.SiseañadeHBrconcentradoaunadisolucióndeAgBrenelequilibrio:

AgBr(s) (aq)+ (aq)a)Aumentalacantidaddeprecipitado.b)Aumentaelproductodesolubilidad.c)Aumentalasolubilidaddelasal.d)Elequilibrionoseveafectadoporlaadición.


a)Verdadero.SiseañadeHBr,unácidofuertetotalmentedisociadosegúnlaecuación:

HBr(aq)H O (aq)+Br (aq)

seañadenalequilibrioionesBr .

DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelqueseconsumalosionesbromuroañadidosporlaadicióndelHBr,esdecirhacialaizquierda,formandoAgBrconloquelacantidaddeprecipitadoaumenta.

b)Falso.Elproductodesolubilidad,K ,esunvalorconstanteparacadatemperatura.

c‐d)Falso.Segúnloexpuestoenelapartadoa).


3.37. En una disolución se tiene en equilibrio sólido con cationes enconcentración4,4·10 Myaniones enconcentración0,100M.¿Cuáleselproductodesolubilidaddel ?a) =1,9·10 / b) =1,2·10 / c) =1,8·10 / d) =1,3·10 /

(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAg CrO (s)es:

Ag CrO (s)2Ag (aq)+CrO (aq)


K =[CrO ] Ag

Sustituyendo:


K = 0,100 4,4·10 =1,9·10


3.38. ¿Cuál es la expresión correcta para la constante del producto de solubilidad del?

a) =[ ][ ]b) =[ ]2[ ]3c) =[ ]3[ ]2d) = e) =6 (s=solubilidaddelasalenmol/L)

(O.Q.N.Vigo2006)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelMg PO (s)es:

Mg PO (s)3Mg (aq)+2PO (aq)


=


3.39. Una disolución acuosa se encuentra en equilibrio con sólido. Señale laproposiciónnocorrecta:a)Siseañadealgode ,lasolubilidaddel aumentadebidoalefectosalino.b)Siseañadealgode , lasolubilidaddel disminuyedebidoalefectodel ioncomún.c)Siseañadealgode ,lasolubilidaddel permanececonstante.d)Lasolubilidaddel sólodependedelatemperatura.e)Siseañade ,lasolubilidaddisminuyeporefectodelioncomún.

(O.Q.N.Vigo2006)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelCaSO (s)es:

CaSO (s)Ca (aq)+SO (aq)

a)Correcto.LaadicióndeNaNO sustanciaquenotieneunioncomúnconlospresentesenelequilibrioproduceunaumentodelasolubilidaddelCaSO debidoalefectosalino.

b‐e)Correcto.LaadicióndeNa SO odeCaCO ,sustanciasquetienenunioncomúnconlos presentes en el equilibrio produce una disminución de la solubilidad del CaSO . DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelqueseconsuman los iones sulfato o calcio añadidos, es decir hacia la izquierda, por tanto lasolubilidaddisminuye.

c) Correcto. La adicióndemásCaSO , haceque esta sustancia sequede en el fondodelrecipientesindisolver,locualnohacequecambielasolubilidaddelCaSO .

d)No correcto. La solubilidad del CaSO puede modificarse, como se ha visto, por laadición de un ion común. Es el producto de solubilidad el que sólo depende de latemperatura.

Larespuestanocorrectaeslad.


3.40. El número de coordinación y el estado de oxidación del ionmetálico central en elcomplejo son,respectivamente:a)6y+1b)6y+3c)2y+1d)2y+3a)4y+3

(O.Q.N.Vigo2006)(O.Q.N.Sevilla2010)

Se tratadeuncatióncomplejoenelquecatión central cromoseencuentraunidoadosligandosaniónicosbromo Br yacuatroligandosneutrosamin NH porloquesu:

númerodecoordinaciónes6

estadodeoxidacióndelcatiónmetálicoes,x+2 ‐1 =+1,dedonde,x=+3.



3.41.ElvalordelpHcuandoempiezaaprecipitarunadisoluciónacuosade es:a)3,0b)5,4c)8,1d)5,9

(Dato. a25°C=1,3·10 )(O.Q.N.Madrid2006)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAl OH (s)es:

Al OH (s)Al (aq)+3OH (aq)


K =[Al ][OH

LlamandosalasolubilidadmolardelAl OH yconsiderandoqueenelequilibrio:

[Al ]=s [OH ]=3s


K =s 3s =27s

Sustituyendo:

1,3·10 =27s s=2,63·10 M


[OH ]=3s=7,90·10 MpOH=‐log 7,90·10 =8,1

pH+pOH=14pH=14–8,1=5,9


(CuestiónsimilaralaspropuestasenNavacerrada1996yAsturias2011).


3.42. La solubilidad del fluoruro de bario en agua es de 7,41·10 mol/L. ¿Cuál será lasolubilidad del fluoruro de bario en una disolución 1M de cloruro de bario totalmentedisociado?a)6,38·10 Mb)8·10 Mc)1Md)0,02Me)3,21·10 M


ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelBaF (s)es:

BaF (s)Ba (aq)+2F (aq)


K =[Ba ] F

LlamandosalasolubilidadmolardelBaF yconsiderandoqueenelequilibrio:

[Ba ]=s [F ]=2s


K =s 2s =4s

Sustituyendo:

K =4 7,41·10 =1,63·10

La solubilidadenunadisolución1MdeBaCl ocasiona lapresenciadeun ioncomúnque,deacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,disminuyelasolubilidad.Enelequilibrio:

[F ]=2s

[Ba ]= 1+s como1>>s[Ba ]≈1M


K =1 2s =4s

Sustituyendo:

1,63·10 =4s s=6,38·10 M


3.43.Lasolubilidaddelclorurodeplata,AgCl,( =1,7·10 )esmayoren:a)Aguapurab)EnpresenciadeKCl0,1Mc)Enpresenciade 0,1Md)Enpresenciade 0,1M

(O.Q.L.Madrid2007)



a)Falso.ElAgCl(s)esunasustanciainsolubleenaguapura.


b‐c)Falso.LapresenciadeKCl0,1MoAg SO 0,1M,sustanciasquetieneunioncomúnconlospresentesenelequilibrioproduceunadisminucióndelasolubilidaddelAgCl.DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelqueseconsumanlosionesclorurooplataañadidos,encadacaso,esdecirhacialaizquierda.

d)Verdadero.LapresenciadeKNO 0,1MsustanciaquenotieneunioncomúnconlospresentesenelequilibrioproduceunaumentodelasolubilidaddelAgCldebidoalefectosalino.


3.44.Enelioncomplejodelamoléculapentacloroaquocromo(III),elnúmerodeoxidaciónyelíndicedecoordinacióndelionmetálicocentralsonrespectivamente:a)+3y5b)+2y1c)+6y6d)+3y6

(O.Q.L.Madrid2007)

Elioncomplejopentacloroaquocromo(III), CrCl H O ,tieneestructuraoctaédricaenlaqueelioncromoseencuentrarodeadode6ligandos,cincoaniónicoscloro,Cl yunoneutroaqua,H O.

Elnúmerodeoxidacióndelioncromoes+3talcomoindicaelnombredelioncomplejo.


(CuestiónsimilaralapropuestaenBarcelona2001,Vigo2006ySevilla2010).

3.45.Sabiendoque:

(aq)+2 (aq) (aq) K=1,6·10 .Calcula la solubilidad del bromuro de plata en una disolución con una concentración deamoníacoenelequilibrio1M.a)7,1·10 Mb)8,4·10 Mc)5,0·10 Md)2,8·10 Me)5,0·10 M

(Dato. bromurodeplata=5,01·10 )(O.Q.N.Castellón2008)




K =[Ag ][Br ]

ElequilibriocorrespondientealaformacióndelcomplejoAg NH (aq)es:

Ag (aq)+2NH (aq)Ag NH (aq)

Laexpresióndelaconstanteproductodeformacióndelcomplejo,K ,es:

K =[Ag NH ]Ag [NH


ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelprecipitadodeAgBr(s)enNH (aq)es:

AgBr(s)+2NH (aq)Ag NH (aq)+Br (aq)

Laexpresióndelaconstantedeequilibriodelareacción,K,es:

K=[Ag NH ][Br ]

[NH

Multiplicandoydividiendopor[Ag ]seobtiene:

K=[Ag NH ][Br ]

[NH[Ag ][Ag ]

=K ·K = 1,6·10 5,01·10 =8,0·10

LlamandosalasolubilidadmolardelAgBryplanteandolatabladeconcentracionesenelequilibrio:

NH Ag NH Brcinicial 1 ctransformado 2s cformado s scequilibrio 1–2s s s

Sustituyendo:

s1–2s

=8,0·10

Como1>>2ssepuedeaproximar, 1–2s ≈1conloquelaecuaciónquedamássencillayseobtienes=2,8·10 M.


(CuestiónsimilaralapropuestaenAlmería1999).

3.46.Elproductode solubilidaddel iodurodemercurio (II) enaguaa18°C es 1,0·10 .¿Cuálessusolubilidadenunadisolución0,01Mdeiodurodepotasioa18°C?a)1,0·10 Mb)1,0·10 Mc)2,9·10 Md)1,0·10 Me)1,0·10 M


ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelHgI (s)es:

HgI (s)Hg (aq)+2I (aq)


K =[Hg ] I

LlamandosalasolubilidadmolardelBaF yconsiderandoqueenelequilibrio:

[Hg ]=s [I ]=2s

Lasolubilidadenunadisolución0,01MdeKIocasionalapresenciadeunioncomúnque,deacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,disminuyelasolubilidad.Enelequilibrio:


[I ]= 0,01+2s como0,01>>2s[I ]≈0,01M

[Hg ]=s


K =s 0,01 =10 s

Sustituyendo:

1,0·10 =10 ss=1,0·10 M


(CuestiónsimilaralapropuestaenCórdoba2007).

3.47. Sabiendo que el producto de solubilidad del hidróxido demagnesio es 1,00·10 a25°C,elpHdeunadisoluciónacuosadeestasales:a)10,1b)3,90c)7,00d)10,4

(O.Q.L.Madrid2008)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelMg OH (s)es:

Mg OH (s)Mg (aq)+2OH (aq)


K =[Mg ][OH

LlamandosalasolubilidadmolardelMg OH yconsiderandoqueenelequilibrio:

[Mg ]=s [OH ]=2s


K =s 2s =4s

Sustituyendo:

1,00·10 =4s s=1,36·10 M


[OH ]=2s=2,72·10 MpOH=‐log 2,72·10 =3,6

pH+pOH=14pH=14–3,6=10,4


(CuestiónsimilaralaspropuestasenNavacerrada1996,Madrid2006yAsturias2011).

3.48.Calculalasolubilidaddel (M=461g/mol)eng/L,si =4,0·10 / .a)8,91g/Lb)9,22g/Lc)20,30g/Ld)9,93g/L



ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelPbI (s)es:

PbI (s)Pb (aq)+2I (aq)


K =[Pb ][I

LlamandosalasolubilidadmolardelPbI yconsiderandoqueenelequilibrio:

[Pb ]=s [I ]=2s


K =s 2s =4s

Sustituyendo:

4,0·10 =4s s=2,15·10 M

Expresadaeng/L:

2,15·10 molPbIL

461,0gPbI1molPbI

=9,93g/L


3.49.¿CuáleslasolubilidaddelhidróxidodemagnesioenunadisoluciónacuosadepH12,0?a)1·10 Mb)1·10 Mc)1·10 Md)1·10 Me)3,2·10 M

(Dato.Elproductodesolubilidaddelhidróxidodemagnesioes1,0·10 a25°C)(O.Q.N.Ávila2009)




K =[Mg ][OH


[Mg ]=s [OH ]=2s

EnunadisolucióndepH=12,0:

pH+pOH=14pOH=14–12=2[OH ]=10 pOH=10 M


Mg =s=K

OHs=

1·10

10=1·10 M



3.50.Elvalorde parael es8,5·10 / .Lasolubilidaddeestehidróxidoenaguaes:a)1,28·10 mol· b)2,04·10 mol· c)2,91·10 mol· d)Ningunadelasanteriores.

(O.Q.L.Murcia2009)




K =[Mg ][OH


[Mg ]=s [OH ]=2s


K =s 2s =4s

Elvalordelasolubilidades:

8,5·10 =4s s=1,28·10 mol·


3.51.¿QuéprocedimientoaumentarálasolubilidaddelKClenagua?a)Agitarsolutoydisolución.b)Aumentareláreasuperficialdelsoluto.c)Aumentarlatemperaturadeldisolvente.d)Incrementarlapresiónenlasuperficiedeldisolvente.

(O.Q.L.Murcia2009)

Setratadelproceso:

KCl(s)K (aq)+Cl (aq)ΔH>0

a‐b) Falso. Agitar y aumentar el área superficial del soluto favorecen la velocidad de lareacciónperonoafectanalvalordelasolubilidad.

c)Verdadero.Siseaumentalatemperatura,secomunicacalorqueseempleaenromperlaredcristalinadelKCl.

Como se trata de un proceso endotérmico, el aumento de temperatura hace que elsistemasedesplacehacialadisolucióndelKCl(s).

d)Falso.Lapresiónnoafectaalasolubilidaddeunsólido.



3.52.Aunadisoluciónacuosasaturadade yatemperaturaconstante,se leañadenunosgramosde hastasudisolucióntotal.¿Cuálseráelefectosobreladisoluciónde

?a)Disminuye[ ]b)Aumenta[ ]c)Aumentalasolubilidaddel d)Aumenta del e)Noproduceningúnefecto.

(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)(O.Q.L.Asturias2010)(O.Q.L.Asturias2012)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelBaSO (s)es:

BaSO (s)Ba (aq)+SO (aq)


K =[Ba ][SO ]

Laadiciónde ,sustanciaquetieneunioncomúnconlospresentesenelequilibrioproduceunaumentode[SO ],portanto,paraquesemantengaelvalordelaconstanteK seproduceunadisminuciónde[ ].

Larespuestanocorrectaeslaa.

3.53. Tras añadir una cierta cantidad de AgCl a un cierto volumen de agua, removerenérgicamente y esperarun tiempoadecuado sehandepositado en el fondo4gramosdesólido.Siposteriormenteseañade1gramomásdeAgClysevuelveaagitar:a)NocambiarálaconcentracióndeCl–deladisolución.b)Habrá4gramosdesólidoenelfondo.c)Lacantidaddesólidosindisolverdependerádeltiempodeagitación.d)Lacantidaddesólidosindisolverdependerádelvolumendeaguausado.

(O.Q.L.Murcia2010)

La adición de 5 g de AgCl (s) al agua hace que una pequeñísima cantidad de AgCl sedisuelva,conloqueladisoluciónquedasaturadadeacuerdoconelsiguienteequilibrio:


LacantidaddeAgCl(s)quesedisuelveylaquequedasindisolverenelfondodependede la solubilidad de la sustancia y, por tanto, de la cantidad de agua presente en elrecipiente.


3.54. A 25°C el valor de para el es 3,4·10 . Se puede afirmar que lasolubilidad:a)Es2,04·10 mol· .b)Aumentaendisolucióndehidróxidodesodio.c)Novaríaconlatemperatura.d)Aumentaalagitarfuertemente.

(O.Q.L.Murcia2010)

a)Verdadero.ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelMg OH (s)es:




K =[Mg ][OH


[Mg ]=s [OH ]=2s


K =s 2s =4s


3,4·10 =4s s=2,04·10 mol·

b)Falso.Alañadirunioncomúndisminuyelasolubilidad.

c)Falso.Alelevarlatemperaturaseaportacalorysefavoreceladisolucióndelsólido.

d)Falso.Lapropuestacarecedesentido.


3.55.El esuncompuestomuypocosolubleenaguapura.¿Quéocurrirásiaunadisoluciónprecipitadade seleañade ?a)PrecipitarámáshidróxidoalmodificarelpH.b)Lasolubilidaddelhidróxidonoseveráafectada.c)LasolubilidadaumentaporqueelpHdisminuye.d)Nosepuedecontestarsineldatodelproductodesolubilidad.




Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,Kps,es:

K =[Mg ][OH

ElNH Clesunasalquealdisolverseenaguaproducehidrólisisácida,yaqueelionNH reaccionaconelH OliberandoionesH O .

NH (aq)+H O(l)NH3(aq)+H O (aq)

EstosionesH O consumenionesOH deladisoluciónproduciendoundescensodelpH.Para que se mantenga el valor de la constante K el equilibrio se desplaza hacia laderechadisolviéndosemásMg OH (s)yaumentandoconellosusolubilidad.

Larespuestanocorrectaeslac.

3.56.Cuandosedisuelve en1Ldecadaunade lassiguientesdisoluciones,¿enquécasosedisolverámayorcantidaddesal?a) (aq)1,00Mb)NaOH(aq)1,00Mc)HCl(aq)1,00Md) (aq)1,00M

(O.Q.L.Madrid2010)

a) Falso. La presencia de un ion común, NO , hace disminuir la solubilidad de unasustancia.


b)Falso.NohayreacciónconNaOH.

c)Falso.HayreacciónconHClqueproducelaprecipitacióndeAgCl.

d)Verdadero.HayreacciónconNH queproduceeldesplazamientodelareacciónhacialaderechafavoreciendoladisolucióndeAgNO :

AgNO (s)+2NH (aq)Ag NH (aq)+NO (aq)


3.57.Indiquecuáldelossiguientessulfurosesmássolublesolubleenagua:a)CuSb) c)CoSd)FeS

(O.Q.L.Madrid2010)

El sulfuro más soluble en agua es , ya que casi todas las sales alcalinas son muysolublesenagua,yademás,lossulfurosdemetalesdetransiciónsoninsolubles.


3.58.Enunadisoluciónsaturadade sedebecumplirque:a)[ ][ ]3< b)[ ][ ]3> c)[ ][ ]3= d)[ ]3[ ]<


EnelequilibriocorrespondienteaunadisoluciónsaturadadeAl OH secumpleque:

Al OH (s)Al (aq)+3OH (aq)


=[ ][


3.59.Dados los siguientes compuestos (entreparéntesis se indican sus ):ZnS (23,80),AgCl(9,80)y (11,95).Ordénelosporsusolubilidadmolarcrecienteenagua:a) ,ZnS,AgClb)ZnS, ,AgClc)ZnS,AgCl, d)AgCl, ,ZnSe) ,AgCl,ZnS


LosrespectivosproductosdesolubilidadK son:

pK (Ag CrO )=23,80K =1,58·10

pK (AgCl)=9,80K =1,58·10

pK (ZnS)=11,95K =1,12·10

RelacionandoK sonlasolubilidadmolarparacadasal:


ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAg CrO (s)es:

Ag CrO (s)2Ag (aq)+CrO (aq)


K =[Ag [CrO

LlamandosalasolubilidadmolardelAg CrO yconsiderandoqueenelequilibrio:

[Ag ]=2s [CrO ]=2s


K = 2s s=4s


1,58·10 =4s s=7,33·10 mol·




K =[Ag ][Cl ]

LlamandosalasolubilidadmolardelAgClyconsiderandoqueenelequilibrio:

[Cl ]=[Ag ]=s


K =s


1,58·10 =s s=1,26·10 mol·

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelZnS(s)es:

ZnS(s)Zn (aq)+S (aq)


K =[S ][Zn ]

LlamandosalasolubilidadmolardelZnSyconsiderandoqueenelequilibrio:

[S ]=[Zn ]=s


K =s


1,12·10 =s s=1,06·10 mol·

Loscompuestosordenadosporsolubilidadmolarcrecienteson:


<ZnS<AgCl


3.60.En0,75LdedisolucióndeKOHdepH=10, lamasaengramosdemagnesioque sepuededisolveres:a)10 b)3,4·10 c)0,062d)0,62

(Dato. =3,4·10 ;Mg=24,32)(O.Q.L.Asturias2011)




K =[Mg ][OH


[Mg ]=s [OH ]=2s


EnunadisolucióndepH=10:

pH+pOH=14pOH=14–10=4[OH ]=10 pOH=10 M


Mg =s=K

OHs=

3,4·10

10=3,4·10 M

LamasadeMgquepuededisolverseen0,75Ldedisoluciónes:

0,75Ldisolucion3,4·10 molMg1Ldisolucion

24,32gMg1molMg

=0,062g


3.61.¿Cuálserá laconcentraciónde ioncloruroqueseobtienealcolocar2gdeclorurodeplomo(II)en100mLdeaguapurasielproductodesolubilidades =10 , ?a)1,4·10 Mb)2,2·10 Mc)3,4·10 Mb)6,8·10 M(Dato.Cl=35,45;Pb=207,19)


ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelPbCl (s)es:

PbCl (s)Pb (aq)+2Cl (aq)



K =[Pb ][Cl

LlamandosalasolubilidadmolardelPbCl yconsiderandoqueenelequilibrio:

[Pb ]=s [Cl ]=2s


K =s 2s =4s


10 , =4s s=3,4·10 M

Laconcentracióndecloruroes:

[Cl ]=2s=6,8·10 M


3.62.Paraunadisoluciónsaturadade lasolubilidadesiguala:a)Laconcentraciónde b)Laconcentraciónde divididaentredosc)Laconcentraciónde d)Eldobledelaconcentraciónde

(O.Q.L.Murcia2011)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelMg PO (s)es:

Mg PO (s)3Mg (aq)+2PO (aq)

LlamandosalasolubilidadmolardelMg PO sepuedeescribir:

[Mg ]=3s [PO =2s

Ningunarespuestaescorrecta.

3.63. ¿Cuálde los siguientes sulfurosprecipitados tienemayor concentraciónde catión endisoluciónacuosacomoconsecuenciadelequilibriodesolubilidad?a) (s) =8·10 b)CdS(s) =1·10 c)CoS(s) =3·10 d) (s) =6·10 e)HgS(s) =5·10


ElequilibriocorrespondientealadisolucióndeunasaldeltipoA S(s)es:

A S s xA aq +S aq


K =[A [S

LlamandosalasolubilidadmolardelA Syconsiderandoqueenelequilibrio:

[A ]=xs[S ]=s



K = xs ·s=x ·s

Elvalordelasolubilidadparaunadeterminadasales:

s=K

x

LamayorconcentracióndecatiónendisoluciónacuosacorrespondealsulfuroquetengamayorK ymayornúmerodecationesporunidadfórmula.

Para elvalordelasolubilidades:

s=6·102

=5,3·10 M

Elvalorde[Tl serajustamenteeldoble,1,06·10 M.


3.64.Laexpresióndelproductodesolubilidad( )parael es:a)[ ][ ]b)[ ][2 ]3c)[ ][ ]2d)[ ][2 ]2


ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelPb IO (s)es:

Pb IO (s)Pb (aq)+2IO (aq)


=


3.65.Señalelaafirmacióncorrecta:a)Alserelclorurodeplataunasalmuyinsoluble,sudisoluciónsaturadadeestasalesmuyconcentrada.b)Todosloshidróxidosinsolublessehacenmássolublesenmedioalcalino.c)Todosloshidróxidosinsolublessehacenmássolublesenmedioácido.d)Enunadisoluciónsaturadadeclorurodebario[ ][ ]= .


a) Falso. Si el AgCl es una sustancia insoluble su disolución saturada contendrá unacantidadmuypequeñadelosionesquelaforman.

b) Falso. Sea un hidróxido insoluble como Fe OH . El equilibrio correspondiente a sudisoluciónes:


Si se añaden ionesOH (medio alcalino) de acuerdo con el principio deLeChâtelier, elsistemasedesplazaenelsentidoenelqueseconsumanlosionesOH añadidos,esdecirhacialaizquierda,portantolasolubilidaddelhidróxidodisminuye.


c)Verdadero.Siseañadeniones (medioácido),estosreaccionanconlosionesOH ,portanto,deacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelquesereponganlos ionesOH consumidos,esdecirhacia laderecha,portantolasolubilidaddelhidróxidoaumenta.

d)Falso.ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelBaCl (s)es:

BaCl (s)Ba (aq)+2Cl (aq)


K =[Ba ][Cl



4.PROBLEMASdeREACCIONESdePRECIPITACIÓN

4.1.Lasolubilidaddelhidróxidodemagnesioenaguapuraes0,6mgen50mL.CalculasusolubilidadenunadisolucióndehidróxidodesodiodepH=12.Comentalosresultadosobtenidosconargumentaciónteórica.

(Canarias1992)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelMg OH es:


ysuproductodesolubilidad:

K =[Mg ][OH

SilasolubilidadmolardelMg OH enaguapuraess:

s=0,6mgMg OH

50mL1mmolMg OH58,3mgMg OH

=2,1· M

lassolubilidadesdelosionesson:

[Mg ]=s [OH =2s


K =s 2s =4s K =4 2,1·10 =3,7·10

SiunadisolucióntienepH=12:

pOH=14–pOH=2[OH ]=10 [OH ]=10 M

Sustituyendo en la expresión de K se obtiene la solubilidad del Mg(OH)2 en dichadisolución:

[Mg ]=K

OH[Mg ]=

3,7·1010

=3,7· M

Comoseobserva,lasolubilidadhadisminuidoporlapresenciadeunioncomún,OH ,locual es coherente con lo que propone el principio deLeChâtelier, que si se aumenta laconcentración de alguna de las sustancias presentes en el equilibrio, en este caso unproducto,elsistemasedesplazaenelsentidoenelquedesciendadichaconcentración,enestecasoseformamásprecipitado,loquequieredecirquedisminuyelasolubilidaddelasustancia.

4.2.Sisemezclan25,0mLdedisolucióndeNaCl1,20·10 M,con50,0mLdedisoluciónde1,00·10 M,¿precipitaráAgCl?¿Cuálesseránlasconcentracionesde y en

disolución?

(Dato. (AgCl)=1,70·10 )(Canarias1995)

LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreAg SO yNaCles:

Ag SO (aq)+2NaCl(aq)2AgCl(s)+Na SO (aq)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAgCles:




K =[Ag ][Cl

Paraqueseformeprecipitado,esprecisoqueelproductoiónico:

[Ag ][Cl >K

Considerandovolúmenesaditivos,lasconcentraciones[Ag ]y[Cl ]unavezefectuadalamezcla:

[Ag ]=50mLAg 1,00·10 M

2,00·10 mmolAg 1mLAg 1,00·10 M

50+25 mLdisolucion=1,33·10 M

[Cl ]=25mLCl 1,20·10 M

1,20·10 mmolCl 1mLCl 1,20·10 M


Sustituyendoenelproductoiónicoseobtiene:

1,33·10 4,00·10 =5,33·10

Comoseobserva,elproductoiónicoesmayorqueK ,portanto,síseformaprecipitadodeAgCl.

Paradeterminar lasconcentracionesde los ionesendisoluciónesprecisosaberantes lacantidaddeprecipitadodeAgClformado.Paraelloesnecesariosaberpreviamentecuáleselreactivolimitante:

50mLAg SO1,00·10 mmolAg SO

1mLAg SO=0,5mmolAg SO

25mLNaCl1,20·10 mmolNaCl

1mLNaCl=0,3mmolNaCl

0,3mmolNaCl0,5mmolAg SO

=0,6

Larelaciónmolaresmenorque2, loquequieredecirquesobraAg SO yque segastacompletamenteelNaClqueactúacomoreactivolimitantequedeterminalacantidaddeprecipitadoformado:

0,3mmolNaCl1mmolAgCl1mmolNaCl

=0,3mmolAgCl

Teniendoencuentalascantidadesdesustanciasiniciales:

Ag SO (aq)2Ag (aq)+SO (aq)

0,5mmol1,0mmol


0,3mmol0,3mmol

LaconcentracióndeAg endisoluciónes:

[Ag ]=Ag inicial Ag precipitado

V total


ElAg precipitadoes:

0,3mmolCl1mmolAg1mmolCl

=0,3mmolAg

Sustituyendo:

[Ag ]=1,0mmolAg inicial 0,3mmolAg precipitado

50+25 mL=9,33·10 M

A partir del producto de solubilidad del AgCl se puede obtener la cantidad de Cl endisolución:

[Cl ]=K

[Ag ]=1,70·10

9,33·10=1,82·10 M

4.3.Elproductode solubilidaddelclorurodeplomo (II)enaguapuraa25°Ces1,7·10 .Calcula:a)Lasolubilidad,eng· ,delclorurodeplomo(II)enaguapuraa25°C.b)Losgramosde clorurode sodioquehayqueañadira100mLdedisolución0,01Mdeacetatodeplomo(II)parainiciarlaprecipitacióndeclorurodeplomo(II).

(Canarias1996)

a)ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelPbCl es:

PbCl (s)Pb (aq)+2Cl (aq)


K =[Pb ][Cl

SilasolubilidadmolardelPbCl ess,lassolubilidadesdelosionesson:

[Pb ]=s [Cl =2s


K =s 2s =4s

Lasolubilidadenaguaes:

s=K

4

3

s=1,7·10

4

3

=1,6·10 M

Habitualmente,lasolubilidadsesueleexpresareng·L :

1,6·10molPbCl

L278,2gPbClmolPbCl

=4,5g·L

b)LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentrePb CH COO yNaCles:

Pb CH COO (aq)+2NaCl(aq)2NaCH COO(aq)+PbCl (s)


[Pb ][Cl >K


ConsiderandoquelaadicióndeNaClaladisolucióndePb CH COO noproducevariacióndevolumen,elvalorde [Pb eselmismoqueelde ladisolucióndePb CH COO ,asíquedelproductodesolubilidadseobtieneelvalorde[Cl ]:

Cl =K

[Pb ] Cl =

1,7·100,01

=4,1·10 M

LamasamínimadeNaClaañadiraladisoluciónparaquecomienceaprecipitarPbCl es:

0,1Ldisolución4,1·10 molNaCl1Ldisolución

58,5gNaCl1molNaCl

=0,24gNaCl

4.4.Encuentralamáximaconcentracióndeion enaguasaturadacon ,a25°C,enlossiguientescasos:a)ApH=0b)ApH=3.

(Datos. Producto de solubilidad del NiS = 3,2·10 ; constantes de acidez del : =9,1·10 , =1,2·10 .Ladisoluciónsaturadade es0,1Myenmedioácido,casitodoélestácomo )

(Galicia2003)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelNiSes:

NiS(s)Ni (aq)+S (aq)

Elproductodesolubilidadcorrespondientees:

K =[Ni ][S

LosequilibrioscorrespondientesaladisociacióndelH2Sson:

H S(aq)HS (aq)+H O (aq)

HS (aq)S (aq)+H O (aq)

ylasexpresionesdelasrespectivasconstantesdeacidez:

K =HS [H O ]

[H S]K =

S [H O ]HS

Combinandoambasexpresionesseelimina[HS ]yseobtiene:

S =K1K2[H S][H O

Sustituyendo[S ]enelproductodesolubilidadsepuedeobtener[Ni ]:

[Ni =K

K K [H S][H O

a)SipH=0

[H O ]=10 [H O ]=10 =1M

[Ni ]=3,2·10

9,1·10 1,2·10 0,11 =0,293M


b)SipH=3

[H O ]=10 [H O ]=10 M

[Ni ]=3,2·10

9,1·10 1,2·10 0,110 =2,93·10 M

4.5.Elaguafluorada,utilizadaparaprevenirlacariesdental,sueleconteneralrededorde1ppmdeion ,esdecir,1gde porcada10 gdeagua.a)¿Cuálserálaconcentraciónmolardelionfluoruro?b)Si se tieneunaguaduraen laqueexisteunaconcentraciónde iones 10 M,¿seformaráprecipitadoenelprocesodefluoración?c) Si se añade una concentración 10 M de ácido fluorhídrico. ¿Qué ocurrirá? ¿Cuántovaldráahoralasolubilidad?

(Dato. ( )=4,0·10 )(Asturias2004)

a)Elvalorde F enelaguaes:

1gF

106gagua1molF19gF

103gagua1Lagua

=5,3·10 M

b)ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelCaF es:

CaF (s)Ca (aq)+2F (aq)

Elproductodesolubilidadcorrespondientees:

K =[Ca ][F


[Ca ][F >K

10 5,3·10 =2,8·10

Como se observa, el producto iónico es menor que K , por tanto, no se formaprecipitadode .

c)Setratadelcasodelasolubilidaddeunasustanciaenunadisoluciónquepresentaunioncomún.Enestecasoelvalorde[F ]enelequilibrioes:

[F ]= 2s+10 M

Como2s<<10 ;sepuedeaproximarsincometergranerrorque, 2s+10 M≈10 M

SiendoslanuevasolubilidadmolardelCaF ,laexpresióndeK quedacomo:

K =s 10

s=4,0·10

10=4,0·10 M

Alañadirunioncomúnelequilibriosedesplazahacialaformacióndelsólidoconloquelasolubilidaddisminuye.


4.6. a)Deduce razonadamente si se forma un precipitado de sulfato de bario ( ) almezclar 100mL de sulfato de sodio ( ) 7,5·10 M y 50mL de cloruro de bario( )0,015M.estasdossales( y )seencuentrantotalmentedisociadas.b) Indica cómo evolucionará el equilibrio anterior en cada uno de los tres supuestossiguientes:b1)Seañade enformade .b2)Seañade enformade .b3)Seaumentaelvolumenañadiendoaguahasta1L.

(Dato. ( )=1,1·10 )(Canarias2010)

a)LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreNa SO yBaCl es:

Na SO (aq)+BaCl (aq)BaSO (s)+2NaCl(aq)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelBaSO es:

BaSO (s)Ba (aq)+SO (aq)


K =[Ba ][SO


[Ba ][SO >K

TantoNa SO yBaCl seencuentrantotalmentedisociadosdeacuerdoconlassiguientesecuaciones:

Na SO (aq)2Na (aq)+SO (aq)

BaCl (aq)Ba (aq)+2Cl (aq)

Considerandovolúmenesaditivos,lasconcentraciones[Ba ]y[SO ]unavezefectuadalamezcla:

[Ba ]=50mLBa 0,015M

0,015mmolBa 1mLBa 0,015M


[SO ]=100mLSO 7,5·10 M

7,5·10 mmolSO 1mLSO 7,5·10 M


Sustituyendoenelproductoiónicoseobtiene:

5,0·10 5,0·10 =2,5·10

Comoseobserva,elproductoiónicoesmayorqueK ,portanto,síseformaprecipitadode .

b1‐b2)TantoBa NO yK SO seencuentrantotalmentedisociadosdeacuerdoconlassiguientesecuaciones:

Ba NO (aq)Ba (aq)+2NO (aq)

K SO 2K (aq)+SO (aq)


Laadicióndeestasdossales, y ,sustanciasquetienenalgúnioncomúncon los presentes en el equilibrio del apartado anterior producen un aumento de lasconcentraciones iónicas. De acuerdo con el principio de Le Châtelier, el equilibrio sedesplaza enel sentidoenelque se consuman los ionesBa o SO añadidos, esdecirhacialaizquierda.

b3)Si seaumentaelvolumende ladisolución, las concentraciones iónicas se hacenmenores.DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,paraqueserecupereelequilibrioesprecisoquesedisuelvamáscantidaddeprecipitadoyelequilibriosedesplazahacialaderecha.

4.7.¿Cuántosgramosde sepuedendisolveren0,25Ldeagua?¿Yen1LdedisoluciónacuosaquecontieneNaF0,01M?

(Dato. ( )=8,0·10 )(Córdoba2010)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelHgF es:

HgF (s)Hg (aq)+2F (aq)

Laconstantedeequilibriodelprocesodesolubilidades:

K =[Hg ][F

SilasolubilidadmolardelHgF ess,lassolubilidadesdelosionesson:

[Hg ]=s [F =2s


K =s 2s =4s


s=K

4

3

s=8,0·10

4

3

=2,7·10 M

Habitualmente,lasolubilidadsesueleexpresareng·L :

2,7·10molHgF

L238,6gHgFmolHgF

=0,648g·L

Lamasadeestasustanciaquesepuededisolveren0,25Ldeaguaes:

0,648gHgFL

0,25L=0,162g

Setratadelcasodelasolubilidaddeunasustanciaenunadisoluciónquepresentaunioncomún.Enestecasoelvalorde[F ]enelequilibrioes:

[F ]= 2s+10 M

Como2s<<10 ;sepuedeaproximarsincometergranerrorque, 2s+10 M≈10 M

SiendoslanuevasolubilidadmolardelHgF ,laexpresióndeK quedacomo:

K =s 10


s=8,0·10

10=8,0·10 M

Lamasadeestasustanciaquesepuededisolveren1Ldeestadisoluciónes:

8,0·10molHgF

L238,6gHgFmolHgF

1L=0,19g

4.8.Seañaden0,2827gdeiodatodeplataaunlitrodeagua,seagitaduranteunratoysefiltra.Lamasadesólidonodisuelto,retenidoenelfiltro,es0,2338g.Calcular laconstanteproductodesolubilidaddeliodatodeplata.

(Murcia2011)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAgIO3es:

AgIO (s)Ag (aq)+IO (aq)


K =[Ag ][IO

SilasolubilidadmolardelAgIO ess,lassolubilidadesdelosionesson:

[Ag ]=s [IO =s


s=0,28270,2338 gAgIO

L1molAgIO282,9gAgIO

=1,73·10 M


K = 1,73·10 =3,0·10

4.9. Conocido el producto de solubilidad del hidróxido de hierro (II), =3,16·10 ,sienelaguadeunmanantialdeaguas ferruginosasquecontiene10mg/Lde

seelevaela7,8,¿precipitarádichóhidróxido?¿AquépHcomienzalaprecipitacióndedichohidróxido?

(Córdoba2011)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelFe OH es:



K =[Fe ][OH

Lasconcentracionesiónicasinicialesson:

10mgFe1Lagua

1gFe

103mgFe1molFe55,8gFe

=1,79·10 M

[H O ]=10 [H O ]=10 , M

OH =KH O

OH =10

10 , =6,31·10 M



[Fe ][OH >K

1,79·10 6,31·10 =7,13·10

Como se observa, el producto iónico es menor que K , por tanto, no se formaprecipitadode .

Elvalorde OH paraquecomienceaprecipitarelhidróxidoenesaaguaes:

OH =K

[Fe ] OH =

3,16·10

1,79·10=4,20·10 M

ElvalordelpHes:

H O =KOH

H O =10

4,20·10=2,38·10 M

pH=‐log H O pH=‐log 2,38·10 =10,62

4.10.Sepreparan50mLdedosdisoluciones,unacon5,0gdeclorurodecalcioyotracon5,0gdecarbonatode sodio.Sevierteunadisolución sobreotra (sepuede suponervolúmenesaditivos).a)Seobservalaaparicióndeunprecipitado.Nombreyescribalafórmuladelcompuestoqueprecipita.b) Una vez realizada la precipitación, calcule la concentración de iones presentes en ladisolución.Sefiltraladisolución,sesecaysepesaelprecipitado.c)¿Quémasatiene?Medianteunaespátulasecogeelprecipitadoyseintroduceenuntubodeensayoañadiendounospocosmililitrosdedisolucióndeácidoclorhídrico1,0Magitandosuavementehastaquedesaparezcatodoelprecipitado.d)¿CuántosmLdedisoluciónácidasedebeechar?e)Mientrasseañadeladisolucióndeácidoclorhídricoseobservaunburbujeo,¿dequégassetrata?

(Dato. ( )=8,7·10 )(Asturias2012)

a) La ecuación química correspondiente a la reacción entre cloruro de calcio (CaCl ) ycarbonatodesodio(Na CO )es:

CaCl (aq)+Na CO (aq)2NaCl(aq)+2CaCO (s)

Elsólidoformadoescarbonatodecalcio, .

b) Tanto Na CO y CaCl se encuentran totalmente disociados de acuerdo con lassiguientesecuaciones:

Na CO (aq)2Na (aq)+CO (aq)

CaCl (aq)Ca (aq)+2Cl (aq)

Paradeterminar lasconcentracionesde los ionesendisoluciónesprecisosaberantes lacantidaddeprecipitadodeCaCO formado.Paraelloesnecesariosaberpreviamentecuáleselreactivolimitante:


5,0gNa CO1molNa CO 106gNa CO

=0,0472molNa CO

5,0gCaCl1molCaCl111gCaCl

=0,0450molCaCl

0,0472molNa CO0,0450molCaCl

=1,05

Larelaciónmolaresmayorque1, loquequieredecirquesobraNa CO yque segastacompletamenteel queactúacomoreactivolimitantequedeterminalacantidaddeprecipitadoformado:

0,0450molCaCl1molCaCO1molCaCl

=0,0450molCaCO

Teniendo en cuenta las cantidades de sustancias iniciales y considerando volúmenesaditivos:

CaCl (aq)2Cl (aq)+Ca (aq)

0,0450molCaCl 0,0450molCa

0,0900molCl

Na CO (aq)2Na (aq)+CO (aq)

0,0472molNa CO 0,0944molNa

0,0472molCO

LaconcentracióndeCO endisoluciónsecalculamediantelaexpresión:

[CO ]=CO inicial CO precipitado

V total

ElCO precipitadoes:

0,0450molCa1molCO1molCa

=0,0450molCO

Sustituyendo:

[CO ]=0,0472molCO inicial 0,0450molCO precipitado

50+50 mL 10 mLdisolucion1Ldisolucion

=0,022M

ApartirdelproductodesolubilidaddelCaCO sepuedeobtener lacantidaddeCa endisolución.ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelCaCO es:



K =[Ca ][CO

[Ca ]=K

[CO ][Ca ]=

8,7·100,022

=3,95·10 M

Laconcentracióndelosotrosioneses:


[Cl ]=0,0900molCl50+50 mL

10 mLdisolucion1Ldisolucion

=0,090M

[Na ]=0,0944molNa50+50 mL

10 mLdisolucion1Ldisolucion

=0,094M

c)EllimitantedeterminalacantidaddeprecipitadodeCaCO formado:

0,0450molCaCO100molCaCO1molCaCO

=4,50g

d)LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreNa CO yHCles:

CaCO (aq)+2HCl(aq)CaCl (aq)+CO (g)+H O(l)

RelacionandoNa CO yHCl:

0,0450molCaCO2molHCl1molCaCO

1LHCl1,0M1,0molHCl

10 mLHCl1,0M1LHCl1,0M

=90mLHCl1,0M

e) El gas que se desprende es el dióxido de carbono ( ), que procede de ladescomposicióndelácidocarbónicoformadoenlareacción:

H CO (aq)CO (g)+H O(l)


5.CUESTIONESdeELECTROQUÍMICA


2Al(s)+2 (aq)+6 (l)3 (g)+2 (aq)¿Cuáleselagentereductor?a) b) c) d)Ale)


El agente reductor es la sustancia que se oxida, es decir que cede electrones. En estareaccióneselaluminio:

Al+4OH Al OH +3e


5.2.Paralasiguientesemirreacciónredoxenmediobásico:

(aq) (aq)¿Cuántoselectronesaparecenenlareacciónajustada?a)1b)2c)6d)3e)8


Lasemirreacciónajustadaes:

ClO (aq)+H O+2e Cl (aq)+2OH

SetratadelasemirreaccióndereduccióndelClO quesecomportacomooxidanteygana2electrones.


5.3.¿Cuáldelassiguientesespeciesquímicasactúasolamentecomoagentereductor?a) b)Sc) d)Nae)

(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Madrid2011)

a)Falso.H puedeoxidarseaH ,obienreducirseaH .

b)Falso.SpuedeoxidarseaS oS ,obienreducirseaS .

e)Falso.F eselagenteoxidantemásfuertequeexisteysólopuedereducirseaF .

c‐d)Verdadero. De todas las especies propuestas la única quepuede actuar sólo comoagentereductoreselNayaquesólopuedeoxidarseaNa :

Na(g)Na (g)+e



5.4.Lasemirreacciónajustadaquerepresenta (aq)actuandocomounagenteoxidanteendisoluciónácidaes:a)2 (l) (aq)+2 (aq)+2 b) (aq)+2 (aq)+2 2 (l)c) (aq) (g)+2 (aq)+2 d) (aq) (g)+ (g)+2 e) (g)+2 (aq)+2 (aq)


SielH O actúacomoagenteoxidante,enmedioácido,ganaelectronesysereduceaH O.Lasemirreacciónajustadacorrespondientees:

(aq)+2 (aq)+2 2 (l)


5.5.¿Cuáleselestadodeoxidacióndelmanganesoenelpermanganatopotásico( )?a)‐8b)+7c)‐7d)+16e)+8

(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.CastillayLeón2007)

SabiendoquelosnúmerosdeoxidacióndelKyOson,respectivamente,+1y‐2,yqueenuncompuestolasumadelosnúmerosdeoxidacióndeloselementosquelointegranes0sepuedeplantearlasiguienteecuación:

1 +1 +1 x +4 ‐2 =0x=+7


5.6.Losproductosdelaelectrólisisde fundidoson:a) (g)y (g)b)Mg(l)y (aq)c)Mg(l)y (g)d)Mg(l)y (g)e) (g)y (g)

(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Madrid2009)

Elclorurodemagnesiofundidoseencuentraenformaiónicadeacuerdoconlaecuación:

MgCl (l)2Cl (l)+Mg (l)

El ánodo es el electrodo en el que tiene lugar la reacción de oxidación y teniendo encuentaquelaúnicaespeciequepuedeoxidarseeselCl (l)a (g),laecuaciónquímicacorrespondienteadichoprocesoes:

2Cl (l)Cl (g)+2e

El cátodo es el electrodo en el que tiene lugar la reacción de reducción y teniendo encuenta que la única especie que puede reducirse es el Mg (l) aMg (l), la ecuaciónquímicacorrespondienteadichoprocesoes:

Mg (l)+2e Mg(l)



5.7.Lospotencialesestándardeelectrodoparalassiguientesreaccionesson:

(aq)+ Ag(s) E°=0,80V

(aq)+ (aq) E°=0,77V

(aq)+2 Cu(s) E°=0,34VElagentereductormásfuertees:a) (aq)b)Ag(s)c) (aq)d)Cu(s)e) (aq)

(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.CastillayLeón2002)(O.Q.L.Asturias2007)

El agente reductormás fuerte es aquel que tiene el potencial normal de electrodomáspequeño.DelosvaloresdadoselmáspequeñolecorrespondealCu(s).


5.8.Paraconvertir en senecesita:a)Temperaturaalta.b)Unabasefuerte.c)Unácidofuerte.d)Unagentereductor.e)Unagenteoxidante.


a)Verdadero. Si el perclorato de sodio se calienta fuertemente se reduce a cloruro depotasiocondesprendimientodeoxígeno:

NaClO (s)NaCl(s)+2O (g)

d) Verdadero. Otra posibilidad es hacer reaccionar el perclorato frente a un agentereductorcomopodríaserelMg:

Reducción:ClO +4H O+8e Cl +8OH

Oxidación:4 MgMg +2e

Laecuaciónglobales:

ClO +4H O+4MgCl +8OH +4Mg

Lasrespuestascorrectassonayd.

5.9. ¿Cuántos moles de (g) se producen por electrólisis de una disolución acuosaconcentradadeNaCl,siseutilizaunacorrientede2,00Adeintensidaddurante8,0horas?a)0,298b)0,149c)0,894d)0,596e)0,00496

(Dato.F=96500C· )(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.CastillayLeón2002)(O.Q.L.Asturias2009)

El cloruro de sodio en disolución acuosa se encuentra disociado de acuerdo con laecuación:



LaecuaciónquímicacorrespondientealaoxidacióndelCl aCl enelánodoes:

2Cl (aq)Cl (g)+2e

Lacantidaddecorrientequepasaporlacubaelectrolíticaes:

2,00A·8,0h3600s1h

1C1A·s

1F

96500C1mole1F

=0,597mole

RelacionandomolesdeelectronesydeCl :

0,597mole1molCl 2mole

=0,298mol


5.10. La semirreacción que ocurre en el ánodo durante la electrólisis de cloruro sódicofundidoes:a) (l)+ Na(l)b) (g)+2 2 (l)c)2 (l) (g)+4 (aq)+4 d)2 (l) (g)+2 e)Na(l) (l)+

(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.LAsturias2007)

Elclorurodesodiofundidoseencuentraenformaiónicadeacuerdoconlaecuación:

NaCl(l)Cl (l)+Na (l)

ElánodoeselelectrodoenelquetienelugarlareaccióndeoxidaciónyteniendoencuentaquelaúnicaespeciequepuedeoxidarseeselCl (l),laecuaciónquímicacorrespondienteadichoprocesoes:

2 (l) (g)+2


5.11.Sisehacepasarunacargaeléctricade1020Catravésdeunadisoluciónde ,calculeelnúmerodemolesdeplatadepositados.a)0,0212b)2,00c)0,0106d)1,00e)0,0424(Dato.F=96500C· )


Elnitratodeplataendisoluciónacuosaseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:

AgNO (aq)Ag (aq)+NO (aq)

LaecuaciónquímicacorrespondientealareduccióndelAg enelcátodoes:

Ag (aq)+e Ag(s)

RelacionandolacantidaddecorrientequepasaporlacubaconAgdepositada:

1020C1F

96500C1mole1F

1molAg1mole

=0,0106molAg



5.12.Cuandoelanióndicromatoactúacomooxidanteenmedioácido,elcromo(VI)sereduceacromo(III).Lamasaequivalentedeldicromatodepotasioenestetipodereaccioneses:a)Lamitaddelamasamolecular.b)Latercerapartedelamasamolecular.c)Laquintapartedelamasamolecular.d)Lasextapartedelamasamolecular.

(O.Q.L.Murcia1996)

Lasemirreaccióncorrespondientealareduccióndeldicromatoes:

Cr O +14H +6e 2Cr +7H O

Relacionandomolesdedicromatoconmolesdeelectrones(faradays)seobtienelamasaequivalentedeldicromatocomooxidante:

1molCr O6mole

MCr O

1molCr O=M6



+2 +4 + +2 Losagentesoxidanteyreductor,respectivamente,son:a) y b) y c) y d) yCle) y


Lassemirreaccionesson:

Reducción:MnO +4H +2e Mn +2H O

eseloxidantelaespeciequeganaelectronesysereduce.

Oxidación:2Cl Cl +2e

eselreductorlaespeciequecedeelectronesyseoxida.


5.14.¿Cuáleselestadodeoxidacióndelazufreenelditionitodesodio( )?a)+8b)‐6c)+6d)+3e)‐3

(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.L.Asturias2008)

Considerando que ambos átomos de azufre tengan el mismo número de oxidación, ysabiendoquelosnúmerosdeoxidacióndelNayOson,respectivamente,+1y‐2,yqueenuncompuestolasumadelosnúmerosdeoxidacióndeloselementosquelointegranes0sepuedeplantearlasiguienteecuación:

2 +1 +2 x +4 ‐2 =0x=+3




+2NaI2NaCl+ Delossiguientesenunciados,señaleelqueconsiderecorrecto:a)Lamoléculade actúacomoreductor.b)Losiones actúancomooxidantes.c)El eseloxidanteconjugadodelosiones .d)Losiones sonlosoxidantesconjugadosdel .e)Elnúmerodeoxidacióndelcloroaumentaenestareacción.

(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.L.CastillayLeón2002)

a)Falso.ElCl actúacomooxidanteyaqueganaelectronesysereduceaCl :

Cl +2e 2Cl

b)Falso.ElNa nocambiadenúmerodeoxidación.Secomportacomounionespectadorquesóloaportacarga.

c)Verdadero.ElI actúacomooxidanteyaqueganaelectronesysereduceaI :

I +2e 2I

d)Falso.ElionCl sólopuedeactuarcomoreductoryaquetienesunúmerodeoxidaciónmásbajoyúnicamentepuedecederelectronesyoxidarse.

e)Falso.Elnúmerodeoxidacióndel cloroenesta reaccióndisminuyeyaquepasade0(Cl )a‐1(Cl ).


5.16. Si elnúmerodemolesde electrones,así como elde todas las especiesquímicas queintervienenenlareaccióndeunapilasemultiplicapordos:a)Elpotencialdelapilaseduplica.b)Elpotencialsereducealamitad.c)Elpotencialnovaría.d)Elpotencialseelevaalcuadrado.e)Laintensidaddelacorrienteeléctricapermanececonstante.

(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.CastillayLeón2001)(O.Q.L.Asturias2009)

Porejemplo,dadaslassemirreacciones:

Zn(s)Zn (aq)+2e

Cu (aq)+2e Cu(s)

Lareacciónglobales:

Zn(s)+Cu (aq)Zn (aq)+Cu(s)

AplicandolaecuacióndeNernst:

E=Eo0,0592n

logQE=Eo0,05922

log[Zn ][Cu ]

Multiplicandotodopor2:

2Zn(s)+2Cu (aq)2Zn (aq)+2Cu(s)



E=Eo0,05924

log[Zn[Cu

=Eo0,05922

2log[Zn ][Cu ]

Eo0,05922

log[Zn ][Cu ]

Comoseobserva,elpotencialdelapilapermanececonstante.


(EnlacuestiónpropuestaenCastillayLeón2001unadelasopcioneses:“Elpotencialdelapilanovaría,loquevaríaeslafuerzaelectromotriz”).

5.17. ¿Cuál de los siguientes iones será reducido por el ion (aq) en condicionesestándar?Potencialesnormalesdeelectrodo:

E°( /Pb)( /Ca)( /Al)( /Fe)( /Zn)( / )(V)‐0,13‐2,87‐1,67‐0,44‐0,76‐0,42

a) (aq)b) (aq)c) (aq)d) (aq)e) (aq)


ComoelpotencialnormaldeelectrododelparCr /Cr esE°=‐0,42V,elúnicoionquepuedeserreducidoporelCr esaquelquetengaunpotencialdeelectrodomayor,delosionesdados, eselquecumpledichacondición,E°=‐0,13V.

Lassemirreaccionescorrespondientesson:

Cátodo(reducción):Pb +2e Pb E°=‐0,13V

Ánodo(oxidación):2 Cr Cr +e E°=+0,42V


Pb (aq)+2Cr (aq)Pb+2Cr E°=+0,29V

Comoseobserva,E°>0,ycomoΔG°=‐nFE°<0,setratadeunprocesoespontáneo.



2 (aq)Cu(s)+ (aq),elpotencialestándares0,19Va25°C.SabiendoqueF=96489C,elvalordeΔG°es:a)‐18,33kJb)‐95,00kJc)+37,23kJd)+18,33kJe)‐37,23kJ

(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.L.CastillayLeón2001)

LaexpresiónquerelacionalavariacióndeenergíalibredeGibbs,ΔG°,conelpotencialdelacélula,E°,es:

ΔG°=‐nFE°


siendonelnúmerodeelectronesintercambiadosenlareacción.

Lassemirreaccionesquetienenlugarson:

Reducción:Cu (aq)+e Cu(s)

Oxidación:Cu (aq)Cu (aq)+e


2Cu (aq)Cu(s)+Cu (aq)

Sustituyendo:

ΔG°=‐1 96489C 0,19V1kJ10 J

=‐18,33kJ


5.19.Losproductosdelaelectrólisisdeunadisoluciónacuosade son:a) (g)y (aq)b)Na(s)y (g)c) (g)y (aq)d) (g)y (g)e) (g)y (aq)


Elácidosulfúricoendisoluciónacuosaseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:

H SO (aq)SO (aq)+2H (aq)

además, la presencia del ácido sulfúrico favorece la ionización del agua presente en ladisolución:

H O(l)H (aq)+OH (aq)


Cátodo(reducción):2H (aq)+2e (g)

Ánodo(oxidación):4OH (aq) (g)+2H O(l)+4e

ElionH sereducemásfácilmentequeelionsulfatoyaquetieneunpotencialnormaldeelectrodomenor.


5.20.Elhidrógenosecomportacomounagenteoxidantecuandoreaccionacon:a)Calcioparadarhidrurodecalcio.b)Bromoparadarbromurodehidrógeno.c)Nitrógenoparadaramoníaco.d)Azufreparadarsulfurodehidrógeno.

(O.Q.L.Murcia1997)

Lasemirreacciónenlaqueelhidrógenosecomportacomooxidantees:

Reducción:H (g)+2e 2H (aq)

ParaelloesnecesarioqueelH (aq)reaccionefrenteaunreductormuyenérgicocomopuedeserelCa,metalalcalinotérreo:


Oxidación:Ca(s)Ca (aq)+2e (oxidación)

EnloscompuestosformadosenHBr,NH yH S,elhidrógenotienenúmerodeoxidación+1.En los trescasoselhidrógenohaaumentadosunúmerodeoxidación,esdecirsehaoxidado,portanto,actúacomoreductor.


5.21.Puedeclasificarsecomoreacciónredox:a)HBr+ + + b) + + c)CaO(exceso)+ + d)CaO+ e) + CuS+2HCl

(O.Q.N.Burgos1998)

Unareacciónpuedeclasificarsecomoredoxsilasespeciesqueintervienenenellavaríansunúmerodeoxidacióny,portanto,intercambianelectrones.

Enlareacción:

+ + + bromoseoxida:pasade‐1 Br a0 Br

azufresereduce:pasade+6 H SO a+4 SO

Enelrestodelasreacciones,ningunadelasespeciescambiadenúmerodeoxidación.


5.22.Paralareacción:

+ + + + Sienlareacciónajustada,elcoeficienteestequiométricodelion es2,loscoeficientesde , y ,respectivamenteson:a)8,10,5b)16,10,5c)10,10,5d)4,8,4e)8,5,5

(O.Q.N.Burgos1998)(O.Q.L.Asturias2009)

Lassemirreaccionesajustadasson:

Reducción:2 MnO +8H +5e Mn +4H O

Oxidación:5 2Cl Cl +2e


2MnO +16H +10Cl 5Cl +8H O+2Mn



5.23. ¿Cuálde las siguientes semirreaccionespuede tener lugar en elánododeuna célulaelectroquímica?a) Cub) c) d) Ase)

(O.Q.N.Burgos1998)

Enloscasosa),b),c)yd)setratadesemirreaccionesdereducciónenlasquelasespeciesgananelectronesyquetienenlugarenelcátodo:

Cu +2e Cu

F +2e 2F

O +4H +4e 2H O

AsO +4H +3e As+2H O

Laúnicasemirreaccióndeoxidaciónenlaquelaespeciecedeelectronesyqueseproduceenelánodoes:

+7 +14 +6


5.24.Lospotencialesnormalesdeelectrodoparalossiguientesparesredoxson:+ Cu E°=0,522V+ E°=0,770V+ Ag E°=0,80V+2 Cu E°=0,34V

¿Cuáldelassiguientesespeciesseráreducidapor (aq)encondicionesestándar?a) (aq)b) (aq)c) (aq)d) (aq)e)AgCl(s)

(O.Q.N.Burgos1998)

ComoelpotencialnormaldeelectrododelparFe /Fe esE°=0,770V,elúnicoionquepuedeserreducidoporelFe esaquelquetengaunpotencialdeelectrodomayor,delosionesdados, eselquecumpledichacondición,E°=+0,80V.


Cátodo(reducción):Ag (aq)+e Ag(s) E°=+0,80V

Ánodo(oxidación):Fe (aq)Fe (aq)+e E°=‐0,77V


Fe (aq)+Ag (aq)Fe (aq)+Ag(s) E°=+0,03V

Comoseobserva,E°>0,ycomoΔG°=‐nFE°<0,setratadeunprocesoespontáneo.



(CuestiónsimilaralapropuestaenCiudadReal1997).

5.25. De las siguientes reacciones químicas que se formulan a continuación, indique lacorrecta:a)CuO+ (dil) +½ + b)CuO+3 (dil) + +Cuc)CuO+2 (dil) + d)CuO+ (dil) +½ e)CuO+ (dil) +

(O.Q.N.Burgos1998)

a)Nocorrecta.Hayunareducción:

HNO NO

yningunaoxidación.

b)Nocorrecta.Hayunareducción:

Cu CuO Cu

yningunaoxidación.

c)Correcta.Laecuaciónestáajustadaaunquenoesunprocesodeoxidación‐reducción.

d)Nocorrecta.Haydosreducciones:

Cu CuO Cu CuNO

H HNO H

yningunaoxidación.

e) No correcta. El Cu CuO no es capaz de oxidar al O CuO o O , por tanto, lareacciónpropuestanoesespontánea.


5.26.Sehacepasardurante20minutosunacorrientecontinuade15Adeintensidadportresceldasdeelectrólisisquecontienencadauna,unadisoluciónacuosadeHCl, y ,respectivamente.a)Seobtendrámayorvolumendehidrógenoenlaceldaquecontiene .b)SeobtendrámayorvolumendehidrógenoenlaceldaquecontieneHCl.c)Seobtendráelmismovolumendehidrógenoenlastresceldas.d)Enunadelasceldassedesprenderácloroenelcátodo.e)Enunadelasceldasseobtiene enelcátodo.

(O.Q.N.Burgos1998)

Losácidosclorhídrico,sulfúricoyfosfóricoendisoluciónacuosaseencuentrandisociadosdeacuerdoconlassiguientesecuaciones:

HCl(aq)Cl (aq)+H (aq)


H PO (aq)PO (aq)+3H (aq)

además,lapresenciadeácidofavorecelaionizacióndelagua:



En las tres celdas se produce las mismas semirreacciones independientemente de lacantidaddehidrógenoquellevacadaácido:

Cátodo(reducción):2H (aq)+2e H (g)

Ánodo(oxidación):4OH (aq)O (g)+2H O(l)+4e

El ionH se reducemás fácilmente que el resto de los iones ya que tiene un potencialnormaldeelectrodomenor.


5.27.Durantelaelectrólisisdeunadisoluciónacuosade conelectrodosdecobre:a)Seobtienecobremetálicoenelánodo.b)Alcirculardurante96489sunacorrientedeunamperio,sedeposita1moldeCu.c)Seoxidanlasimpurezasdemetalesmásnoblesqueelcobrequeacompañanalánodo.d)Sedepositacobremetálicoenelcátodo.e)Losmetalesactivossedepositanenelánodo.

(O.Q.N.Burgos1998)(O.Q.L.Asturias2009)

Elclorurodecobre(II),CuCl ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:

CuCl (aq)2Cl (aq)+Cu (aq)

Tambiénsetienelaionizacióndelagua:


Lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:

Cátodo(reducción):Cu (aq)+2e Cu(s)


Enelcátodo,elion sereducemásfácilmentequeelrestodelosionesyaquetieneunpotencialnormaldeelectrodomayorysedepositacomoCumetal.


5.28.¿Cuáldelassiguientestransformacionesesunaoxidación?a) b) c) d)

(O.Q.L.Murcia1998)

Unaoxidaciónesunprocesoenelqueunasustanciacedeelectrones.

a) Falso. La siguiente reacción no es de oxidación‐reducción ya que no se intercambianelectrones.

Cr O +6H +0e 2Cr +3H O

b) Falso. La siguiente reacciónno es de oxidación‐reducción ya queno se intercambianelectrones.


2CrO +H +0e Cr O +OH

c)Verdadero.Lasiguientereacciónesdeoxidaciónyaquesecedenelectrones.

Cr +8OH CrO +4H O+3e

d)Falso.Lasiguientereacciónesdereducciónyaquesegananelectrones.

2CrO +5H O+6e Cr O +10OH


5.29.Señalelaafirmaciónqueseacorrecta:a)Unreductorsereduceoxidandoaunoxidante.b)Unoxidantesereduceoxidandoaunreductor.c)Unoxidantereduceaunreductoryélseoxida.d)Unreductorseoxidaoxidandoaunoxidante.


Eloxidanteeslaespeciequímicaqueganaelectronesysereduce,alavezqueoxidaalreductor.

Elreductoreslaespeciequímicaquecedeelectronesyseoxida,alavezquereducealoxidante.


5.30.Elnúmerodeoxidacióndelátomodefósforoenelcompuestoquímico es:a)+1b)+2c)+3d)+4


SabiendoquelosnúmerosdeoxidacióndelBa,HyOson,respectivamente,+2,+1y‐2,yque en un compuesto la suma de los números de oxidación de los elementos que lointegranes0sepuedeplantearlasiguienteecuación:

+2 +4 +1 +2 x +4 ‐2 =0x=+1


5.31. La semirreacción ajustada que representa (aq) actuando como un agentereductorendisoluciónácidaes:a)2 (l) (aq)+2 (aq)+2 b) (aq) (g)+ (g)+2 c) (aq)+2 (aq)+2 2 (l)d) (g)+2 (aq)+2 (aq)e) (aq) (g)+2 (aq)+2

(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.CastillayLeón2001)

SielH O actúacomoagentereductor,enmedioácido,cedeelectronesyseoxidaaO .Lasemirreacciónajustadacorrespondientees:

(aq) (g)+2 (aq)+2



5.32.Seproduceunareacciónredoxentrelossiguientesreactivosa) con b)HClcon c) con d)HClconZnOe) con

(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Madrid2011)

a)Falso.Setratadeunareacciónácido‐base:

3H SO +2Al OH Al SO +3H O

b)Verdadero.EnlareacciónredoxentreHCl(agentereductor)frenteaKMnO (agenteoxidante)lassemirreaccionesajustadasson:




2MnO +16H +10Cl 5Cl +8H O+2Mn

Añadiendolosionesquefaltan(2K y6Cl )laecuaciónmoleculares:

2 +16HCl5 +2 +8 +2KCl

c)Falso.Setratadeunareacciónácido‐base:

2H PO +3Na S2Na PO +3H S

d)Falso.Setratadeunareacciónácido‐base:

2HCl+ZnOZnCl +H O

e)Falso.Setratadeunareaccióndeprecipitación:

H S+Cu CuS+2H


5.33.Cuando seañade aunadisolucióndeKI, se forma y sedetectaolora .Cuandoseajustalaecuaciónparaestareacción,elnúmerodeelectronestransferidoses:a)4b)1c)0d)8e)2



Reducción:SO +8H +8e S +4H O

Oxidación:4 2I I +2e

Laecuaciónglobalenlaquesehanintercambiado8electroneses:

SO +8H +8I 4I +4H O+S



5.34.Elagentereductormásfuertees:a)Al(s)b)Cu(s)c)Zn(s)d) (aq)e) (aq)Potencialesnormalesdeelectrodo,E°:( /Al)=‐1,66V;( /Cu)=0,34V;( /Zn)=‐0,76V;( / )=0,77V;( / )=0,15V.

(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Asturias2004)(O.Q.L.Asturias2009)

Lassemirreaccionesdereducciónson:

Al (aq)+3e Al(s) E°=‐1,66V

Cu (aq)+2e Cu(s) E°=+0,34V

Zn (aq)+2e Zn(s) E°=‐0,76V

Fe (aq)+e Fe (aq) E°=+0,77V

Cu (aq)+e Cu (aq) E°=+0,15V

Elagentereductormásfuerteeselquetienemenorpotencialdereducción:Al.


(EnAsturias2009seincluyelaespecieAl ).

5.35. En una célula electroquímica, el tipo de iones atraído hacia el ánodo y el cátodo,respectivamenteyelsignodelánodoyelcátodo,respectivamente,son:a)Cationes,aniones;+,−b)Cationes,aniones;−,+c)Aniones,cationes;−,+d)Aniones,cationes;+,−e)Coincidenconlosdeunacélulaelectrolítica.


Enunacélulaelectroquímicalasreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:

Ánodo(−)sedirigenaéllosanionesysufrenoxidación.

Cátodo(+)sedirigenaélloscationesysufrenreducción.


5.36.Paralasiguientecélulaelectroquímica:

Al(s)/ (0,18M)// (0,85M)/Fe(s)

Silospotencialesnormalesdeelectrododel ydel sonrespectivamente,‐1,676Vy‐0,440V,elpotencialdelacélulaes:a)‐1,25Vb)1,25Vc)2,12Vd)‐1,24e)1,24V

(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Asturias2004)(O.Q.L.Madrid2011)(O.Q.N.ElEscorial2012)



Cátodo(reducción):3[Fe (aq)+2e Fe(s)]

Ánodo(oxidación):2[Al(s)Al (aq)+3e ]


3Fe (aq)+2Al(s)3Fe(s)+2Al (aq)

Elpotencialnormaldelacélulasecalculamediantelasiguienteexpresión:

Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /Fe

o E /Alo = ‐0,440 ‐1,676 =1,236V

Como las condiciones de los electrodos son diferentes a las estándar, disoluciones 1M,paracalcularelpotencialdelacélulaesprecisoaplicarlaecuacióndeNernst:

E=Eo0,0592n

logQ

Aplicadoaestareacción:

E=Eo0,0592n

log[Al[Fe

Sustituyendo:

E=1,2360,05926

log0,180,85

=1,248V

Otraformadecalcularlosería:

Ecelula=EcatodoEanodo=E /FeE /Al


E=Eo0,0592n

log[reducida][oxidada]

Sustituyendo:

Ecatodo=E /Feo

0,05922

log1

[Fe ]= ‐0,440

0,05922

log1

0,85=‐0,442V

Eanodo=E /Alo

0,05923

log1

[Al ]= ‐1,676

0,05923

log1

0,15=‐1,690V

Elpotencialdelacélulaes:

Ecelula= ‐0,442V ‐1,775V =1,248V


(LosresultadospropuestosenElEscorial2012sonmásacordesalresultadoobtenido).


5.37.¿Cuántosmolesde (g)seproducenenlaelectrólisisde (aq),sisehacepasarunacorrientede0,120Aatravésdeladisolucióndurante65,0minexactamente?a)0,0000808b)0,00485c)0,00242d)0,00121e)0,0000202

(Dato.F=96500C· )(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Asturias2004)

El sulfato de sodio en disolución acuosa se encuentra disociado de acuerdo con laecuación:





cátodo(reducción):2H (aq)+2e H (g)

ánodo(oxidación):4OH (aq)O (g)+2H O(l)+4e

El ionOH seoxidaaO yaquees laúnicaespeciedetodaslaspresentesquesepuedeoxidar.

RelacionandolacantidaddecorrientequepasaporlacubaconmolesdeO desprendido:

0,12A·65,0min60s1min

1C1A·s

1mole96500C

1molO 4mole

=0,00121mol


5.38.Seproducirámayorcorrosiónenelcasode:a)Hierroenambienteseco.b)Hierrorevestidoconcinc.c)Hierrorevestidodeníquel.d)HierrosumergidoenunadisolucióndeNaCl.e)Hierrosumergidoenagua.


La presencia de iones en el agua favorece la conducción de electrones y con ello lacorrosióndelhierro.


5.39.Lasiguienteecuaciónquímicadescribeunprocesodeoxidacióndelhierro:

4Fe(s)+3 (g)2 (s)¿Cuáldelassiguientesafirmacionesesincorrecta?a)Elhierrometálicoesunagentereductor.b)El esunagenteoxidante.c)Elhierrometálicosereducea .d)El esunagentereductor.

(O.Q.L.Murcia1999)

Lassemirreaccionescorrespondientesalprocesodeoxidacióndelhierroson:


reducción:3 O +2e O

oxidación:2 FeFe +3e

a)Verdadero.Fe(s)cedeelectronesyseoxida,esunagentereductor.

b)Verdadero.Fe captaelectronesysereduce,esunagenteoxidante.

c)Falso.Fe(s)cedeelectronesyseoxidaaFe .

d)Verdadero.O cedeelectronesyseoxidaaO ,esunagentereductor.

Larespuestaincorrectaeslac.

5.40.Respectoalosprocesosdeoxidación‐reducción,¿quéafirmaciónescorrecta?a) La reducción del ion yodato hasta yodo molecular, en medio ácido, implica latransferenciade10electrones.b)Enlareacción2Cu(s)+ (g)2CuO(s)elcobresereduce.c)Unelementosereducecuandoalcambiarsunúmerodeoxidaciónlohacedemenosamáspositivo.d)Unelementoseoxidacuandoalcambiarsunúmerodeoxidaciónlohacedemenosamásnegativo.e)Eliondicromatoseconsideraunagentereductorenmedioácido.

(O.Q.N.Murcia2000)

a)Verdadero.Lasemirreaccióndereducciónes:

2IO +12H +10 I +6H O

b)Falso.Lasemirreaccióncorrespondientealcobrees:

oxidación:CuCu +2e

Elcobrecedeelectronesporlotantoseoxida.

c)Falso.Lareducciónesunprocesoenelqueunasustanciaganaelectronesporloquesunúmerodeoxidacióndisminuye.

d)Falso.Laoxidaciónesunprocesoenelqueunasustanciacedeelectronesporloquesunúmerodeoxidaciónaumenta.

e) Falso. El dicromato en medio ácido se transforma en Cr y la semirreaccióncorrespondientees:

Cr O +14H +6e 2Cr +7H O

Eldicromatoganaelectronesporlotantoeselagenteoxidante,laespeciequesereduce.


5.41.Lafemestándardelacélula:

Sn(s)/ (aq)// (aq)/Zn(s)es‐0,62V.Silaconcentracióndeambosionescambiaraa0,1M,¿quévalortomaríalafemdelapila?a)Permaneceríainalterado.b)Seharíamuchomenor.c)Seharíaunpocomenor.d)Esimposiblecalcularloconlosdatosquesetienen.e)Tomaríaunvalorpositivo.

(O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.CastillayLeón2002)



Cátodo(reducción):Zn (aq)+2e Zn(s)

Ánodo(oxidación):Sn(s)Sn (aq)+2e


Zn (1M)+Sn(s)Zn(s)+Sn (1M)

Elpotencialnormaldelacélulasecalculamediantelaexpresión::

Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /Zn

o E /Sno =‐0,62V


E=Ecelulao

0,0592n

logQ

Sustituyendo:

E é = ‐0,62 0,05922

log[Sn ][Zn ]

= ‐0,62 0,05922

log0,10,1

=‐0,62V

Como se observa, cuando las concentraciones de las especies iónicas son iguales elpotencialdelacélulapermaneceinalterado.


5.42.Sabiendoque:

(aq)+8 (aq)+5 (aq)+4 (l)

(aq) (aq)+

¿Cuálseráelmínimovolumen,en ,quesenecesitará,deunadisoluciónacidificadadetetraoxomanganato (VII) de potasio 0,002M, para oxidar completamente 0,139 g de uncompuestodehierro(II)cuyamasamolecularrelativaes278?a)5b)25c)50d)100e)500

(O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.Asturias2004)(O.Q.L.Asturias2009)

Igualandoelnúmerodeelectronesintercambiadosseobtienelaecuaciónquímicaglobal:

MnO (aq)+8H (aq)+5Fe (aq)Mn (aq)+4H O(l)+5Fe (aq)

ElnúmerodemolesdeFe es:

0,139gcompuesto1molcompuesto278gcompuesto

1molFe

1molcompuesto=5·10 molFe

RelacionandomolesdeFe condisolucióndeMnO4–:


5·10 molFe 1molMnO5molFe

10 cm MnO 0,002M

0,002molMnO=50 0,002M


5.43.Dadoslossemisistemas:

2 (aq)+2 (g) E°=0V

(aq)+2 Zn(s) E°=‐0,76V¿Cuáldelassiguientesafirmacionesescorrecta?a) (aq)[1M]reduceal (aq)[1M].b) (aq)[1M]reduceal (aq)[1M].c) (aq)[1M]oxidaalZn(s).d) (g)oxidaalZn(s).e)Nohayreacciónentre (aq)yZn(s).

(O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.Asturias2007)(O.Q.L.Asturias2009)

Para que ambos semisistemas den una reacción espontánea es preciso que el potencialnormaldelacélulasea,E°>0.

ComoΔG°=‐nFE°<0,siE°>0,entoncessetratadeunprocesoespontáneo.

Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /

o E /Zno = 0V – ‐0,76V =0,76V



(aq)eseloxidante(semisistemaconmayorpotencial),laespeciequesereduce.

Ánodo(oxidación):Zn(s)Zn (aq)+2e

Zn(s)eselreductor(semisistemaconmenorpotencial),laespeciequeseoxida.


2H (aq)+Zn(s)H (g)+Zn (aq)


5.44.¿Encuáldelassiguientesespeciesquímicaspresentaelnitrógenoestadodeoxidación+1?a) b)NOc) d)

(O.Q.L.Murcia2000)

Teniendoencuentaqueen lasespeciesdadaselnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,delhidrógeno+1ydelaplata+1,elnúmerodeoxidacióndelnitrógenoenlasmismases:

a)EnelNO : x+3 ‐2 =‐1 x=+5

b)EnelNO: x+ ‐2 =0 x=+2

c)Enel : 2 +1 +2 x +2 ‐2 =0 x=+1


d)EnelNH : x+3 +1 =0 x=‐3


5.45.¿Cuáldelassiguientesespeciesreaccionaúnicamentecomoagenteoxidante?a) b)Nac) d) e)

(O.Q.N.Barcelona2001)(O.Q.L.Madrid2004)(O.Q.L.Madrid2007)

eseloxidantemásfuertequeexisteporlotantosolopuedereducirseaF :

F (g)+2e 2F (aq)


5.46.Paralasiguientecélulagalvánica:Ag(s)/ (AgIsat.)// (0,100M)/Ag(s)

silafuerzaelectromotriz,E=+0,417V,laconstantedelproductodesolubilidaddelAgIes:a)Kps=2·10 b)Kps=8,3·10

c)Kps=8,3·10 d)Kps=8,3·10 e)Kps=8,3·10

(O.Q.N.Barcelona2001)(O.N.Q.Córdoba2007)

ElequilibriodesolubilidaddeAgIes:

AgI(s)Ag (aq)+I (aq)

Elproductodesolubilidad,K ,delAgIes:

K =[Ag ][I ]

Losvalores [Ag ]y [I ] son loscorrespondientesa losde ladisoluciónsaturadadeAgI(sat):

K =[Ag [I

quepuedencalcularseapartirdelafuerzaelectromotriz,E,delacélulapropuesta.

Ecelula=EcatodoEanodo=E /AgEAgsat+ /Ag


Cátodo(reducción):Ag (0,1M)+e Ag(s)

Ánodo(oxidación):Ag(s)Ag (sat)+e


E=Eo–0,0592n


Sustituyendo:


Ecatodo=E /Ago –

0,05921

log[Ag][Ag ]

Eanodo=E /Ago –

0,05921

log[Ag]

[Ag


Ecelula= E /Ago –

0,05921

log[Ag][Ag ]

E /Ago –

0,05921

log[Ag]

[Ag

Ecelula= E /Ago E /Ag

o –0,05921

log[Ag

[Ag

Portratarsedeunacélulaconelectrodosidénticos,Ecelulao =0,ylaexpresiónsesimplifica

a:

Ecelula=–0,05921

log[Ag

[Ag ]

Sustituyendo:

0,417=0,0592·log0,1

[Ag[Ag =9,04·10 M


K =[Ag [I =(9,04·10 =8,2·10


(LadiferenciaentrelassolucionespropuestasenBarcelona2001yCórdoba2007estáenquelasdeCórdoba2007sonlasqueparecenmáscoherentes).

5.47. En una tabla de potenciales normales de electrodo a 25°C, se han encontrado losvalorespara lospares / y /Cu,queson+0,16Vy+0,52V,respectivamente.Elpotencialcorrespondientealpar /Cues:a)+0,36Vb)‐0,68Vc)+0,68Vd)+0,34Ve)‐0,34V


Apartirdelosdatossepuedenescribirlassiguientessemirreacciones:

Cu (aq)+e Cu (aq)

Cu (aq)+e Cu(s)


Cu (aq)+2e Cu(s)

Lavariacióndeenergíalibretotales:

ΔG /Cuo = ΔG /

o + ΔG /Cuo


Teniendoencuentaque:

ΔG°=‐nFE°


‐nFE /Cuo = ‐nFE /

o + ‐nFE /Cuo

Simplificandoqueda:

‐2E /Cuo = ‐0,16V + ‐0,52V E /Cu

o =0,34V


5.48.Dados los siguientespotencialesnormalesdeelectrodoenvoltios,elagente reductormásfuertees:a)Znb)Alc) d) e) (Datos. Potenciales normales de electrodo, E°: ( /Al) = ‐1,66 V; ( /Cu) = 0,34 V;( /Zn)=‐0,76V;( / )=0,77V;( / )=0,15V)

(O.Q.N.Barcelona2001)(O.Q.L.Asturias2004)

Lassemirreaccionesdereducciónson:

Zn (aq)+2e Zn(s) E°=‐0,76V

Al (aq)+3e Al(s) E°=‐1,66V

Fe (aq)+e Fe (aq) E°=+0,77V

Cu (aq)+e Cu (aq) E°=+0,15V

Elagentereductormásfuertedetodoslospropuestoseselquetienemenorpotencialdereducción:Al.


(CuestiónsimilaralapropuestaenAlmería1999).

5.49.¿Cuántotiempotardaránendepositarse0,00470molesdeoroporelectrólisisdeunadisoluciónacuosade utilizandounacorrientede0,214amperios?a)35,3minb)70,7minc)106mind)23,0mine)212min

(Dato.F=96500C· )(O.Q.N.Barcelona2001)(O.Q.L.Asturias2007)

El tetracloroaurato (III) de potasio en disolución acuosa se encuentra disociado deacuerdoconlaecuación:

K AuCl (aq) AuCl (aq)+K (aq)

Lasemirreaccióndereducciónquetienelugarenelcátodoes:


AuCl (aq)+3e Au(s)+4Cl (aq)

RelacionandomolesdeAuydeelectrones:

0,00470molAu3mole1molAu

96500C1mole

=1361C

Eltiemponecesarioparaquepaseesacantidaddecorrienteporlacubaelectrolíticaes:

t=1361C0,214A

1min60s

=106min


5.50. En la obtención demetalesmediante procesos electrolíticos, ¿cuál de los siguientesmetalessuponemayorconsumodeelectricidadportoneladademetalapartirdesussales?a)Nab)Mgc)Cud)Bae)Al


Laecuacióngeneralquepermitecalcularlacantidaddecorrientenecesariaparadepositar1tdecualquiermetales:

1tmetal10 gmetal1tmetal

1molmetalMgmetal

nmole 1molmetal

96500C1mole

=9,65·10 n

MC

siendo:

M=masamolardelmetal

n=númerodeelectronesnecesariosparalareduccióndelmetal

Lassemirreaccionescorrespondientesalasreduccionesdelosmetalesdadosson:

Na (aq)+e Na(s)

Mg (aq)+2e Mg(s)

Cu (aq)+2e Cu(s)

Ba (aq)+2e Ba(s)

Al (aq)+3e Al(s)

Como se observa, para depositar un mol de Al se necesitan 3 moles de electrones, siademássetieneencuentaquelamasamolardelAlesmuybaja,esteelementoeselqueprecisamayorcantidaddeelectricidadparadepositar1tdelmismo.


5.51.Elcesiometálicopuedeobtenerse:a)Porelectrólisisdeunadisoluciónacuosadeclorurodecesio.b)Porelectrólisisdeunadisoluciónacuosadehidróxidodecesio.c)Porelectrólisisdeclorurodecesiofundido.d)Porreduccióndecarbonatodecesioconácidosulfúrico.e)Porreduccióndeunadisoluciónacuosadeclorurodecesiomediantelitiometálico.



Elclorurodecesiofundido,CsCl(l),seencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:

CsCl(l)Cl (l)+Cs (l)

Siserealizaunaelectrólisis,lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:

Cátodo(reducción):2[Cs (l)+e Cs(l)]

Ánodo(oxidación):2Cl (l)Cl (g)+2e


5.52. Los coeficientes estequiométricos correctos, indicados en elmismo orden, necesariosparaajustarlaecuacióniónicasiguiente:

(aq)+ (l) (g)+ (aq)+ (aq) son:a)1,1,½,4,2b)2,3,1,8,6c)1,2,½,4,2d)2,1,1,8,2e)1,2,1,4,4



reducción:3 Br +2e 2Br

oxidación:2NH N +8H +6e

Laecuacióniónicafinales:

2 (aq)+3 (l) (g)+8 (aq)+6 (aq)


5.53. De las siguientes reacciones químicas que se formulan a continuación, indique lacorrecta:a)CuO+2 + b)CuO+ +½ c)CuO+3 + + d)CuO+ +½ + e)CuO+2 Cu+ +2

(O.Q.N.Oviedo2002)

a)Escorrecta.Laecuaciónestáajustadaaunquenoesunprocesodeoxidación‐reducción.

b)Nocorrecta.Hayunareducción:

Cu CuO Cu CuNO

yningunaoxidación.

c‐d)Nocorrecta.Hayunareducción:

HNO NO

yningunaoxidación.

e)Nocorrecta.Haydosreducciones:


Cu CuO Cu

HNO NO

yningunaoxidación.


(CuestiónsimilaralapropuestaenBurgos1998).

5.54.¿Cuáldelassiguientesafirmacionessobrelareaccióndeoxidación‐reducciónquetienelugarenunacélulagalvánicaencondicionesestándar,escierta?a)ΔG°yE°sonpositivosy esmayorque1.b)ΔG°esnegativo,E°positivoy esmayorque1.c)ΔG°espositivo,E°negativoy esmenorque1.d)ΔG°yE°sonnegativosy esmayorque1.e)ΔG°yE°sonnegativosy esmenorque1.

(O.Q.N.Oviedo2002)(O.Q.L.Asturias2004)

Una célula galvánica es aquella en la tiene lugar una reacción de oxidación reducciónespontánea.

Si la reacción es espontánea se cumple la condición de la variación de energía libre deGibbsesnegativa,ΔG°<0.

LarelaciónexistenteentrelaenergíalibredeGibbsylafuerzaelectromotrizdelacélulaylaconstantedeequilibriodelprocesovienedadaporlassiguientesecuaciones:

ΔG°=‐nFE°

ΔG°=‐RTlnK

SiΔG°<0,entoncessecumplenlascondiciones:

E°>0

K =exp(‐ΔG°/RT)>1


5.55.Lospotencialesnormalesdeelectrodoparael /Aly /Crson‐1,66Vy‐0,74V,respectivamente.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesesciertaparalasiguientereacciónencondicionesestándar?

Al+ +Cra)E°=2,40Vylareacciónesespontánea.b)E°=0,92Vylareacciónesespontánea.c)E°=‐0,92Vylareacciónesnoespontánea.d)E°=‐0,92Vylareacciónesespontánea.e)E°=‐2,40Vylareacciónesnoespontánea.

(O.Q.N.Oviedo2002)


Cátodo(reducción):Cr (aq)+3e Cr(s)

Ánodo(oxidación):Al(s)Al (aq)+3e

Elpotencialdelacélulasecalculamediantelaexpresión:


Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /Cr

o E /Alo = ‐0,74V ‐1,66V =0,92V

LarelaciónexistenteentrelaenergíalibredeGibbsy lafuerzaelectromotrizdelacélulavienedadaporlasiguienteecuación:

ΔG°=‐nFE°

SiE°>0,entoncessetienequeΔG°<0,ylareacciónesespontánea.


5.56.Enelprocesodegalvanizado,elhierroserecubreconcinc.Estaprotecciónquímicaesmássemejantealaproporcionadapor:a)Unobjetodehierrorecubiertoconplata.b)Unbotedehierrorecubiertoconestaño.c)Unatuberíadecobrecubiertaconpinturadetipopolimérico.d)Conexióndetuberíasdecobreutilizandosoldaduradeplomo.e)Unabarrademagnesioconectadaaunatuberíadehierro.

(O.Q.N.Oviedo2002)

Si se conecta la tubería de hierro a una barra de magnesio se protege al hierro de lacorrosiónyaqueelmagnesio,al igualqueelcinc,esunmetalmuyreductor (tieneunpotencialnormaldeelectrodomuybajo)queseoxidamásfácilmentequeelhierro.

Consultandolabibliografía,lospotencialesdereduccióncorrespondientesson:

Fe (aq)+2e Fe(s) E°=‐0,44V

Zn (aq)+2e Zn(s) E°=‐0,76V

Mg (aq)+2e Mg(s) E°=‐2,37V


5.57.¿Encuáldelassiguientessustanciaspresentaelhidrógenoestadodeoxidación‐1?a) b) c)NaHd)NaOH

(O.Q.L.Murcia2002)

Teniendoencuentaqueenlasespeciesdadaselnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,ydelsodio+1,elnúmerodeoxidacióndelhidrógenoenlasmismases:

a)EnelH O: 2x+ ‐2 =0x=+1

b)EnelH : loselementosenformamoleculartienennúmerodeoxidación0

c)EnelNaH: +1+x=0x=‐1

d)EnelNaOH: +1+ ‐2 +x=0x=+1



5.58.Cierta reacciónredox tieneunaconstantedeequilibriode2·10 a25°C.Deello sededuceque:a)Lavariacióndeenergíalibreparalareacciónesnegativa.b)Lareacciónesespontáneaencondicionesestándar.c)Encondicionesestándarnosepuedeobtenertrabajoútildeestareacción.d)Cuandosealcanzaelequilibriolareacciónestádesplazadahacialaderecha.


a)Falso.LarelaciónexistenteentrelaenergíalibredeGibbsylaconstantedeequilibriodereacciónvienedadaporlasiguienteecuación:

ΔG°=‐RTlnK

Sustituyendo:

ΔG°=‐8,3·298·ln 2·10 1kJ10 J

=100kJ

b)Falso.ParaqueunareacciónseaespontáneaesprecisoquesecumplaqueΔG°<0.Enestecaso,ΔG°>0,portanto,setratadeunareacciónnoespontánea.

c)Verdadero. Teniendo en cuenta queΔG° =Wú . ComoΔG° > 0, no se puede extraertrabajodelsistema.

d)Falso.Comolaconstantedeequilibrio,K=2·10 <1,quieredecirqueelsistemaenelequilibrioseencuentradesplazadohacialaizquierda.


5.59.Lasemirreacciónenelánododeunacélulagalvánicaeslasiguiente:

Zn(s) +2 ¿Cuáleslacargamáxima,enculombios,quepuedeproducirseenunacélulaconunánodode6,54gdecinc?a)4820Cb)9650Cc)19306Cd)38600Ce)48200C

(Datos.F=96500C· )(O.Q.N.Tarazona2003)(O.Q.L.Asturias2007)

RelacionandomolesdeZnydeelectrones:

6,54gZn1molZn65,38gZn

2mole1molZn

96500C1mole

=19306C


5.60.Seconectanenserietrescélulaselectrolíticascondisolucionesacuosasde ,y ,respectivamente.

a)Serecogeráigualvolumendehidrógenoenlastrescélulas.b)Serecogerámayorvolumendehidrógenoenlacélulade .c)Serecogerámayorvolumendehidrógenoenlacélulade .d)Serecogerámayorvolumendehidrógenoenlacélulade .e) Se recogerá aproximadamente el mismo volumen de hidrógeno en las células de

y .(O.Q.N.Tarazona2003)


Losácidosacético,sulfúricoyfosfóricoendisoluciónacuosaseencuentrandisociadosdeacuerdoconlassiguientesecuaciones:

CH COOH(aq)CH COO (aq)+H (aq)


H PO (aq)PO (aq)+3H (aq)

además,lapresenciadeácidofavorecelaionizacióndelagua:


En las tres celdas se produce las mismas semirreacciones independientemente de lacantidaddehidrógenoquellevacadaácido:



El ionH se reducemás fácilmente que el resto de los iones ya que tiene un potencialnormaldeelectrodomenor.


(CuestiónsimilaralapropuestaenBurgos1998).

5.61. Conociendo los siguientes potenciales normales de electrodo ¿cuál de las siguientesreaccionesseproducirádeformaespontánea?

(aq)+2 Cu(s) E°=+0,3V

(aq)+2 Zn(s) E°=‐0,8V

(aq)+2 Mn(s) E°=‐1,2V

a) +CuMn+ b) +ZnMn+ c) +CuZn+ d) +MnZn+ e) + Cu+Zn


Seproducirádeformaespontáneaaquellareacciónenlaquesecumpla:

ΔG°=‐nFE°<0

paraqueΔG°<0debecumplirselacondicióndequeE°>0.

a)Falso.Lassemirreaccionesquetienenlugarson:

Cátodo(reducción):Mn (aq)+2e Mn(s)

Ánodo(oxidación):Cu(s)Cu (aq)+2e

Lafuerzaelectromotrizdeunacélulasecalculamediantelaexpresión:

Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /Mn

o E /Cuo = ‐1,2V 0,3V =‐1,5V

ComoE°<0lareacciónesnoespontánea.


b)Falso.Lassemirreaccionesquetienenlugarson:

Cátodo(reducción):Mn (aq)+2e Mn(s)

Ánodo(oxidación):Zn(s)Zn (aq)+2e

Lafuerzaelectromotriz,E,delacélulapropuestaes.

Ecelulao =E /Mn

o E /Zno = ‐1,2V ‐0,8V =‐0,4V


c)Falso.Lassemirreaccionesquetienenlugarson:


Ánodo(oxidación):Cu(s)Cu (aq)+2e


Ecelulao =E /Zn

o E /Cuo = ‐0,8V 0,3V =‐1,1V


d)Verdadero.Lassemirreaccionesquetienenlugarson:


Ánodo(oxidación):Mn(s)Mn (aq)+2e


Ecelulao =E /Zn

o E /Mno = ‐0,8V ‐1,2V =0,4V

ComoE°>0lareacciónesespontánea.

e)Falso.Noesposiblelareacciónyaquehaydosoxidacionesyningunareducción:

Cu (aq)+2e Cu(s)

Zn (aq)+2e Zn(s)


5.62.Teniendoencuentaque ( )=1,42·10 ;E°( /Ni)=‐0,257V,elvalordelpotencialdelasiguientevoltaicaa25°C:

Ni(s)/ (dis.sat. )// (0,0100M)/Ni(s),es:a)+0,257Vb)‐0,257Vc)0,00Vd)0,00844Ve)0,0422V


ElequilibriodesolubilidaddeNiCO es:

NiCO (s)Ni (aq)+CO32–(aq)

Elproductodesolubilidad,K ,delNiCO es:


K = Ni ][CO32–]

Los valores [Ni ] [CO32–] son los correspondientes a los de la disolución saturada de

NiCO (sat):

K = Ni CO siendo Ni = CO

quepuedencalcularseapartirdelvalordelaconstanteK :

Ni = K = 1,42·10 =3,77·10 M


Cátodo(reducción):Ni (0,01M)+2e Ni(s)

Ánodo(oxidación):Ni(s)Ni (sat)+2e

Lafuerzaelectromotriz,E,delacélulapropuesta.

Ecelula=EcatodoEanodo=E /NiE /Ni


E=Eo–0,0592n


Sustituyendo:

Ecatodo=ENi2+/Nio –

0,05922

log[Ni][Ni ]

= ‐0,257 –0,05922

log1

10=‐0,316V

Eanodo=E /Nio –

0,05922

log[Ni]

Ni= ‐0,257 –

0,05922

log1

3,77·10=‐0,358V


Ecélula= ‐0,316V – ‐0,358V =0,042V


5.63.Conociendolospotencialesnormalesdeelectrododelassiguientesreacciones:

2 (l)+2 (g)+2 (aq) E°=‐0,8V

(aq)+ Na(s) E°=‐2,7V

(g)+2 2 (aq) E°=+1,4V¿Qué puede observarse cuando se introducen dos electrodos inertes en una disolución declorurodesodioenaguayseconectanalosterminalesdeunabateríade2,0V?a)Aparecesodiosólidoenelánodoyclorogasenelcátodo.b)Aparecegascloroenelánodoysodiosólidoenelcátodo.c)Aparecehidrógenogasenelcátodoysodiosólidoenelánodo.d)Aparecehidrógenogasenelánodoyclorogasenelcátodo.e)Aparececlorogasenelánodoehidrógenogasenelcátodo.


ElNaClendisoluciónacuosaseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:




H O(l)2H (aq)+OH (aq)

Conocidoslospotencialesnormalesdeelectrodo,lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:

Cátodo(reducción):2H O(l)+2e (g)+2OH (aq)

Yaquedelosdosiones,H yNa ,eselprimeroelqueposeeunpotencialdereducciónmayor.

Ánodo(oxidación):2Cl (aq) (g)+2e


5.64.Sielcambiodeenergíalibreparalacombustiónencondicionesestándardeunmolde(g)esΔG°=‐818kJ,elvoltajeestándarquepodríaobtenersedeunapiladecombustión

utilizandoestareacciónes:a)0,53Vb)‐1,06Vc)1,06Vd)4,24Ve)8,48V

(Dato.F=96500C· )(O.Q.N.Tarazona2003)

Las ecuaciones químicas correspondientes a una célula de combustible que funciona abasedeCH (gasnatural)son:

Cátodo(reducción):2[O (g)+4H (aq)+4e 2H O(l)]

Ánodo(oxidación):CH (g)+2H O(l)CO (g)+8H (aq)+8e


CH (g)+2O (g)CO (g)+2H O(l)


ΔG°=‐nFE°

DespejandoE°:

E°=‐‐818kJ

8·96500C10 J1kJ

=1,06V


5.65.¿Cuáleselestadodeoxidacióndelvanadioenelcompuesto ?a)+1b)+3c)+5d)+7

(O.Q.L.Murcia2003)


Teniendoencuentaqueenlaespeciedadaelnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,delhidrógeno+1ydelnitrógeno‐3,elnúmerodeoxidacióndelvanadioenlamismaes:

‐3 +4 +1 +x+3 ‐2 =0x=+5


5.66. El cloro se obtiene en el laboratorio por oxidación del ácido clorhídrico según lasiguientereacción:

HCl+X + + ¿CuáldelassiguientessustanciasseutilizacomoreactivoXparaoxidaralácidoclorhídrico?a)Manganesometalb)Óxidodemanganesoc)Hidrurodemanganesod)Dióxidodemanganeso


LasemirreaccióncorrespondientealaoxidacióndelCl es:

2Cl (aq)Cl (g)+2e

El elemento X debe actuar como oxidante por lo que debe reducirse, es decir, bajar sunúmerodeoxidación.

EnelcompuestoXCl elelementoXtieneelnúmerodeoxidación:

2 ‐1 +x=0x=2

por tanto,elnúmerodeoxidacióndelelementoXen laespecieelegidadebersermayorque2.

Laespecieapropiadaparalaoxidacióneseldióxidodemanganeso enlaqueelnúmerodeoxidacióndelmanganesoes:

2 ‐2 +x=0x=4


5.67. Sabiendo que los potenciales normales de electrodo de los sistemas / y / valenrespectivamente1,36Vy0,54V,sepuedeafirmarque:a)Elyodooxidaalioncloruro.b)Elclorooxidaalionyoduro.c)Elcloroesmásbásicoqueelyoduro.d)Elclororeducealionyoduro.


El sistema que tiene mayor potencial se comporta como oxidante (se reduce) y el demenorcomoreductor(seoxida):

Oxidante:Cl (g)+2e 2Cl (aq) E°=1,36V

Reductor:2I (aq)I (s)+2e E°=‐0,54V


Cl (g)+2I (aq)2Cl (aq)+I (s) E°= 1,36V – 0,54V =0,82V

ComoE°>0,lareacciónesespontáneayel oxidaal .



5.68.Dadalareaccióndeoxidación‐reducción:

2 (aq)+5 (aq)+6 (aq)2 (aq)+5 (g)+8 (l)a)Elnúmerodeelectronespuestoenjuegoenesteprocesoesde2.b)Laespecie eslaqueresultadelareducciónde debidoalagentereductor .c)Laespecie eselagentereductoryseoxidaa .d)Elion eselagenteoxidantequeproducelaoxidacióndel a .



reducción:MnO +8H +5e Mn +4H O

oxidación:H O O +2H +2e

a)Falso.Elnúmerodeelectronespuestoenjuegoenelprocesoes10.

b‐c) Falso. El MnO se comporta como oxidante ya que gana electrones y se reduce aMn .

d)Verdadero. El se comporta comooxidante yaque gana electrones y oxida alH O aO .


5.69.Enunacélulavoltaicaogalvánica(pila):a)Loselectronessedesplazanatravésdelpuentesalino.b)Lareduccióntienelugarenelcátodoopolopositivo.c)Loselectronessemuevendesdeelcátodoalánodo.d)Loselectronessalende lacélulaporelánodooelcátodo,dependiendode loselectrodosutilizados.


Enambostiposdecélulas:

Ánodo: electrodo por el que los electrones salen de la célula y tiene lugar laoxidación.

Cátodo: electrodopor elque loselectronesentran en la célula y tiene lugar lareducción

Enunacélulavoltaica, loselectronessedirigenespontáneamentehaciaelcátodoporloqueestetienesignopositivo.

Enunacélulaelectrolítica, loselectronessonforzadosadirigirsehaciaelcátodoporloqueestetienesignonegativo.


5.70.UnamuestradeMn(s)serecubredeunacapadecolorpardocuandosesumergeenunadisoluciónacuosa1Mde ¿Quéreacciónseproduceespontáneamente?a) +FeMn+ b)Mn+Fe + c)Mn+ +Fed)Ningunadelastresanteriores.

(Datos.E°: /Mn=‐1,18V; /Fe=‐0,44V)(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)


ParaquelareacciónseaespontáneaesprecisoqueE°>0.Paraello,elsistemaquetienemayorpotencialsecomportacomooxidante(sereduce)yeldemenorcomoreductor(seoxida):

Oxidante:Fe (aq)+2e Fe(s) E°=‐0,44V

Reductor:Mn(s)Mn (aq)+2e E°=+1,18V


Fe (aq)+Mn(s)Fe(s)+Mn (aq) E°= ‐0,44V + 1,18V =0,74V


5.71.Lasespeciesformadasen laelectrólisisdeunadisoluciónacuosadeclorurosódicoenunprocesoindustrialcloro‐sosa,son:a) (aq), (g), (aq)b) (g), c) (aq), (aq), (g)d) (g), (g),NaOH(aq)






Consultandoenlabibliografíalospotencialesnormalesdeelectrodo,lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:

Cátodo(reducción):2H O(l)+2e H (g)+2OH (aq)E°=‐0,83V [1]

Cátodo(reducción):Na (aq)+e Na(s) E°=‐2,71V [2]

deambas,sepuededescartarlasemirreacción[2]yaqueH esmásfácildereducirportenerunpotencialdereducciónmayor.

Ánodo(oxidación):2Cl (aq)Cl (g)+2e E°=1,36V [3]

Ánodo(oxidación):2H O(l)O (g)+4H (aq)+4e E°=1,23V [4]

Elpotencialdelareacciónentre[1]y[3]es:

2Cl (aq)+2H O(l)Cl (g)+H (g)+2OH (aq)

Eo =Ecatodoo Eanodo

o = ‐0,83V – 1,36V =‐2,19V


2H O(l)2H (g)+O (g)

Eo =Ecatodoo Eanodo

o =‐ 0,83V – 1,23V =‐2,06V

ComoambosvaloressonsimilaresesdeesperarqueenelánodoseobtengaunamezcladeCl yO .Enlapráctica,predominaCl debidoalaaltasobretensióndelO comparadaconladelCl .

Portanto,sepuedeconsiderarquelareacciónglobales:


2 (l)+2NaCl(aq) (g)+ (g)+2NaOH(aq)

El NaOH (aq) se forma con los iones Na (aq) y OH (aq) presentes en la disoluciónresultante.


5.72.¿Quémasadecobresedepositaenmediahoraconunacorrientede2Aquepasaporunadisoluciónacuosaquecontieneelion ?a)11,87gb)1,18gc)24,7gd)0,45g

(Datos.F=96500C· )(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)

LasemirreaccióncorrespondientealareduccióndelionCu enelcátodoes:

Cu (aq)+2e Cu(s)

RelacionandolacantidaddecorrienteydeCu:

30min·2A60s1min

1C1A·s

1mole96500C

1molCu2mole

63,5gCu1molCu

=1,18gCu


5.73.Indiquecuáldelossiguienteselementosquímicostienemayorcarácterreductor:a)Mgb)Gec)Ald)Ke)S

(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)(O.Q.L.Madrid2004)(O.Q.N.Sevilla2010)

Losmetalesalcalinossonespeciesquetienenmayorpoderreductor.Portanto,ElmayorcarácterreductorlecorrespondealK.


(EnlacuestiónpropuestaenSevilla2010sereemplazanMg,GeySporBe,PyC).

5.74.¿Cuáleselelementoqueseoxidaenunareacciónentreetilenoyunadisoluciónacuosadepermanganatopotásico?a)Carbonob)Hidrógenoc)Oxígenod)Potasioe)Manganeso

(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)

Elpermanganatodepotasioesunoxidanteysereduce.Elmanganesobajasunúmerodeoxidación.

El etileno se comporta como reductor y se oxida. El carbono aumenta su número deoxidación.Elcarbonoesunelementomáselectronegativoqueelhidrógeno,portanto,eneletileno,CH =CH ,elnúmerodeoxidacióndelhidrógenoes+1yeldelcarbonoes:


2 x +4 +1 =0 x=‐2



Cr(s)+3 (aq) (aq)+3/2 (g) ΔG°=‐214,23kJ

¿CuálseráelvalordeE°( /Cr)?a)‐0,74Vb)‐2,14Vc)+2,14Vd)‐74mVe)+0,74V

(Dato.ConstantedeFaraday=96485C· )(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)


Cátodo(reducción):3[H (aq)+e 3H(g)]

Ánodo(oxidación):Cr(s)Cr (aq)+3e


ΔG°=‐nFE°

DespejandoE°:

E°=‐214,23kJ‐3·96485C

10 J1kJ

=0,74V

Lafuerzaelectromotrizdelacélulapropuestaes.

Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo =E /H2

o E /Cro

SustituyendoseobtieneelvalordeE /Cro :

0,74V=0E /Cro E /Cr

o =‐0,74V


5.76.¿CuálseríaelΔGdelareacciónsiguientea25°C?

2 (0,1M)+Sn(s)2Ag(s)+ (0,5M) E°=0,94V.a)‐4120cal· b)+17,169kJ· c)+41,2kcal· d)‐171694J· e)‐17,169kJ·

(Datos.F=96500C· ;R=8,3J· · ;1J=0,24cal)(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)


E=Eo0,0592n

logQ



Cátodo(reducción):2[Ag (aq)+e 2Ag(s)]

Ánodo(oxidación):Sn(s)Sn (aq)+2e

Portanto,elvalorden=2ylaexpresióndeQes:

Q=[Sn ][Ag

ElvalordeEes:

E=Eo0,0592n

log[Sn ][Ag

= 0,94 0,05922

log0,50,1

=0,89V


ΔG°=‐nFE°

Sustituyendo:

ΔG°=‐296500Cmol

0,89V =171770J

mol


5.77.Sequiereplatearunacucharade20 deárea,hastaunespesorde10 m,conunadisoluciónde ,pasandounacorrientede0,02A.¿Cuántotiemposetardaría?a)1,232minb)2,5díasc)26,1hd)9391,5se)52,1h

(Datos.Densidad(Ag)=10,5g/ ;F=96485C· )(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)

Lasemirreaccióndereducciónquetienelugarenelcátodoes:

Ag CN (aq)+e Ag(s)+2CN (aq)

Losmolesdeplatanecesariosparaplatearlacucharillason:

20cm ·10 m10 cm1m

10,5gAg1cm

1molAg107,9gAg

=0,0195molAg

RelacionandomolesdeAgydeelectrones:

0,0195molAg1mole1molAg

96485C1mole

=1878C

Eltiemponecesarioparaquepaseesacantidaddecorrienteporlacubaelectrolíticaes:

t=1878C0,02A

1h

3600s=26,1h



5.78.Señalelaproposicióncorrecta:a)Elácidonítricotienepropiedadesreductoras.b)Unmétodoqueevitalacorrosióndelhierroesmantenerlounidoaunmetalmenosactivoqueél.c)Unadisoluciónacuosadesulfurosódicotienecarácterácido.d)Loshalógenosformancompuestoscovalentesconhidrógenoyconcarbono.

(O.Q.L.Madrid2004)

a)Falso.Elácidonítrico,HNO ,esunoxidantequesepuedereduciraNO ,NO,N oNH segúnlafuerzadelreductorconelqueselehagareaccionar.

b)Falso.Unmétodoparaevitarlacorrosiónesmantenerlounidoaunmetalqueseamásactivoqueélcomo,porejemplo,elmagnesio.

c)Falso.Elsulfurodesodioendisoluciónacuosaseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:

Na S(aq)S (aq)+2Na (aq)


ElionS eslabaseconjugadadelácidodébilHS quesehidrolizasegúnlaecuación:

S (aq)+H O(l)HS (aq)+OH (aq)


d)Verdadero.Unhalógeno,comoelcloro,formacompuestosconelhidrógeno,HCl,yconel carbono, CCl . Estos compuestos son covalentes debido a que la diferencia deelectronegatividadentreestoselementosyelcloronoesmuygrande.


5.79.Indiquecuálde lassiguientesreaccionesseproduciráespontáneamenteendisoluciónacuosaa25°C.Supongaquelasconcentracionesinicialesdetodaslasespeciesdisueltasson1M.a)Ca(s)+ (aq) (aq)+Cd(s)b)2 (aq)+ (aq) (l)+Sn(s)c)2Ag(s)+ (aq)2 (aq)+Ni(s)d)NaCl(aq)+ (l)NaOH(aq)+HCl(aq)

(O.Q.L.Madrid2004)

a)Verdadero.Lassemirreaccionesquetienenlugarson:

reducción:Cd (aq)+2e Cd(s)

oxidación:Ca(s)Ca (aq)+2e

Esposiblequeseproduzcalareaccióndeformaespontáneayaqueunfuertereductor,Cametalalcalinotérreo,reducealCd .

b)Falso.Lassemirreaccionesquetienenlugarson:

reducción:Sn (aq)+2e Sn(s)

oxidación:2Br (aq)Br (l)+2e

No es posible que se produzca la reacción ya que el Br , halógeno, es un oxidantemasfuertequeelSn .


c)Falso.Lassemirreaccionesquetienenlugarson:

reducción:Ni (aq)+2e Ni(s)

oxidación:2[Ag(s)Ag (aq)+2e ]

NoesposiblequeseproduzcalareacciónyaqueelNi esunoxidantemásfuertequeelAg .

d) Falso. La reacción propuesta no es de oxidación‐reducción y se produce en sentidocontrario.


(Para la correcta resolución de esta cuestión sería necesario que se proporcionaran lospotencialesnormalesdeelectrodo).

5.80.Elcloropresentanúmerodeoxidación+1enelcompuesto:a)HClb) c)HClOd)

(O.Q.L.Madrid2004)(O.Q.L.Asturias2007)(O.Q.L.LaRioja2009)(O.Q.L.LaRioja2012)

Teniendoencuentaqueen lasespeciesdadaselnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,delhidrógeno+1ydelnitrógeno‐3,elnúmerodeoxidacióndelcloroenlasmismases:

a)EnelHCl: +1 +x=0x=‐1

b)EnelNH Cl: ‐3 +4 +1 +x=0x=‐1

c)EnelHClO: +1 +x+ ‐2 =0x=+1

d)EnelClO : x+3 ‐2 =‐1x=+5


5.81. Dadas las siguientes reacciones y sus correspondientes potenciales normales deelectrodo:

2 (aq)+2 (aq) E°=0,92V(aq)+2 2Hg(l) E°=0,85V

LosvaloresdeΔG°yKparaelsiguienteproceso,a25°C,son:

(aq) (aq)+Hg(l)

a)‐14kJy4·10 b)14kJy233c)14kJy4·10 d)6,8kJy0,065

(Datos.F=96500C· ;R=8,3J· · )(O.Q.L.Madrid2004)

Lassemirreaccionescorrespondientesalprocesopropuestoson:

cátodo(reducción):Hg (aq)+2e 2Hg(l) E°=0,85V

ánodo(reducción):Hg (aq)2Hg (aq)+2e E°=‐0,92V



E=EoRTnF

lnK

EnelequilibriosecumplequeE=0yQ=K,conloquelaexpresiónanteriorquedacomo:

Eo=RTnF

lnKEo=8,3·2982·96500

lnK


E°=Ecatodoo Eanodo

o

E°=E /Hgo E /

o = 0,85V 0,92V =‐0,07V

Sustituyendo:

‐0,07=0,0128 lnK K=4,2·10

LarelaciónexistenteentrelaenergíalibredeGibbsylaconstantedeequilibriodereacciónvienedadaporlasiguienteecuación:

ΔG°=‐RTlnK

Sustituyendo:

ΔG°=‐8,3·10kJ

mol·K 298K ln 4,2·10 =13,5kJ

OtraformaseríamediantelaecuaciónquerelacionalaenergíalibredeGibbsylafemdelacélula,ΔG°=‐nFE°:

ΔG°=‐2·96500C ‐0,07V 1kJ10 J

=13,5kJ

LosvaloresdeK<1ydeΔG°>0demuestranquelareacciónesnoespontánea.


5.82.Lacargaeléctricadeunmoldeelectroneses,aproximadamente:a)1,602·10 Cb)9,1·10 Cc)9,65·10 Cd)6,022·10 C

(e=1,6019·10 C)(O.Q.L.Madrid2004)

Lacargadeunmoldeelectroneses:

6,022·10 e 1,6019·10 C

1e=96484C


5.83.¿Cuántosfaradayssonnecesariosparareducir0,20molesde a ?a)0,20b)3,00c)0,40d)1,00

(O.Q.L.Madrid2004)(O.Q.L.Madrid2007)


Lasemirreaccióncorrespondientealareduccióndelpermanganatoes:

MnO +8H +5e Mn +4H O

Relacionandomolesdepermanganatoconfaradays:

0,20molMnO 5mole

1molMnO

1F1mole

=1,00F


5.84.¿Cuáleselestadodeoxidacióndelelementosubrayadoencadaunode lassiguientesespeciesquímicas?

i)P4ii)Al2O3iii)MnO4iv)H2O2a)0,+3,+7,‐1b)0,+3,+6,‐1c)0,+3,+7,‐2d)0,+2,+7,‐2


EnelP : x=0

EnelAl O : 2 x +3 ‐2 +x=0 x=+3

EnelMnO : x+4 ‐2 =‐1 x=+7

EnelH O : 2 +1 +2x=0 x=‐1


5.85.Dadoslospotencialesnormalesdereducción,E°delossiguientespares:

/Na=‐2,71V; / =1,36V; /K=‐2,92V; /Cu=0,34Vindica:

(i)Elelementoquímicomásoxidanteyelmásreductor.(ii)¿Cuáleselmayorpotencialnormalquesepuedeformarconlosdistintospares?

a)i)cloroypotasio,respectivamente ii)4,28Vb)i)cloroysodio,respectivamente ii)4,07Vc)i)potasioycloro,respectivamente ii)4,07Vd)i)cloroycobre,respectivamente ii)4,28V

(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)

i)Delosdiferentesparesredoxdados:

Elementomásoxidante:elquetieneelpotencialdereducciónmayor, /Cl =+1,36V.

Elementomásreductor:elquetieneelpotencialdereducciónmenor,K /K=‐2,92V.

ii) Elmayor potencial normal se consigue con la célula formada por los elementosmásoxidanteyreductor:


Cátodo(reducción):Cl (g)+2e 2Cl (aq)

Ánodo(oxidación):2[K(s)K (aq)+e )]



Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo = 1,36V ‐2,92V =4,28V


5.86.¿Cuálesdelossiguientesmetales:Li,Cu,AgyMg,reaccionaránconHCl1M?a)CuyMgb)CuyAgc)AgyMgd)LiyMg

(Potencialesdereducción,E°: /Li=‐3,05V; /Cu=+0,34V; /Ag=+0,80V;/Mg=‐2,37V)



ΔG°=‐nFE°<0


ComolasemirreaccióndereduccióndelH es:


losúnicoselementosquepuedenconseguirquelafuerzaelectromotrizdelacélula,E,seapositivasonaquellosquetienenpotencialdereducciónnegativo:

ánodo(oxidación):Li(s)Li (aq)+e E°=‐3,05V

ánodo(oxidación):Mg(s)Mg (aq)+2e E°=‐2,37V


Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Estosson,respectivamente:

Ecelulao =E /

o E /Lio = 0V ‐3,05V =+3,05V

Ecelulao =E /

o E /Mgo = 0V ‐2,37V =+2,37V


5.87.¿Cuáldelassiguientesreaccionesesunareaccióndedesproporción?a) + HOBr+ + b)S+ + +2 c)HClO+ + d)2 +2 +8 3S+ +10 c)HF +

(O.Q.N.Luarca2005)

Una reacción de desproporción es aquella en la que una misma especie se oxida y sereducesimultáneamente.Enestecaso,elBr sufredesproporciónodismutación:

reducción:Br +2e 2Br

oxidación:Br +4OH 2BrO +H O+2e



5.88.LareacciónnetaenunaceldavoltaicaconE°=+0,726Ves:

2 (aq)+3Zn(s)2Fe(s)+3 (aq)ElvalordeΔG°paraestareacciónes:a)‐210kJb)‐140kJc)‐700kJd)‐463kJe)‐420kJ

(Dato.ConstantedeFaraday=96485C· )(O.Q.N.Luarca2005)


cátodo(reducción):2[Fe (aq)+3e Fe(s)]

ánodo(oxidación):3[Zn(s)Zn (aq)+2e ]


ΔG°=‐nFE°

Sustituyendo:

ΔG°=‐6 96485C +0,726V 1kJ

103J=‐420,3kJ


5.89.Dosceldasquecontienendisolucionesde y ,respectivamente,seconectanenserieyseelectrolizan.Elcátododelaceldade aumentósupeso1,078g,¿cuántoaumentóelcátododelaotracelda?a)0,127gb)0,6354gc)3,177gd)0,318ge)Ningunodeestosvalores.(Masasatómicas:Ag=107,8;Cu=63,5)

(O.Q.N.Luarca2005)

Elnitratodeplatayelsulfatodecobre(II)endisoluciónacuosaseencuentrandisociadosdeacuerdoconlasecuaciones:


CuSO (aq)Cu (aq)+SO (aq)

Las ecuaciones químicas correspondientes a las reducciones en los respectivos cátodosson:

Ag (aq)+e Ag(s)

Cu (aq)+2e Cu(s)

Relacionandomolesplataydeelectrones:

1,078gAg1molAg107,8gAg

1mole 1molAg

=0,01mole


Comolascubasestánconectadasenserie,elnúmerodemolesdeelectronesqueatraviesaambaseselmismo.RelacionandoestosmolesconlosdeCudepositado:

0,01mole1molCu2mole

63,5gCu1molCu

=0,318gCu


5.90.Unadisoluciónblanqueadorapuedeprepararsehaciendoburbujearclorogasatravésdeunadisolucióndehidróxidodesodio:

(g)+2 (aq) (aq)+ (aq)+ (l)Elcloronecesariopuedeobtenerseporelectrólisisdeclorurosódicofundido.¿Quévolumende disolución de hipoclorito 0,30 M podría prepararse a partir del cloro obtenido porelectrólisissiseutilizaunacorrientede3,0amperiosdurante25minutos?a)78mLb)63mLc)40mLd)31mLe)26mL

(Dato.F=96485C· )(O.Q.N.Luarca2005)

Elclorurodesodiofundidoacuosaseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:

NaCl(l)Na (l)+Cl (l)

Lasemirreaccióndeoxidaciónquetienelugarenelánodoes:

2Cl (l)Cl (g)+2e

RelacionandomolesdeelectronesydeCl :

25min60s1min

3,0A1C1A·s

1mole96485C

1molCl2mole

=0,0233molCl

RelacionandomolesdeCl yClO :

0,0233molCl1molClO1molCl

=0,0233molClO

Elvolumendedisolución0,30Mes:

0,0233molClO1LClO 0,30M0,30molClO

10 mLClO 0,30M1LClO 0,30M

=78mL 0,30M


5.91.¿Cuáleselvalordelpotencial,E,delasiguientecélula?

Pt/ (0,233M)/ (1,05M)// (2,22·10 M)/Ag(s)a)0,763Vb)0,529Vc)0,412Vd)0,680Ve)0,578V

(Datos.E°( / )=0,154V;E°( /Ag)=0,799V)(O.Q.N.Luarca2005)



E=Eo–0,0592n



cátodo(reducción):2[Ag (aq)+e Ag(s)]

ánodo(oxidación):Sn (aq)Sn (aq)+2e

Sustituyendo:

Ecatodo=E /Ago –

0,05921

log[Ag][Ag ]

= 0,799 –0,05921

log1

2,22·10=0,701V

Eanodo=E /o –

0,05922

log[Sn ][Sn ]

= 0,154 –0,05922

log0,2331,05

=0,173V


Ecelula=EcatodoEanodo= 0,701V 0,173V =0,528V


5.92.Identifiqueelagenteoxidanteenlasiguientereacción:

2Al(s)+6 (aq)2 (aq)+3 (g)a)Alb) c) d)


El agente oxidante es la especie que se reduce, es decir que capta electrones. En estareacciónesel :

2H +2e H


5.93.Indiquecuáldelassiguientesespeciestienemayorcarácteroxidante:a) b)Nac)Znd)Ag+


a)Falso.Cl eslaformareducidadelCl ,unpotenteoxidante.

b‐c)Falso.Losdosmetalespropuestos,NayZn,tiendenaoxidarseasuscorrespondientescationes,portanto,secomportancomoreductores.

d)Verdadero. eslaformaoxidadadelmetalAg,porloqueserálaespecieconmayorcarácteroxidante.



5.94.Elnúmerodeoxidacióndelcromoenel es:a)‐7b)+6c)‐6d)+7


Teniendoencuentaqueenlaespeciedadaelnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2ydelpotasio+1,elnúmerodeoxidacióndelcromoenlamismaes:

2 +1 +2 x +7 ‐2 =0x=+6



+ + + indiquelarespuestacorrecta:a)Elion cedeelectrones.b)Elaguaoxigenadaseoxida.c)Elion sereducea .d)Elaguaoxigenadaactúacomooxidante.


a)Falso.ElH nocambiadenúmerodeoxidación.Secomportacomounionespectadorquesóloaportacarga.

b)Falso.ElH O actúacomooxidanteyaqueganaelectronesysereduceaH O:

H O +2H +2e 2H O

c)Falso.ElI actúacomoreductoryaquecedeelectronesyseoxidaaI :

2I I +2e

d)Verdadero.El actúacomooxidanteyaqueganaelectronesysereduceaH O:

H O +2H +2e 2H O


5.96. Una célula de concentración está formada por electrodos de plata sumergidos endisoluciones de con concentraciones diferentes. ¿Cuál será el voltaje si los doscompartimentostienenconcentracionesde 1My0,01M?a)0,03Vb)0,06Vc)0,12Vd)0,24V


Lafuerzaelectromotriz,E,delacéluladeconcentraciónes:

Ecelula=EcatodoEanodo=E 1M /AgE 0,01M /Ag


E=Eo–0,0592n



Sustituyendo:

Ecatodo=E /Ago –

0,05921

log1

[Ag ]

Eanodo=E /Ago –

0,05921

log1

[Ag ]


Ecelula= E /Ago –

0,05921

log1

[Ag ] E /Ag

o –0,05921

log[1

[Ag ]

Ecelula=–0,05921

log[Ag ]

[Ag ]=‐0,0592·log

0,011

=0,1194V


5.97.¿CuáleselnúmerodeoxidacióndelmagnesioenelMgO?a)‐2b)‐1c)0d)+1e)+2

(O.Q.L.Extremadura2005)

Teniendoencuentaqueen laespeciedadaelnúmerodeoxidacióndeloxígenoes ‐2,elnúmerodeoxidacióndelmagnesioenlamismaes:

x+ ‐2 =0x=+2


5.98.Sólounadelasafirmacionessiguientesescorrecta:a)Cuandoel pasaa sedicequesehareducido.b)Lacombustióndelasgasolinasesunareducción.c)Lagananciadeelectronesesunaoxidación.d)Laadicióndehidrógenoaunasustanciaesunareducción.


a)Falso.LatransformacióndeSO enSO esunaoxidaciónyaqueenelprocesosecedenelectrones:

SO +H OSO +2H +2e

b)Falso.La combustiónesunaoxidación llevadahasta conseguirelmáximonúmerodeoxidacióndelelemento.

c)Falso.Lagananciadeelectronesesunareducción.

d) Verdadero. Si una sustancia adiciona hidrógeno sufre una reducción ya que elelementodisminuyesunúmerodeoxidación.Porejemplo:

HCHO+H CH OH

HCHOx+2 +1 + ‐2 =0x=0


CH OHx+4 +1 + ‐2 =0x=‐2


5.99.Cuáldelasafirmacionessiguientesescierta:a)EnlareacciónMg+½ MgOelmagnesiohaganadodoselectrones.b)Cuandounasustanciapierdeelectroneshadehaberotraquelosgane.c)Unelementequímicosereducecuandosunúmerodeoxidaciónpasaaotromáspositivo.d)Unelementoquímicoseoxidaalpasarsunúmerodeoxidacióndemenosamásnegativo.


a)Falso.LatransformacióndeMgenMgOesunaoxidaciónyaqueenelprocesosecedenelectrones:

MgMg +2e

b)Verdadero.Eloxidantecedeelectronesysereduceyreaccionaconelreductorquelosganayseoxida.

c‐d) Falso. La oxidación es el proceso en el que un elemento aumenta su número deoxidación,mientrasque, la reduccióneselprocesoenelqueunelementodisminuyesunúmerodeoxidación.


5.100.Delossiguientesconceptossobrecubaselectrolíticasunoesfalso:a)Elcátodoesellugardondeseproducelareducción.b)Enelánodotienelugarunaoxidación.c)Elpolonegativoeselánodo.d)Loselectronessedesplazandelánodoalcátodo.


a) Verdadero. El cátodo es el lugar físico en el que las especies ganan electrones y seproducesureducción.

b) Verdadero. El ánodo es el lugar físico en el que las especies pierden electrones y seproducesuoxidación.

c)Falso.Enunacubaelectrolíticaelánodoeselpolopositivo.

d)Verdadero.Enunacubaelectrolíticaloselectronessedirigendelánodo(polopositivo)alcátodo(polonegativo)obligadosporlabateríayaqueelpotencialdelacubaesnegativoylareacciónesnoespontánea.


5.101.Deloscompuestosquímicossiguientes: ; ; ;CO,laformamásoxidadaes:a) b) c) d)


Elnúmerodeoxidacióndelcarbonoenlosdiferentescompuestoses:

CH x+4 +1 =0x=‐4


COx+ ‐2 =0x=+2

x+2 ‐2 =0x=+4

CH OHx+4 +1 + ‐2 =0x=‐2


5.102.Enlareacciónquímica:

(aq)+Zn(s) (aq)+Cu(s)

a)Losiones actúandereductores.b)Losionescloruroactúancomooxidantes.c)ElreductoreselZn(s).d)Losionesclorurosereducen.


Lassemirreaccionescorrespondientesalprocesoson:

reducción:Cu +2e Cu

oxidación:ZnZn +2e

a)Falso.LosionesCu gananelectronesysereducen,sonelagenteoxidante.

b‐d)Falso.LosionesCl niganannipierdenelectrones,sonionesespectadores.

c)Verdadero.ElZn(s)cedeelectronesyseoxidaaZn ,eselagentereductor.


5.103.Unadelassiguientesafirmacionesescierta:a)Siunelementoquímicoganaelectronessedicequesehaoxidado.b)Cuandounelementoquímicoganaelectronessedicequesehareducido.c)Cuandounelementoquímicoaumentasunúmerodeoxidaciónsedicequesehareducido.d)Cuandounióncedeelectronesesunoxidante.


a‐c)Falso.Laoxidacióneselprocesoenelqueunelementocedeelectronesyaumentasunúmerodeoxidación.

b) Verdadero. La reducción es el proceso en el que un elemento gana electrones ydisminuyesunúmerodeoxidación.

d) Falso. Cualquier especie que cede electrones aumenta su número de oxidación, portanto,esunreductor.


5.104.El fósforo forma trescompuestosquímicosbienconocidosconelcloro: , y.¿Cuálessonlosnúmerosdeoxidacióndelfósforoenestoscompuestos?:

a) ‐3 ‐5 ‐1b) +3 +5 ‐3c) +3 +5 +3d) +3 +5 +5


Elnúmerodeoxidacióndelfósforoenlosdiferentescompuestoses:


PCl x+3 ‐1 =0x=+3

PCl x+5 ‐1 =0x=+5

POCl x+3 ‐1 + ‐2 =0x=+5


5.105. Calcule el potencial de electrodo estándar, es decir, E° para la célula en la que seproducelasiguientereacción:

10 (aq)+2 (aq)+16 (aq)2 (aq)+8 (l)+5 (l)a)‐0,44Vb)7,63Vc)‐9,14Vd)2,57Ve)0,44V

(Datos.E°( / )=1,065V;E°( / )=1,51V)(O.Q.N.Vigo2006)


cátodo(reducción):MnO +8H +5e Mn +4H O

ánodo(oxidación):2Br Br +2e


E°=Ecatodoo Eanodo

o

E°=E /o E /

o = 1,51V 1,065V =0,445V


5.106.Completeyajustelasiguientereacciónredox:

ácidosulfhídrico+permanganatopotásico+HClazufre+Loscoeficientesdelpermanganatoydelazufreson,respectivamente:a)2y4b)1y6c)2y5d)4y2e)2y3

(O.Q.N.Vigo2006)

Teniendo en cuenta que KMnO en medio ácido se reduce a Mn , la reacción redoxcompletaes:

H S+KMnO +HClS+MnCl +KCl+H O

Laecuacióniónicaes:

2H S +K MnO +H +Cl S+Mn


reducción:2 MnO +8H +5e Mn +4H O

oxidación:5 S S+2e



2 +16 +5 2 +8 +5S


5.107.Lacorrosióndelhierroesunprocesoelectroquímicoque,enmedioácido,implicalossiguientes potenciales de reducción: E° ( /Fe) = ‐0,44 V y E° ( / ) = +1,23 V. ElpotencialdelacélulaestándarbasadaenlareaccióndelacorrosiónsielpH=5yelrestodelasespeciesimplicadasseencuentranencondicionesestándares:a)1,67Vb)‐0,19Vc)‐1,37Vd)0,19Ve)1,37V

(Datos.F=96485C· ;R=8,314J· · )(O.Q.N.Vigo2006)

Lassemirreaccionescorrespondientesalprocesodecorrosióndelhierroson:

cátodo(reducción):O (g)+2H (aq)+2e H O(l) Ecatodoo =+1,23V

ánodo(oxidación):Fe(aq)Fe (aq)+2e Eanodoo =+0,44V


Fe(aq)+O (g)+2H Fe (aq)+H O(l) Ecelulao =+1,67V


E=EoRTnF

lnQ

Portanto,elvalorden=2ylaexpresióndeQes:

Q=[Fe ][H

SielpH=5,deacuerdoconelconceptodepH:

[H ]=10 =10 M.

ElvalordeEes:

E= 1,67 8,314·2982·96485

ln1

10=1,375V


5.108. Calcule la intensidad de corriente necesaria para producir 30mL de gas oxígeno,medidosencondicionesnormales,medianteelectrólisisdelaguaen10minutos.a)2,58Ab)0,86Ac)3,44Ad)1,72Ae)0,16A

(Dato.F=96485C· )(O.Q.N.Vigo2006)


Elaguaaciduladaseencuentraionizadacomo:


Lassemirreaccionesqueseproducenenloselectrodosson:


ánodo(oxidación):4OH (aq)O (g)+2H O(l)+4e

ElnúmerodemolesdeO desprendidosenelánodoson:

30mLO 1LO

10 mLO1molO22,4LO

=1,34·10 molO

RelacionandomolesdeO ydeelectrones:

1,34·10 molO 4mole1molO

964851mole

=517C

Relacionandolacantidaddecorrienteconeltiempo:

I=517C10min

1min60s

=0,86A


5.109.Ajustelasiguientereacciónredoxenmedioácidoeindiqueloscoeficientesde y:

+ + a)2y3b)2y2c)6y5d)4y3e)3y2

(O.Q.N.Vigo2006)



oxidación:5 Cl +3H OClO +6H +6e


6 +18 +5 6 +9 +5


5.110.Elnúmerodeoxidacióndelnitrógenoeneltetróxidodedinitrógenoes:a)2b)3c)4d)5

(O.Q.L.Murcia2006)

TeniendoencuentaqueenelN O elnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,elnúmerodeoxidacióndelnitrógenoenlamismaes:


2 x +4 ‐2 =0x=+4


5.111.Indicaelagenteoxidantemásfuerte:a) E°( /Au)=‐1,498Vb) E°( / )=1,360Vc)Ag E°(Ag+/Ag)=0,799Vd) E°( /Cu)=0,339Ve) E°( / )=1,065V

(O.Q.L.Madrid2006)(O.Q.N.Sevilla2010)(O.Q.L.Madrid2011)

Lassemirreaccionescorrespondientesalospotencialesdereduccióndadosson:

Au (aq)+3e Au(s) E°=‐1,498V

Cl (g)+2e 2Cl (aq) E°=1,360V

Ag+(aq)+e Ag(s) E°=0,799V

Cu (aq)+2e Cu(s) E°=0,339V

Br (g)+2e 2Br (aq) E°=1,065V

Delasespeciesdadas,lamásoxidanteeslaquetieneunpotencialmayor: .


5.112. ¿Cuántosmoles de electrones debe perder cadamol de ácido oxálico (HCOO−COOH)cuandoactúacomoreductorendisoluciónacuosa?a)2b)4c)6d)8

(O.Q.L.Madrid2006)

LasemirreaccióncorrespondientealaoxidacióndelácidooxálicoaCO es:

C H O 2CO +2H +2e

Comoseobserva,1moldeC H O debeperder2molesdeelectrones.


5.113. Los principales productos en la electrólisis de una disolución acuosa de CuCl2 conelectrodosdeplatinoson:a) (g)enelcátodoy (g)enelánodo.b)HCl(g)enelánodo.c)Cu(s)enelcátodoy (g)enelánodo.d)Cu(s)enelcátodoy (g)enelánodo.

(Datos.E°( /Cu)=0,339V;( / )=1,360V;E°( / )=1,230V)(O.Q.L.Madrid2006)

El cloruro de cobre (II) en disolución acuosa se encuentra disociado de acuerdo con laecuación:

CuCl (aq)2Cl (aq)+Cu (aq)





cátodo(reducción):Cu (aq)+2e Cu(s) E°=0,339V [1]

Yaquedelosdosiones,H yCu ,eselsegundoelqueesmásfácildereducirportenerunpotencialdereducciónmayor.

ánodo(oxidación):2Cl (aq)Cl (g)+2e E°=1,360V [2]

ánodo(oxidación):2H O(l)O (g)+4H (aq)+4e E°=1,230V [3]


2Cl (aq)+Cu (aq)Cl (g)+Cu(s)

Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo = 0,339V – 1,360V =‐1,021V


2H O(l)+Cu (aq)O (g)+4H (aq)+Cu(s)

Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo = 0,339V – 1,230V =‐0,891V

ComoelsegundopotencialesmenorelgasqueseliberaenelcátodoesO .


5.114.SepuedeobtenerNaOHporelectrólisisde:a)NaClsólidofundido.b) sólidofundido.c)Unadisoluciónacuosade .d)UnadisoluciónacuosadeNaCl.

(O.Q.L.Madrid2006)






cátodo(reducción):2H O(l)+2e H (g)+2OH (aq) E°=‐0,83V [1]

cátodo(reducción):Na (aq)+e Na(s) E°=‐2,71V [2]







Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo = ‐0,83V – 1,36V =‐2,19V


2H O(l)2H (g)+O (g)

Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo = ‐0,83V – 1,23V =‐2,06V



2H O(l)+2NaCl(aq)H (g)+Cl (g)+2NaOH(aq)

ElNaOH(aq)seformaconlosionesNa (aq)y (aq)presentesenladisoluciónresultante.


5.115.Calculaelpotencialnecesarioparaqueseproduzcalaelectrólisis:

2NaCl(l)2Na(s)+ (g)a 600°C, sabiendo que ° y ° para esta reacción son 820 kJ· y 0,180kJ· · ,respectivamente.Supongaque °y °novaríanconlatemperatura.a)6,87Vb)3,43Vc)1,72Vd)13,7V

(Dato.F=96489C· )(O.Q.L.Madrid2006)

ElNaClfundidoseencuentraenformaiónicadeacuerdoconlaecuación:


ElánodoeselelectrodoenelquetienelugarlareaccióndeoxidaciónyteniendoencuentaquelaúnicaespeciequepuedeoxidarseesCl (l),laecuaciónquímicacorrespondienteadichoprocesoes:

2Cl (l)Cl (g)+2e

El cátodo es el electrodo en el que tiene lugar la reacción de reducción y teniendo encuenta que la única especie que puede reducirse es Na (l), la ecuación químicacorrespondienteadichoprocesoes:

2Na (l)+2e 2Na(l)

Elpotencialnecesarioparalareacciónseobtieneapartirdelaexpresión:

Δ G°=‐nFE°

yelvalordeΔ G°seobtieneasuvezdelaexpresión:

Δ G°=Δ H° TΔ S°ΔrG°=820kJmol

600+273 K0,180kJmol·K

=662,86kJmol

sustituyendoenlaprimeraexpresión:


E=‐662,86kJ2·96489C

10 J1kJ

=‐3,43V

Comolareacciónesnoespontánea(ΔrG>0),Edebetenersignocontrario(E=3,43V).


5.116.CuandosehacereaccionarCucon ,losproductosdereacciónson:a) + b) +NO+ c)CuO+ d) +NO

(O.Q.L.Madrid2006)

ElHNO actúacomooxidanteylasemirreaccióndereducciónes:

NO +4H +3e NO+2H O

ElCuactúacomoreductorylasemirreaccióndeoxidaciónes:

CuCu +e

Igualandoloselectronesintercambiados:

NO +4H +3e NO+2H O

3 CuCu +e

Laecuacióniónicaglobales:

NO +4H +3CuNO+2H O+3Cu

Añadiendolosionesquefaltan(3NO )seobtienelaecuaciónmolecularajustada:

4HNO +3CuNO+2 +3


5.117. Se realiza la electrólisis de una disolución con electrodos de vanadio. El ánodo devanadiodisminuyesumasaen173mgcuandopasaunacantidaddecargade975C.¿Cuáleselnúmerodeoxidacióndelvanadioenladisolución?a)+1b)+2c)+3d)+4

(Datos.F=96489C· ;masamolardelV=50,9g· )(O.Q.L.Madrid2006)

ElánodoeselelectrodoenelquetienelugarlareaccióndeoxidaciónyteniendoencuentaquelaúnicaespeciequepuedeoxidarseeselV(s),laecuaciónquímicacorrespondienteadichoprocesoes:

V(s)V (aq)+xe

Losmolesdevanadiooxidadoson:

173mgV1gV

10 mgV1molV50,9gV

=3,4·10 molV


Losmolesdeelectronesnecesariosparalaoxidaciónson:

975C1mole96489C

=1,01·10 mole

Relacionandomolesdevanadiooxidadoconmolesdeelectronesnecesarios:

1,01·10 mole

3,4·10 molV≈3

Elnúmerodeoxidacióndelvanadioes+3.


5.118.Identifiqueelagenteoxidanteenlasiguientereacción:

2 +Cu +2 + a) b) c)

(O.Q.L.LaRioja2006)

El agente oxidante es la especie que se reduce, es decir que capta electrones. En estareaccióneselSO :

SO +4H +2e SO +2H O


5.119.Elnúmerodeoxidacióndeluranioenelnitratodeuranilo, ,es:a)+2b)+7c)+4d)+5e)+6

(O.Q.L.LaRioja2006)(O.Q.L.Valencia2010)

Teniendoencuentaqueenlaespeciedadaelnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2ydelnitrógeno+5,elnúmerodeoxidacióndeluranioenlamismaes:

x+8 ‐2 +2 +5 =0x=+6


(EnlaRioja2006sehacelapreguntaparaelionuranilo).

5.120.Enlareacción:

3 +2Al +3 a)Nohayoxidación‐reducciónb)Sereduceelprotónc)SereduceelAl

(O.Q.L.LaRioja2006)

El agenteoxidantees laespeciequesereduce, esdecirquecapta electrones.Enestareacciónesel :

2H +2e H

Elagentereductoreslaespeciequecedeelectronesyseoxida.EnestareaccióneselAl:


AlAl +3e


5.121.Cuandosepasade −CHOH− a −CO− tienelugar:a)Unaoxidaciónb)Unareducciónc)Nohayoxidaciónnireducción

(O.Q.L.LaRioja2006)

Laecuaciónquímicaajustadacorrespondienteaestasemirreacciónes:

CH −CHOH−CH CH −CO−CH +2H +2e

Setratadeunasemirreaccióndeoxidaciónenlaqueelagentereductoreslaespeciequeseoxida,esdecirquecedeelectrones.EnestareacciónesCH −CHOH−CH .


5.122.ElnúmerodeoxidacióndelOenelperóxidodehidrógeno( )es:a)‐2b)‐1c)+1d)+2

(O.Q.L.CastillayLeón2006)(O.Q.L.CastillayLeón2008)

Teniendoencuentaqueenlaespeciedadaelnúmerodeoxidacióndelhidrógenoes+1,elnúmerodeoxidacióndeloxígenoenlamismaes:

2 +1 +2 x =0x=‐1


5.123.EnlareacciónS+ ,eloxígenoes:a)Unagentereductorb)Unagenteoxidantec)UnácidodeBrönstedd)Unamoléculaanfótera



reducción:O +4e 2O

oxidación:SS +4e

El ganaelectronesysereduce,eselagenteoxidante.


5.124.Calculeelpotencialdelapila:Pt/ (g,1atm)/ (0,01M)// (1M)/ (g,1atm)/Pt.

a)0,8Vb)0,018Vc)1,18Vd)0,118Ve)0V



Lassemirreaccionesdeestapiladeconcentraciónson:

cátodo(reducción):2H (1M)+2e H (g)

ánodo(oxidación):H (g)2H (0,01M)+2e


H (g)+2H (1M)2H (0,01M)+H (g)


E=Eo0,0592n

logQ

Elvalorden=2,eldeE°=0ylaexpresióndeQes:

Q=[H á

[H á

ElvalordeEes:

E=00,05922

log0,011

=0,118V


5.125.Indiqueelagenteoxidantemásfuertedeestaserie:Ag, ,K,F, .a) b) c)Agd)Ke)

(Datos.E°( /Ag)=0,8V;E°( /Al)=‐1,676V;E°( /K)=‐2,92V;E°( / )=2,86V;E°( / )=0V)



Al (aq)+3e Al(s) E°=‐1,676V

2H (aq)+2e H (g) E°=0V

Ag (aq)+e Ag(s) E°=0,8V

K (aq)+e K(s) E°=‐2,92V

F (g)+2e 2F (aq) E°=2,86V

Delasespeciespropuestas,lamásoxidanteeslaquetieneunpotencialmayor: .



5.126.Calculelaconstantedeequilibriodelareacción:

+2 +2

a)K=7,8·10 b)K=7,8·10 c)K=7,8·10 d)K=1e)K=7,8·10 (Datos.E°( / )=1,065V;E°( / )=0,536V)



Cátodo(reducción):Br (g)+2e 2Br (aq)

Ánodo(oxidación):2I (aq)I (s)+2e


E=Eo0,0592n

logK

EnelequilibrioE=0yQ=K conloquelaexpresiónanteriorquedacomo:

Eo=0,0592n

logK


E°=Ecatodoo Eanodo

o =E / o E /

o =1,065V0,536V=0,529V

Sustituyendo:

0,529=0,05922

logK K =7,4·10


5.127. Se disuelve unamuestra demetal (masa atómica = 157) en ácido clorhídrico y sesometeaelectrólisislasolución.Seencuentraquecuandohanpasadoporlacélula3215C,sedepositan1,74gdemetalenelcátodo.Enbaseaestolacargadelionmetálicoes:a)+5b)+2c)+3d)+4e)‐4

(Dato.F=96485C· )(O.Q.N.Córdoba2007)

LaecuaciónquímicacorrespondientealadisolucióndelmetalXenHCles:

2X(s)+2nHCl(aq)2XCl (aq)+nH (g)

Comolasalformadaseencuentraionizadaporestarendisoluciónacuosa:

XCl (aq)X (aq)+nCl (aq)

Lasemirreaccióncorrespondientealareduccióndelmetales:


cátodo(reducción):X (aq)+ne X(s)

RelacionandolacantidaddecorrienteydeX:

3215C1mole96485C

1molXnmole

157gX1molX

=1,74gXn=+3


5.128.Sisehacepasaratravésdeunadisoluciónde lamismacantidaddeelectricidadqueprovocaeldepósitode10gdeCudeunadisolucióndesulfatodecobre(II),lamasadeníqueldepositadaserá:a)11,24gb)4,62gc)3,08gd)9,24ge)1,32g


El cloruro de níquel (II) y el sulfato de cobre (II) en disolución acuosa se encuentrandisociadosdeacuerdoconlasecuaciones:

NiCl (aq)2Cl (aq)+Ni (aq)

CuSO (aq)SO (aq)+Cu (aq)


Ni (aq)+2e Ni(s)

Cu (aq)+2e Cu(s)

Relacionandomolesdecobreydeelectrones:

10gCu1molCu63,54gCu

2mole1molCu

=0,3148mole

Comolascubasestánconectadasenserie,elnúmerodemolesdeelectronesqueatraviesaambaseselmismo.RelacionandoestosmolesconlosdeNidepositado:

0,3148mole1molNi2mole

58,71gNi1molNI

=9,24gNi


5.129.Elaguadelgrifocontieneunapequeñacantidaddecloro.Poreso,cuandoseleañadeunpocodeyodurodepotasio:a)Seponeunpocoamarilla.b)Hueleaajostiernos.c)Desprendeungasirritante.d)Huelecomolahierbareciéncortada.

(O.Q.L.Murcia2007)

ElCl disueltoenelaguareaccionaconelKIdeacuerdoconlasiguientereacciónredox:

Cl (g)+KI(aq)KCl(aq)+I (s)



reducción:Cl +2e 2Cl

oxidación:2I I +2e


Cl +2I 2Cl +I

Añadiendolosionesquefaltan(2K ):

Cl (g)+2KI(aq)2KCl(aq)+I (s)

ElcoloramarillosedebelaformacióndelI (s)


5.130.Elnúmerodeoxidacióndelazufreenlamoléculadeoctoazufre( )esiguala:a)1/8b)2c)1d)0


Todoelementoensuformaatómicaomoleculartienedenúmerodeoxidación0.


5.131.Unadelasespeciesqueseproponenpuedeactuardereductora:a)Flúormolecularb)Átomosdesodiometálicoc)Anionescloratod)Ioneshidronio


Para que una especie actúe sólo como reductora debe estar en su mínimo número deoxidacióndeformaquesólopuedacederelectronesyoxidarse.Delasespeciesdadas:

F tienenúmerodeoxidación0,elmínimoes‐1,portantoesoxidante.

Natienenúmerodeoxidación0,queeselmínimoquepuedetenerysólopuedepasara+1,portantoesreductor.

ClO Cltienenúmerodeoxidación5,elmínimoes‐1,portantoesoxidante.

H O Htienenúmerodeoxidación+1,elmínimoes‐1,portantoesoxidante.


5.132.Losionespermanganato( )puedenoxidaralyodohastayodato( )enmedioácido (sulfúrico). ¿Cuántosmolesdepermanganato sonnecesariosparaoxidarunmoldeyodato?a)1b)2c)3d)4

(O.Q.L.Madrid2007)




oxidación:I +6H O2IO +12H +10e


2 +4 + 2 +2 +2


5.133.Indicacuálessonlosproductosdelareacción:

(conc.)+Cu+calora) +CuO+ b) + +2 c) + + d) +

(Dato.E°( /Cu)=0,34V)(O.Q.L.Madrid2007)

El azufre delH SO tiene sumáximo número de oxidación (+6) por lo que actúa comooxidanteysólopuedereducirsehastatenerunmenornúmerodeoxidación.

Entrecobreehidrógeno,eselprimeroelqueposeeunpotencialdereducciónmayorporloqueactúacomoreductoryseoxida.

a)Falso.CuseoxidaaCu ,mientrasqueSnocambiadenúmerodeoxidación:

oxidación:CuCu +2e

SO +2H SO +H O

b)Verdadero.CuseoxidaaCu ,mientrasqueSsereduceaSO :

oxidación:CuCu +2e

reducción:SO +4H +2e SO +2H O

c) Falso. Cu se oxida a Cu ,mientras que S se reduce a SO , pero no puede formarseCu OH portratarsedeunmedioácido.

d)Falso.CuseoxidaaCu ,peronopuedeformarseH yaqueCutienemayorcarácterreductor.


5.134.¿Quésucedecuando seañadehierrometálicoaunadisoluciónacuosaquecontienenitratodeplataynitratodebario?a)Noseproduceningunareacción.b)ElFeseoxidaysereducenlosiones y .c)ElFeseoxidaysereducenlosiones .d)ElFeseoxidaysereducenlosiones .

(O.Q.L.Madrid2007)

Sindatosdepotencialesdereduccióny teniendoencuenta laposiciónde loselementosbario y plata en la tabla se puede deducir que el bario se encuentramás a la izquierda(grupo 2) en la tabla por lo que tienemayor carácter reductor que la plata (grupo 11),mientrasqueelhierro,elementoqueseoxidaseencuentraentreambos(grupo8).


Porestemotivo,elFeeselelementoqueseoxida:

oxidación:Fe(s)Fe (aq)+2e

Comoelcarácterreductorde esmenor,eslaespeciequesereduce:

reducción:Ag (aq)+e Ag(s)

Lareacciónglobalquetienelugares:

Fe(s)+AgNO (aq)Ag(s)+Fe NO (aq)

LosionesBa yNO permaneceninalteradosyaquesonmásdifícilesdereducirqueelionAg .


5.135.EnlaelectrólisisdeunadisoluciónacuosadeNaClconelectrodosdeplatino:a)Sedesprendehidrógenoenelánodoycloroenelcátodo.b)Sedesprendeoxígenoenelánodoycloroenelcátodo.c)Seobtienehidrógenoenelcátodo,cloroenelánodoyNaOHenlacubaelectrolítica.d)Seobtienehidrógenoenelcátodo,cloroyoxígenoenelánodo.

(O.Q.L.Madrid2007)






cátodo(reducción):2H O(l)+2e H (g)+2OH (aq) E°=‐0,83V [1]

cátodo(reducción):Na (aq)+e Na(s) E°=‐2,71V [2]






Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo = ‐0,83V – 1,36V =‐2,19V


2H O(l)2H (g)+O (g)

Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo = ‐0,83V – 1,23V =‐2,06V




2H O(l)+2NaCl(aq)H (g)+Cl (g)+2NaOH(aq)

Sedesprenden:ánodo: (g),cátodo: (g).QuedaNaOH(aq)enlacuba.


5.136.Dadoslossiguientespotencialesdereducciónestándar:

E°( /Fe)=‐0,440V,E°( / )=0,771V

Elpotencialdereducciónestándarparalareacción +3e Fees:a)‐0,0363Vb)0,0363Vc)‐0,331Vd)0,331Ve)‐0,110V

(O.Q.L.Madrid2007)(O.Q.N.Castellón2008)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)(O.Q.N.ElEscorial2012)

Dadoslospotencialesdereduccióncorrespondientesalassemirreacciones:

Fe +2e Fe E°=‐0,440V

Fe +e Fe E°=0,771V

Elpotencialcorrespondientealasemirreacción:

Fe +3e Fe

sepuedecalculardeacuerdoconlaexpresión:

ΔG /Feo = ΔG /Fe

o + ΔG /o

ComoΔG°=‐nFE°laexpresiónanteriorquedacomo:

‐3·F·E /Feo = ‐2·F·E /Fe

o + ‐F·E /o

Siplificandoysustituyendolosvaloresdepotencialesdereducción:

3E /Feo =2 ‐0,440V + 0,771V E /Fe

o =‐0,331V


(LosresultadospropuestosenElEscorial2012sonmásacordesalresultadoobtenido).

5.137.¿Cuálesdelassiguientesreaccionesestáncorrectamenteajustadas?

1) + + 2)Cu+ +8 + +3 3) +2 +10 +2 +5 4)2 +3 +2 2 +4

a)3y4b)1y2c)Todasd)Ninguna


1)Noajustada.Cumpleelbalancedemateriaperonocumpleelbalancedecarga.

2)Noajustada.Cumpleelbalancedemateriaperonocumpleelbalancedecarga.


3)Ajustada.Cumplelosbalancesdemateriaydecarga.

4)Ajustada.Cumplelosbalancesdemateriaydecarga.


5.138.Enlaecuación:

(g)+3 (g) (g)+3HCl(g)Lamasaequivalentedelagenteoxidanteserá:a)Masamolecular/2b)Masamolecular/6c)Masamoleculard)Masamolecular/3


Lassemirreaccionesquetienelugarson:

oxidación:N N +6e (N eselagentereductor)

reducción:Cl +2e 2Cl (Cl eselagenteoxidante)

Lamasaequivalentedelagenteoxidanteessumasamoleculardivididaporelnúmerodeelectronesintercambiados,enestecaso,2.


5.139.Elíndiceonúmerodeoxidacióndelcarbonoenelion es:a)+2b)‐2c)+3d)+4

(O.Q.L.LaRioja2007)

SabiendoqueelnúmerodeoxidacióndelOes,habitualmente,‐2,yqueenunionlasumade losnúmerosdeoxidaciónde los elementosque lo integran coincide con la cargadelmismo,sepuedeplantearlasiguienteecuación:

2 x +4 ‐2 =‐2x=+3


5.140.Ladescargadeuncatiónenelcátodo,duranteunprocesoelectrolítico:a)Esunareducción.b)Esunaoxidación.c)Esunaionización.d)Noesunprocesodeoxidación‐reducción.

(O.Q.L.LaRioja2007)

En cualquier tipo de célula, tanto electroquímica como electrolítica, el cátodo es elelectrodoenelquetienelugarlareaccióndereducción.Porejemplo:

Cu +2e Cu



5.141.Considerandolossiguientespotenciales:

E°( / )=1,81VE°( / )=0,68VE°( / )=1,23V

¿Quéocurrealprepararunadisoluciónacuosade ?a)Nopasanada.b)Sereduceeloxígenodelaireconformacióndeaguaoxigenada.c)Seoxidaelaguacondesprendimientode .d)Sereduceeloxígenodelaireconformacióndeagua.e)Sereduceelaguacondesprendimientodehidrógeno.


ElCo ,por tenermayorpotencialqueel restode lasespeciespropuestas, secomportacomooxidantedelH Odeacuerdoconlassiguientessemirreacciones:

reducción:Co +e Co E°=1,81V

secomportacomooxidanteyaqueganaelectronesysereduceaCo .

oxidación:2H OO +4H +4e E°=‐0,68V

secomportacomoreductoryaquecedeelectronesyseoxidaaO .


4Co +2H O4Co O +4H E°=1,13V

Elpotencialcorrespondientea lareacciónesE°>0,portanto,comoΔG°=‐nFE°<0setratadeunprocesoespontáneo.


5.142.Unprocedimientoparaobtenerflúorenellaboratorioes:a)Reducirconlitiounadisoluciónacuosadefluorurodecalcio.b)Oxidarconpermanganatodepotasiounadisoluciónacuosadefluorurodecalcio.c)Electrólisisdedisolucionesacuosasdefluorurossolubles.d)Electrólisisdefluorurossólidosfundidos.e)Ningunodelosprocedimientosanteriores.


a) Falso. El flúor es el elemento más oxidante del sistema periódico por lo que si unadisolución acuosa de fluoruro de calcio es tratada con litio, el reductormás fuerte queexiste,seráimposiblequelosionesfluoruroseanoxidadosaflúoryseránlosionesH delagualosqueseanreducidosaH .

b)Falso.Comoel flúor es el elementomásoxidantedel sistemaperiódico, es imposiblequelosionespermanganato,oxidantemásdébil,seancapacesdeoxidarlosionesfluoruroaflúor.

c) Falso. La electrólisis de una disolución acuosa de fluoruro de calcio no produce eldesprendimientodeflúorenelánododelacubaelectrolíticayaquelosionesOHdelaguasonmásfácilesdeoxidaraO .

d) Verdadero. En la electrólisis del fluoruro de calcio fundido se produce eldesprendimientodeflúorenelánododelacubaelectrolíticadeacuerdoconlaecuación:

2F (l)F (g)+2e

e)Falso.Lapropuestaesabsurda.



5.143.Delassiguientesparejasdesustanciaspropuestas,indicalaqueestáconstituidaporuna especie que sólo puede actuar como oxidante y otra que sólo puede actuar comoreductor:a)MnO, b) ,Sc) , d) , e) ,S


Paraqueunasustanciapuedaactuarsólocomooxidantedebeencontrarseensumáximoestadodeoxidacióndeformaqueúnicamentepuedareducirse.

De forma análoga, para que una sustancia pueda actuar sólo como reductor debeencontrarseensumínimoestadodeoxidacióndeformaqueúnicamentepuedaoxidarse.

a) MnO estadodeoxidacionMn:+2 noesmáximoS estadodeoxidacionS:‐2 síesmínimo

b) H O estadodeoxidacionO:‐1 noesmáximoS estadodeoxidacionS:0 noesmínimo

c) HNO estadodeoxidacionN:+5 síesmáximoSO estadodeoxidacionS:+4 noesmínimo

d) HNO estadodeoxidacionN:+5 síesmáximoS estadodeoxidacionS:‐2 síesmínimo

e) ClO estadodeoxidacionCl:‐5 noesmáximoS estadodeoxidacionS:0 noesmínimo


5.144.Unprocedimientoparaobtenernitrógenoenellaboratorioes:a)Pasarunacorrientedeaireatravésdeácidosulfúricoconcentradoycaliente.b)Pasarunacorrientedeaireatravésdeunadisoluciónde .c)Calentarunamezclade y sólidos.d)AdicionarunadisolucióndeNaOHsobreunadisoluciónde .e)Pasarunacorrientede yaireatravésdeunadisoluciónde .


a)Falso.Elácidosulfúricoesunagentedeshidratanteyloúnicoqueharíaseríaeliminarelvapordeaguadelaire.

b)Falso.ElKMnO esunagenteoxidantequenoseríacapazdeoxidaraningunode loscomponentesdelaire.

c)Verdadero.LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreelNH ClyNaNO es:

NH Cl(s)+NaNO (s)N (g)+2H O(g)+NaCl(s)

Setratadeunareacciónderedoxentreunreductor(NH )yunoxidante(NO )enlaqueambossetransformanenN .

d)Falso.LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreelNH ClyNaOHes:


NH Cl(aq)+NaOH(aq)NH (aq)+H O(l)+NaCl(aq)

Se tratadeunareaccióndeneutralizaciónentreunácidodébil (NH )yunabase fuerte(NaOH).

e)Falso.ElH esunreductorlomismoqueelNa SO ynoreaccionanparaproducirN .


5.145.Se introduceun electrododeplata enunadisolución saturadade clorurodeplata.Calculaelpotencialdelpar /Agteniendoencuenta:

E°( /Ag)=0,8V AgCl=1,8·10

a)0,81Vb)1,09Vc)0,51Vd)0,73Ve)0,62V


ElequilibriodesolubilidaddeAgCles:


Elproductodesolubilidad,K ,delAgCles:

Kps=[Ag ][Cl ]

Losvalores[Ag ]y[Cl ]sonloscorrespondientesalosdeladisoluciónsaturadadeAgCl(sat):

K =[Ag ][Cl ]=s

siendoslasolubilidaddelAgCl.


Ag =s= 1,8·10 =1,34·10 M


E=Eo–0,0592n


Sustituyendo:

E=0,80–0,05921

log1

1,34·10=0,51V


5.146.Unoxidanteesaquelque:a)Siemprecontieneoxígeno.b)Sereducefácilmentedurantelareacción.c)Seoxidafácilmente.d)Sereducefrentealagua.



Eloxidante es la especie química que gana electrones y se reduce; el reductor es laespecie química que cede electrones y seoxida, por tanto, existe una transferencia deelectronesdelreductoraloxidante.


5.147.Indicacuáldelasafirmacionesquesedaneslacorrecta:a)Unreductorsereduceoxidandoaunoxidante.b)Unoxidantesereduceoxidandoaunreductor.c)Unoxidantereduceaunreductoryélseoxida.d)Unreductorseoxidaoxidandoaunoxidante.


a)Falso.Unreductorseoxidareduciendoaunoxidante

b)Verdadero.Unoxidantesereduceoxidandoaunreductor

c)Falso.Unoxidanteoxidaaunreductoryseoxida

d)Falso.Unreductorseoxidareduciendoaunoxidante


5.148.Enunodelosprocesossiguientesseprecisadeunreductor:a)BióxidodemanganesoÓxidodemanganeso(II)b)TrióxidodeazufreÁcidosulfúricoc)CarbonatodecalcioÓxidodecalciod)DióxidodetitanioCatióndivalentedelmonóxidodetitanio


a) Verdadero. La semirreacción propuesta es de reducción ya que el dióxido demanganesoganaelectronesysereduce:

MnO +2H +2e MnO+H O

b) Falso. La semirreacción propuesta no es de reducción ya que no se intercambianelectronesentrelasespecies:

SO +H OSO +2H

c) Falso. La semirreacción propuesta no es de reducción ya que no se intercambianelectronesentrelasespecies:

CaCO CaO+CO

d) Falso. La semirreacción propuesta no es de reducción ya que no se intercambianelectronesentrelasespecies:

TiO +2H TiO +H O


5.149.Losestadosformalesdeoxidacióndelnitrógenoenelnitratodeamonio, ,son:a)+3y‐3b)+3y‐5c)‐3y+5d)‐3y‐5



ElNH NO sedisociaenionesdeacuerdoconlaecuación:

NH NO NH +NO

EnelionNH ,esprecisotenerencuentaqueelnúmerodeoxidacióndelhidrógenoes+1,porloqueelnúmerodeoxidacióndelnitrógenoes:

x+4 +1 =+1x=‐3

EnelionNO ,esprecisotenerencuentaqueelnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,porloqueelnúmerodeoxidacióndelnitrógenoes:

x+3 ‐2 =‐1x=+5


5.150. Una célula galvánica que implica las siguientes semirreacciones en condicionesestándar:

(aq)+2 Cd(s) E°=‐0,403V

(aq)+2 Cu(s) E°=0,340Vtieneunpotencialestándar,E°:a)‐0,743Vb)0,743Vc)0,063Vd)0,0936V

(O.Q.L.Madrid2008)



cátodo(reducción):Cu (aq)+2e Cu(s)

ánodo(oxidación):Cd(s)Cd (aq)+2e


Cu (aq)+Cd(s)Cu(s)+Cd (aq)

Elpotencialnormaldelacélulasecalculamediantelaexpresión:

Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /Cu

o E /Cdo = 0,340V ‐0,403V =0,743V


5.151.¿Cuáldelassiguientesespeciesquímicasactúasolamentecomoagentereductor?a)Nab) c)Sd)

(O.Q.L.Madrid2008)

a) Verdadero. De todas las especies propuestas la única que puede actuar sólo comoagentereductoreselNayaquesólopuedeoxidarseaNa :


Na(g)Na (g)+e

b)Falso.Cl esunodelosagentesoxidantemásfuertequeexisteysolopuedereducirseaCl .

c)Falso.SpuedeoxidarseaS oS ,obienreducirseaS .

d)Falso.SO puedeoxidarseaS ,obienreducirseaSoS .


5.152.Cuandoelhierroelementalseoxida:a)Aumentaelnúmerodeelectrones.b)Disminuyeelnúmerodeprotones.c)Seformaunionconcarganegativa.d)Disminuyeelnúmerodeelectrones.


La oxidación es el proceso en el que una especie química cede electrones y, por tanto,aumentasunúmerodeoxidación.Enelcasodelhierro:

oxidación:FeFe +3e


5.153.Unagentereductor:a)Contieneunelementocuyoestadodeoxidacióndisminuyeenlareacciónredox.b)Contieneunelementocuyoestadodeoxidaciónaumentaenlareacciónredox.c)Contieneunelementoqueganaelectronesenlareacción.d)Loselementosqueloconstituyennomodificansuestadodeoxidación.


El reductor es la especiequímicaque cedeelectronesy se oxida,por tanto, aumenta suestadodeoxidación.Porejemplo,enelcasodelZn:

oxidación:Zn(s)Zn (aq)+2e


5.154.Paralasiguientereacciónajustada:

+14 (aq)+6Ag(s)2 (aq)+6 (aq)+7 (l)a)Ag(s)eselagenteoxidante.b) eselagentereductor.c) seoxida.d) sereduce.

(O.Q.L.Madrid2008)


reducción:Cr O +14H +6e 2Cr +7H O

ElionCr O eseloxidantequeganaelectronesysereduce.

oxidación:6 AgAg +e

ElmetalAgeselreductorquecedeelectronesyseoxida.



5.155.Enunareacciónredox,eloxidante:a)Cedeelectronesalreductor,queseoxida.b)Recibeelectronesdelreductor,queseoxida.c)Cedeelectronesalreductor,quesereduce.d)Recibeelectronesdelreductor,quesereduce.


Eloxidante es la especie química que gana electrones y se reduce; el reductor es laespecie química que cede electrones y seoxida, por tanto, existe una transferencia deelectronesdelreductoraloxidante.


5.156.Enlareacción:

+6 +14HCl2 +6 +2KCl+7

a)Losaniones actúancomoreductores.b)Losiones actúancomooxidantes.c)Losiones actúancomoreductores.d)Losiones seoxidan.



reducción:Cr O +14H +6e 2Cr +7H O

LosionesCr O actúancomooxidantesquegananelectronesysereducen.

oxidación:2 Fe Fe +e

Losiones actúancomoreductoresquecedenelectronesyseoxidan.


5.157. El peso equivalente del , cuando se utiliza en una reacción en la que el ionyodato,seconvierteenyodomolecular,esiguala:a)39,6b)79,2c)198,0d)396,0(Masasatómicas:Na=23,0;I=127,0;O=16,0)


Lasemirreaccióndereduccióndelionyodatoes:

reducción:IO +6H +5e ½I +3H O

ElpesoequivalentedelNaIO es:

1molNaIO5mole

198gNaIO1molNaIO

=39,6g



5.158.Indicasisonverdaderaslassiguientesafirmacionesenlareacción:

2 (aq)+Fe(s) (aq)+2Ag(s)a)Loscationes actúancomoreductores.b)Losaniones actúancomooxidantes.c)Fe(s)eseloxidante.d)Fe(s)sehaoxidadoa .e)Loscationes sehanreducidoaAg(s).

(O.Q.L.Canarias2008)


reducción:2 Ag +2e 2Ag

ElcatiónAg+secomportacomooxidantequeganaelectronesysereduceaAg.

oxidación:FeFe +2e

ElmetalFesecomportacomoreductorquecedeelectronesyseoxidaa .

Lasrespuestascorrectassondye.

5.159.Elbromoseencuentraenelestadodeoxidación+3enelcompuesto:a) b) c) d)HBr

(O.Q.L.LaRioja2008)

Teniendoencuentaqueen lasespeciesdadaselnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,delhidrógeno+1,ydelnitrógeno‐3,elnúmerodeoxidacióndelbromoenlasmismases:

a)EnelHBrO : 1 +1 +x+3 ‐2 =0x=+5

b)EnelNH Br: 1 ‐3 +4 +1 +x=0x=‐1

c)Enel : 1 +1 +x+2 ‐2 =0x=+3

d)EnelHBr: 1 +1 +x=0 x=‐1


5.160.¿CuáldelassiguientesafirmacionesesFALSA?Sedenominareductoraaquellassustanciasque:a)Seoxida.b)Obligaaotroscompuestosacaptarelectrones.c)Pierdeelectrones.d)Obligaaotroscompuestosaoxidarse.

(O.Q.L.LaRioja2008)

a‐c)Verdadero.Elreductoreslaespeciequímicaquepierdeelectronesyseoxida.

b)Verdadero.El reductor es la especiequímicaque cedeelectrones al oxidanteque loscapta.

d)Falso.Elreductoreslaespeciequímicaquereducealoxidante.



5.161.Dados los siguientespotenciales estándar, ¿cuálde las siguientes especies esmejoragenteoxidante?

(g)+2 2 (aq) E°=+2,866V

(g)+2 2 (aq) E°=+1,358V

(aq)+2 Cu(s) E°=+0,34V

(aq)+2 Mg(s) E°=‐2,356Va)Cu(s)b) (aq)c) (g)d) (aq)e) (g)

(O.Q.N.Ávila2009)

El agente oxidantemás fuerte es aquel que tiene el potencial normal de electrodomásgrande.Delosvaloresdadoselmayorlecorrespondeal (g).Estaespecieeseloxidantemásfuertequeexiste.


5.162.Seelectrolizaunadisoluciónacuosade utilizandoelectrodosdePt.a)Sedesprenden enelánodo.b)Sedesprenden enelánodo.c)Sedesprendenhidrógenoenelcátodo.d)Noseobservaeldesprendimientodegases.e)Sedesprendenhidrógenoenelánodoyoxígenoenelcátodo.

(O.Q.N.Ávila2009)

Elácidosulfúricoendisoluciónacuosaseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:


además,lapresenciadelácidosulfúricofavorecelaionizacióndelagua:



cátodo(reducción):2H (aq)+2e (g)

ánodo(oxidación):4OH (aq) (g)+2H O(l)+4e

ElionH sereducemásfácilmentequeelionsulfatoyaquetieneunpotencialnormaldeelectrodomenor.


5.163.¿CuáleselnúmerodeoxidacióndelMnenlasalhidratada: ·12 ?a)+1b)+2c)+3d)+4e)+5

(O.Q.N.Ávila2009)

Sabiendoque losnúmerosdeoxidacióndelCsyOson, respectivamente,+1y ‐2,queelnúmerodeoxidacióndel S en los sulfatos es+6, yqueenun compuesto la sumade los


númerosdeoxidacióndeloselementosquelointegranes0sepuedeplantearlasiguienteecuación:

1 +1 +x+2 +6 +8 ‐2 =0x=+3


5.164.Paraestandarizarlasdisolucionesde seutilizaeloxalatosódico, (s).¿Cuántoselectronessenecesitanenlaecuaciónredoxajustadaparaestavaloración?a)2b)4c)5d)10e)12

(O.Q.N.Ávila2009)



oxidación:5 C O CO +2e

Seintercambian10electrones.


5.165. ¿Cuál de los siguientesmetales: Cs, Cu,Mg, Al y Ag, necesitamayor cantidad deelectricidadportoneladademetalproducidodurantelaelectrólisis?a)Csb)Cuc)Mgd)Ale)Ag

(O.Q.N.Ávila2009)

LaecuaciónquímicacorrespondientealareduccióndelmetalXenelcátodoes:

X (aq)+ne X(s)

Relacionandomolesdemetalydeelectrones:

10 gX1molXMgX

nmole 1molX

=10 nM

mole

Se necesita mayor cantidad de electricidad para aquel metal que tenga menor masaatómica(M)ymayornúmerodeoxidación(n).

Deloselementosdados,elquemejorcumpleesacondicióneselAl,unelementodeltercerperiodo(bajamasaatómica)ynúmerodeoxidaciónelevado(+3).


5.166.Elmagnesiometálicosepuedeobtenerpor:a)Electrólisisdeunadisoluciónacuosadeclorurodemagnesio.b)Hidrólisisdeunadisoluciónacuosadecarbonatodemagnesio.c)Electrólisisdeclorurodemagnesiofundido.d)Descomposicióntérmicadecarbonatodemagnesio.e)Porreduccióndeunadisoluciónacuosadeclorurodemagnesioconsodio.

(O.Q.N.Ávila2009)


Elclorurodecesiofundido,MgCl (l),seencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:

MgCl (l)2Cl (l)+Mg (l)

Siserealizaunaelectrólisis,lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:

cátodo(reducción):Mg (l)+2e Mg(l)

ánodo(oxidación):2Cl (l)Cl (g)+2e



5.167.Elhidrógenosecomportacomooxidantecuandoreaccionacon:a)Calcioparadarhidrurodecalcio.b)Bromoparadarbromurodehidrógeno.c)Nitrógenoparadaramoníaco.d)Azufreparadarsulfurodehidrógeno.

(O.Q.L.Madrid2009)

a)Verdadero.EnlareacciónentreH yCa,elhidrógenosecomportacomooxidanteyaqueganaunelectrónysereduceaionH :

Ca(s)+H (g)CaH (s)


reducción:H +2e 2H

oxidación:CaCa +2e

b‐c‐d) Falso. En las reacciones entre H y Br , N y S, el hidrógeno se comporta comoreductoryaquecedeunelectrónyseoxidaaionH .


5.168.¿Cuáldelassiguientesespeciesesmásreductora?a) b) c)Agd)Fe

(Datos.E°( / )=1,36V;E°( / )=2,87V;E°( /Ag)=0,80V;E°( /Fe)=‐0,44V)

(O.Q.L.Madrid2009)


Cl (g)+2e 2Cl (aq) E°=1,36V

F (g)+2e 2F (aq) E°=2,87V

Ag (aq)+e Ag(s) E°=0,80V

Fe (aq)+2e Fe(s) E°=‐0,44V

Delasespeciesdadas,lamásreductoraeslaquetieneunpotencialmenor:Fe.



5.169.Enelsiguienteprocesosiderúrgico:

+3CO2Fe+3 ¿Cuáldelassiguientesproposicionesescorrecta?a)Elhierrosereduce.b)Elcarbonosereduce.c)Eloxígenosereduce.d)Elhierroseoxida.

(O.Q.L.Madrid2009)


reducción:Fe +3e Fe

Elion eslaespeciequeganaelectronesysereduce.

oxidación:C C +2e

Elcarbonoeslaespeciequecedeelectronesyseoxida.


5.170.Unagenteoxidanteesaquelque:a)Siemprecontieneoxígeno.b)Sereducedurantelareacción.c)Seoxidafácilmente.d)Seoxidasóloenpresenciadeunagentereductor.


El oxidante es la especie química que gana electrones procedentes del reductor y sereduce.

Notienenecesariamentequeconteneroxígeno,unejemploclarodeellosonloshalógenos,elementosquesonexcelentesoxidantes:

F (g)+2e 2F (aq)


5.171.¿Enquécompuestoelestadoformaldeoxidacióndelnitrógenoes‐2?a) b) c) d)


Teniendoencuentaqueen lasespeciesdadaselnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,delhidrógeno+1,elnúmerodeoxidacióndelnitrógenoenlasmismases:

a)EnelNH : x+3 +1 =0x=‐3

b)EnelHNO : 1 +1 +x+3 ‐2 =0x=+5

c)EnelNO : x+2 ‐2 =0x=+4

d)Enel : 2 x +4 +1 =0x=‐2



5.172.¿Cuáleselestadodeoxidacióndelmanganesoenelionmanganato, ?a)+6b)+4c)‐6d)+7


Teniendo en cuenta que en el número de oxidación del oxígeno es ‐2, el número deoxidacióndelmanganesoes:

x+4 ‐2 =‐20x=+6


5.173.¿CuáldelossiguientesprocesosNOcorrespondeaunaoxidación?a)Mn–2 b) +2 2 c)Li– d) +


Unaoxidaciónesunprocesoenelqueunaespeciepierdeelectronesyaumentasunúmerodeoxidación.

En las semirreacciones a), c) y d) los elementos Mn, Li y Co, respectivamente, cedenelectronesyaumentansunúmerodeoxidación,portanto,setratadeoxidaciones.

Enlasemirreacciónb)elBrcaptaelectronesydisminuyesunúmerodeoxidación,portanto,setratadeunareducción.


5.174.IndicacuáldelassiguientesafirmacionesesINCORRECTA:a)Unoxidanteesunasustanciaqueganaelectrones.b)Unoxidanteesunasustanciaqueobligaaotroscompuestosareducirse.c)Unoxidanteesunasustanciaqueobligaaotroscompuestosacederelectrones.d)Unoxidanteesunasustanciaquesereducirá.


a‐c‐d) Correcto. El oxidante es la especie química que gana electrones procedentes delreductorysereduce.

b)Incorrecto.Eloxidanteeslaespeciequímicaqueoxidaalreductor.


5.175.Determinar los estadosdeoxidacióndelnitrógeno en las siguientes especies: ,, .

a)4,5,0b)4,5,1c)3,5,0d)3,40


Teniendoencuentaqueenlasespeciesdadaselnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,elnúmerodeoxidacióndelnitrógenoenlasmismases:

EnelN O : 2 x +4 ‐2 =0x=+4


EnelNO : x+3 ‐2 =‐1x=+5

EnelN : 2 x =0x=0


5.176.Paralasiguientepilavoltaica:

Pb(s)/ (aq)// (aq)/Ag(s)¿quécambioproduciráunaumentoenelpotencialdelapila?a)Aumentode[ ]b)Aumentode[ ]c)EliminacióndePb(s)d)EliminacióndeAg(s)e)AdicióndeAg(s)

(O.Q.N.Sevilla2010)

Porejemplo,dadaslassemirreacciones:

Pb(s)Pb (aq)+2e

2Ag (aq)+2e 2Ag(s)


Pb(s)+2Ag (aq)Pb (aq)+2Ag(s)

LaecuacióndeNernstpermitecalcularelpotencialdeunapilaencondicionesdiferentesdelasestándar:

E=Eo0,0592n

logQE=Eo0,05922

log[Pb ][Ag

Comoseobserva,lossólidosnoaparecenenlaexpresiónanterior,portanto,loscambiosenellosnoproducenningunavariaciónenelpotencialdelapila.

Suponiendoquesepartedecondicionesestándar,disoluciones1My298K,unaumentode[ ]hacequeelsegundotérminodelaecuacióndeNernstseanegativo,locualhaceaumentarelvalordeE.

Analogamente, un aumento de [Pb ] hace que el segundo término de la ecuación deNernstseapositivo,locualhacedisminuirelvalordeE.


5.177.Elnúmerodeoxidacióndelcromoeneldicromatopotásicoes:a)tresb)cuatroc)cincod)seis

(O.Q.L.Murcia2010)

SabiendoquelosnúmerosdeoxidacióndelKyOson,respectivamente,+1y‐2,yqueenestecompuesto,K Cr O , la sumade losnúmerosdeoxidaciónde loselementosque lointegranes0sepuedeplantearlasiguienteecuación:

2 +1 +2 x +7 ‐2 =0x=+6



5.178.Elpotencialestándardelasiguientecélulaelectroquímicaes0,431V:

Cu(s)+2 (aq) (aq)+2 (aq)¿CuáleselvalordeΔG°paraestareaccióna25°C?a)16,6Jb)20,6Jc)41,6Jd)83,2J(Dato.ConstantedeFaraday=96485C· )

(O.Q.L.Madrid2010)


cátodo(reducción):2[Fe (aq)+e Fe (aq)]

ánodo(oxidación):Cu(s)Cu (aq)+2e


ΔG°=‐nFE°

Sustituyendo:

ΔG°=‐2 96485C 0,431V 1kJ

103J=‐83,2kJ

Ningunarespuestaescorrecta.

(CuestiónsimilaralapropuestaenLuarca2005).

5.179.Seconectanenseriedoscélulaselectrolíticascondisolucionesde y ,respectivamente,porlasquesehacepasarunacorrienteeléctricaduranteunciertotiempo.Sielcátododeplataaumentaen1,50g,¿cuántohabráganadoelcátododeCude laotracelda?a)0,441gb)0,882gc)1,50gd)3,0g(Masasatómicas:Ag=107,8;Cu=63,5)

(O.Q.L.Madrid2010)

Elnitratodeplatayelnitratodecobre(II)endisoluciónacuosaseencuentrandisociadosdeacuerdoconlasecuaciones:


Cu NO (aq)Cu (aq)+2NO (aq)


Ag (aq)+e Ag(s)

Cu (aq)+2e Cu(s)

Relacionandomolesplataydeelectrones:



1mole 1molAg

=0,014mole

Comolascubasestánconectadasenserie,elnúmerodemolesdeelectronesqueatraviesaambaseselmismo.RelacionandoestosmolesconlosdeCudepositado:

0,014mole1molCu2mole

63,5gCu1molCu

=0,441gCu


(CuestiónsimilaralapropuestaenLuarca2005).

5.180.Indiquelareaccióncorrectadelsodioconelagua:a)4Na(s)+2 (l) (g)+4NaH(s)b)2Na(s)+2 (l)2NaOH(aq)+ (g)c)Na(s)+2 (l) (s)+2 (g)d)2Na(s)+ (l) (s)+ (g)

(O.Q.L.Madrid2010)

a‐c)Falso.Haydosespeciesquesedeoxidan,NayO ,yningunaquesereduce:

NaNa +e

2O O +4e

b)Verdadero.ElNaseoxidayelH sereduce:

NaNa +e

2H +2e H

d)Falso.DebeformarseNaOH(aq)ynoNa O(s)yaqueelmedioesacuoso.


5.181.Dadoslossiguientespotencialesnormalesdereducción:E°( /Cu°)=+0,34VyE°( /Ag°)=+0,80V,elprocesoredoxquesepuedeproducirdeformaespontáneaconesosdoselectrodoses:a) /Cu°//Ag°/ b)Cu°/ // /Ag°c) /Cu°// /Ag°d) /Cu°//Ag°/


LareacciónesespontáneasiΔG°<0,yteniendoencuentaquelarelaciónexistenteentrelaenergíalibredeGibbsylafuerzaelectromotrizdelacélulavienedadaporlasiguienteecuación:

ΔG°=‐nFE°

ParacualquierreacciónespontáneasecumplequeE°>0.

Considerando como cátodo al electrodo de mayor potencial, las semirreacciones quetienenlugarenestecasoson:


ánodo(oxidación):Cu(s)Cu (aq)+2e


Lareacciónglobalquetienelugares.

Cu(s)+2Ag (aq)Cu (aq)+2Ag(s)


Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /Ag

o E /Cuo = 0,80V 0,34V =0,46V

Lanotaciónabreviadaquecorrespondeaestacélulaes:

Cu°/ // /Ag°


5.182.Enlasiguientereacciónquímica:

+ +ClO+ sepuededecir:a)El eselagenteoxidanteyel eselagentereductor.b)El eselagentereductoryel eselagenteoxidante.c)Noesunareaccióndeoxidación‐reducción.d)El esalavezelagenteoxidanteyelreductor.




El eseloxidantelaespeciequeganaelectronesysereduce.

oxidación:Cl +2H O2ClO +4H +2e

El eselreductorlaespeciequecedeelectronesyseoxida.

EnestareacciónseproduceladismutaciónodesproporcióndelCl .


5.183.Paraunamezcla estequiométricade reactivos, ¿cuálde las siguientesafirmacionesdescribemejorloscambiosqueseproducencuandoestareacciónsehacompletado?

Zn+4 +2 +2 a)Todoelcincsehaoxidadoypartedelnitrógenosehareducido.b)Todoelcincsehaoxidadoytodoelnitrógenosehareducido.c)Partedelcincsehaoxidadoytodoelnitrógenosehareducido.d)Partedelcincsehaoxidadoypartedelnitrógenosehareducido.



reducción:2 NO +2H +e NO +H O

oxidación:ZnZn +2e

Seintercambian2electronesylaecuaciónglobalajustadaes:

2NO +4H+ZnNO +H O+Zn


Como se observa, de los 4moles de solo2actúan comooxidante ysereducen,mientrasquetodoelZnseoxida.


5.184. Se tienen dos disoluciones 1M de y . ¿Cuál podrá ser reducido por unacorrientedehidrógenoap=1atm,T=25°Cyconcentracióndeprotones1M?a)El b)El yel c)El d)Ningunodelosdos

Datos.E°( /Sn°)=‐014VyE°( /Cu°)=+0,34V.(O.Q.L.Asturias2010)

LareacciónesespontáneasiΔG°<0,yteniendoencuentaquelarelaciónexistenteentrelaenergíalibredeGibbsylafuerzaelectromotrizdelacélulavienedadaporlasiguienteecuación:

ΔG°=‐nFE°

ParacualquierreacciónespontáneasecumplequeE°>0.

ReacciónentreH yCu :

H (g)+Cu (aq)2H (aq)+Cu(s)

Lassemirreaccionesquetienenlugarenestecasoson:

Reducción:Cu (aq)+2e Cu(s) E°=+0,34V

Oxidación:H (g)2H (aq)+2e E°=+0,00V

Elpotencialdelacélulaes,Ecélulao =0,34V,portanto,lareacciónesespontánea.

ReacciónentreH ySn :

H (g)+Sn (aq)2H (aq)+Sn(s)

Lassemirreaccionesquetienenlugarenestecasoson:

Reducción:Sn (aq)+2e Sn(s) E°=‐0,14V

Oxidación:H (g)2H (aq)+2e E°=+0,00V

Elpotencialdelacélulaes,Ecélulao =‐0,14V,portanto,lareacciónesnoespontánea.


5.185.¿CuáleselpotencialestándardelacélulaelectroquímicaCr/ // /Pb?

(aq)+2 Pb(s) E°=‐0,13V

(aq)+3 Cr(s) E°=‐0,74Va)1,09Vb)‐1,09Vc)‐0,61Vd)0,61V





cátodo(reducción):3[Pb (aq)+2e Pb(s)]

ánodo(oxidación):2[Cr(s)Cr (aq)+3e


3Pb (aq)+2Cr(s)3Pb(s)+2Cr (aq)


Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /Pb

o E /Cro = ‐0,13V ‐0,74V =0,61V


5.186.Durante la electrólisis de una disolución acuosa de , ¿qué sucedería con lamasa de plata depositada si la corriente se duplicara y el tiempo de electrólisis sedisminuyeraenlamitaddesuvalorinicial?a)Seríalamisma.b)Aumentaríaaldobledesuvalorinicial.d)Disminuiríaauncuartodesuvalorinicial.d)Disminuiríaalamitaddesuvalorinicial

(O.Q.L.LaRioja2010)

La masa de plata depositada en el cátodo de la cuba es proporcional a la cantidad decorriente que pasa por esta, y la cantidad de corriente se calcula multiplicando laintensidaddelacorrienteporeltiempoquecirculaésta:

Q=I·t

Si I se hace el doble y t se reduce a lamitad, el producto I·t permanece constante, portanto,lacantidaddeplataquesedepositaeslamisma.


5.187.Señalecuáles laespecieen laqueelazufretieneelestadodeoxidación formalmásalto:a)Aniónsulfito, b)Anióntiosulfato, c)Aniónhidrógenosulfato, d)Azufreoctoatómico,


Teniendoencuentaqueen lasespeciesdadaselnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,delhidrógeno+1,elnúmerodeoxidacióndelazufreenlasmismases:

a)EnelSO : x+3 ‐2 =‐2x=+4

b)EnelS O : 2 x +3 ‐2 =‐2x=+2

c)Enel : x+1 +1 +4 ‐2 =‐1x=+6

d)EnelS : x=0



5.188.EnunapilaDaniellconpuentesalinodeKCl:a)Porelcircuitoexterno,loselectronescirculandesdeelelectrododeZnaldeCu.b)Porelcircuitolíquidointerno,loselectronescirculandesdeelelectrododeCualdeZn.c)AlelectrododeZnsedirigenlos delpuentesalino.d)ElelectrododeCueselpolonegativodelapila.


ElesquemadeunapilaDanielles:

a‐b)Verdadero.Loselectronessedirigensiemprehaciapotencialescrecientes.

c) Falso. Los ionesK sedirigenhacia la semipila Cu /Cuyaque en elladisminuye lacargapositiva.

d) Falso. El electrodo de Cu es el polo positivo de la pila ya que es el que tienemayorpotencialdereducción.

Lasrespuestascorrectassonayb.

5.189.Trescubaselectrolíticasconectadasenseriecontienendisolucionesacuosasdenitratoplata,nitratodecobre(II)ynitratodeníquel(III).Alpasarlamismacorrienteporlastres,enlosrespectivoscátodos:a)Sedepositarálamismacantidaddesustanciaenlastres.b)Enlascubasdenitratodecobre(II)ynitratodeníquel(III)sedepositarádoblenúmerodeequivalentes‐gramodelmetalqueenladenitratodeplata.c)Enlacubadenitratodeplatasedepositarámayorcantidaddesustancia.d) En las cubas de nitrato de cobre (II) y nitrato de níquel (III) se depositará lamismacantidaddesustancia.


Lasecuacionesquímicascorrespondientesalassemirreaacionesdereducciónquetienenlugarenloscátodosdecadaunadelascubaselectrolíticasylosequivalentes‐gramodelosmetalesqueenellassedepositanson:


Ag (aq)+e Ag(s) Eq‐gAg=107,9/1=107,9g

Cu (aq)+2e Cu(s) Eq‐gCu=63,5/2=31,75g

Ni (aq)+3e Ni(s) Eq‐gNi=58,7/3=19,6g

LaleydeFaradaydiceque:

“lacantidaddesustanciadepositadaenunaelectrólisisesdirectamenteproporcionalalacantidaddeelectricidadquecirculaporlacuba”.

a)Falso.Lasmasasdepositadasenloscátodosdelastrescubassondiferentes.

b)Falso.Elnúmerodeequivalentes‐gramodepositadosenlastrescubaseselmismo.

c)Verdadero.Lamasadepositadaenlacubaquecontienenitratodeplataeslamayoryaqueelequivalente‐gramodelaplataeselmáselevadodelostres.

d)Falso.Lamasadepositadaenlacubaquecontienenitratodecobre(II)esmayorqueenlaquecontienenitratodeníquel(III)yaqueelequivalente‐gramodelcobreesmayorqueeldelníquel.


5.190. Dada su gran electronegatividad los halógenos son oxidantes fuertes. El ordencrecientedelcarácteroxidanteserá:a) > > > b) > > > c) > > > d) > > >


El carácter oxidante de una especie mide su facilidad para captar electrones. En loshalógenosesteestantomayorcuantomáselevadaseasuelectronegatividad:

(3,98)> (3,16)> (2,96)> (2,66)


5.191.¿Cuálesdelassiguientesreaccionessondeoxidación‐reducción?

I. +

II.Cu+2 +2Ag

III. +2LiOH +

IV. +2NaOH +2NaCla)IIIb)IVc)IyIId)I,IIyIIIe)Todas


I.Verdadero.


oxidación:P P +2e

II.Verdadero.


reducción:2 Ag +e Ag

oxidación:CuCu +2e

III.Falso.Noseintercambianelectrones.

IV.Falso.Nose intercambianelectronesyaqueningunade lasespeciesFe ,Na ,Cl yOH cambiasunúmerodeoxidación.


5.192.Unmétodoparaprotegermetalesde lacorrosiónesconectarelmetaldirectamente“ánododesacrificio”.¿Cuáldelossiguientesmetaleseselmásapropiadoparaactuarcomoánododesacrificioparaelcadmio(E° /Cd=‐0,40V)?a)Co(E° /Co=‐0,28V)b)Al(E° /Al=‐1,66V)c)Mg(E° /Mg=‐2,37V)d)Fe(E° /Fe=‐0,44V)e)Zn(E° /Zn=‐0,76V)


Elmejormetaldelospropuestosparaprotegerdelacorrosiónactuandocomoánododesacrificioesaquelquetengaelpotencialdereducciónmásbajo,loquequieredecirquees el metal más fácil de oxidar. De los metales propuestos el más apropiado es elmagnesio(E°Mg /Mg=‐2,37V).


5.193.Sehacepasarlamismacantidaddeelectricidadatravésdedoscélulaselectrolíticasenserie.UnacontieneNaClylaotra fundidos.Suponiendoquelaúnicareaccióneslareduccióndelionametal,¿dequémetalserecogerámayorcantidadyenquéelectrodo?a)Sodioenelánodob)Sodioenelcátodoc)Aluminioenelánodod)Aluminioenelcátodoe)Noesposiblequesehayadepositadomasaalguna.


Entodaslascélulasseandeltipoquesealareducciónsiempretienelugarenelcátodo.

DeacuerdoconlaleydeFaradayquediceque:

“la cantidad de sustancia depositada en el cátodo en una célula electroquímica esdirectamente proporcional al número demoles de electrones que atraviesan dichacélula”.

ConsiderandolareduccióndeunionmetálicoX :

X +ne X

Relacionando la cantidad de electricidad que atraviesa la célula (Q culombios) con elmetal,lamasademetaldepositadoes:

QC1mole

FC1molXnmole

MgX1molX

Q Mn F

gX

Teniendo en cuenta que las únicas variables son los valores de M (masa molar) y n(númerodeoxidacióndelmetal),enestecaso:


SodiogNa 23QF

AluminiogNa 27Q3F

Sedepositamássodio.


5.194. Dados los siguientes potenciales de reducción, E° ( /Zn) = ‐0,76 V y E°( / ,Pt)=+0,77V;sededuceque:

I.ElpotencialdelacélulaZn/ // / ,Ptes+0,01VII.ElZntienemayorpoderreductorqueel III.El puedeoxidaralZn

a)I,IIyIIIsoncorrectasb)IyIIsoncorrectasc)IIyIIIsoncorrectasd)SoloIescorrectae)SoloIIIescorrecta


Setratadeunacélulavoltaicaenlaque:

▪ El electrodo de mayor potencial, / ,Pt es el cátodo y en él se produce lasemirreaccióndereducciónylaespeciequímica actúacomooxidante:

Fe +e Fe

▪ El electrodo de menor potencial, /Zn es el ánodo y en él se produce lasemirreaccióndeoxidaciónylaespeciequímicaZnactúacomoreductor:

ZnZn +2e


Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /

o E /Zno = 0,77V ‐0,76V =1,53V

LapropuestaIesfalsaylaspropuestasIIyIIIsoncorrectas.


5.195.Enlaecuaciónquímicasiguiente:

C+ + + lasumadetodosloscoeficientesestequiométricoses:a)16b)9c)12d)7

(O.Q.L.Murcia2011)


reducción:2 NO +2H +e NO +H O

oxidación:C+2H OCO +4H +4e


Laecuaciónglobalajustadaes:

4HNO +C4NO +CO +2H O

Lasumadetodosloscoeficientesestequiométricoses12.


5.196.¿Quéafirmacionescorrecta?a) esunéter.b)Elnúmerooestadodeoxidacióndelcromoenel es+6.c)El esuncompuestocovalente.d)Eldiamanteesunexcelenteconductordelaelectricidad.

(O.Q.L.Murcia2011)

a)Falso.ElCH COOCH esunéster,acetatodemetilo.

b)Verdadero.Elanióndeesasustanciaeseldicromato,Cr O yelnúmerodeoxidacióndelcromoenelmismoes:

2 x +7 ‐2 =‐2x=+6

c)Falso.ElBaF estáformadopordoselementosdemuydiferenteelectronegatividad,elflúor, elemento que tiene la máxima electronegatividad y que tiende a formar el aniónfluoruro, F ; y el bario, un metal alcalinotérreo del 6º periodo con una bajaelectronegatividadyque,portanto,tiendeaformarelcatiónBa .Elresultadolalaunióndeambosdalugarauncompuestoconunenlacepredominantementeiónico.

d) Falso. El diamante es una sustancia formada por átomos de carbono unidos entre símediante un enlace covalente. El resultado es una red cristalina sólida a temperaturaambiente en la que no existen electrones deslocalizados de forma que la sustancia nopuedeconducirlacorrienteeléctrica.


5.197.CuálseráelE°paracélulavoltaicaconstruidapor:

+2 Zn E°(V)=‐0,762

+ Tl E°(V)=‐0,336a)0,090Vb)0,426Vc)1,098Vd)1,434V



Las ecuaciones químicas correspondientes a las semirreaciones de oxidación y dereducciónquetienenlugarenelánodoycátodo,respectivamente,son:

2[Tl (aq)+e Tl(s)]cátodo(reducción)

Zn(s)Zn (aq)+2e ánodo(oxidación):2Tl (aq)+Zn(s)2Tl(s)+Zn (aq)


Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo


Ecelulao =E /Tl

o E /Zno = ‐0,336V ‐0,762V =0,426V


5.198.Para un proceso electrolítico de una disolución de en el que se obtieneAgmetal,¿cuáldelassiguientesafirmacionesesverdadera?a)Paraobtener1moldeAgserequiereelpasode2molesdeelectrones.b)Enelánodoseproducelaoxidacióndelosprotonesdelagua.c)Enelcátodoseproduceoxígeno.d)Loscationesplatasereducenenelcátodo.


Las ecuaciones químicas correspondientes a las semirreaciones de oxidación y dereducciónquetienenlugarenelánodoycátodo,respectivamente,son:


ánodo(oxidación):4OH (s)O (g)+2H O(l)+4e

a)Falso.Serequiere1moldeelectrones.

b)Falso.Seoxidanlosioneshidroxilodeagua.

c)Falso.Eloxígenoseobtieneenelánodo.

d)Verdadero.Lareduccióntienelugarenelcátodo.


5.199.Lasiguientereacciónredoxtienelugarenmedioácido:

+HCl + + a) eselagenteoxidanteb) experimentaunaoxidaciónc) actúacomooxidantefuerted) secomportacomoagenteoxidante.




MnO actúacomooxidante,ganaelectronesysereduce.

oxidación:5 Cl +3H OCl +2e

Cl actúacomoreductor,cedeelectronesyseoxida.


5.200.Unade lassiguientesafirmaciones,referidasa laelectrólisisdelclorurodesodioenmedioacuoso,esFALSA:a)Seobtienesodiometalenelcátodo.b)Seobtiene procedentedelaguayladisoluciónquedaalcalina.c)Seformalamismacantidad(enmoles)decloroquedehidrógeno.d)Elprocesonoestáfavorecidotermodinámicamente.e)Elprocesoconsumemuchaenergíaeléctrica.








Cátodo(reducción):2H O(l)+2e H (g)+2OH (aq)E°=‐0,83V [1]

Cátodo(reducción):Na (aq)+e Na(s) E°=‐2,71V [2]


Ánodo(oxidación):2Cl (aq)Cl (g)+2e E°=1,36V [3]

Ánodo(oxidación):2H O(l)O (g)+4H (aq)+4e E°=1,23V [4]



Eo =Ecatodoo Eanodo

o = ‐0,83V – 1,36V =‐2,19V


2H O(l)2H (g)+O (g)

Eo =Ecatodoo Eanodo

o =‐ 0,83V – 1,23V =‐2,06V



2 (l)+2NaCl(aq) (g)+ (g)+2NaOH(aq)

El NaOH (aq) se forma con los iones Na (aq) y OH (aq) presentes en la disoluciónresultante.

a)Falso.EnelcátodoseobtieneH .

b‐c)Verdadero.Segúnsehajustificado.

d‐e)Verdadero.ElvalordeE eo <0,portanto,ΔG°>0,ylareacciónesnoespontánea

queconsumegrancantidadparallevarseacabo.


5.201.Elcoeficientedelosiones enlareacciónajustadasiguienteeselindicado:

+ + + + +a)3b)14c)7d)4e)11




Reducción:5 BiO +6H +2e Bi +3H O

Oxidación:2 Mn +4H O MnO +8H +5e


2Mn +5BiO +14H 5Bi +2MnO +7H O


5.202.Una célula voltaica está formada por un electrodo de hidrógeno y otro de Ag encondicionesestándar[E°( /Ag)=0,80V].LosvaloresdeΔG°ylaconstantedeequilibrioKdelareacciónredoxcorrespondientesecaracterizanpor:

ΔG° Ka)<0 >1b)>0 >1c)>0 <1d)<0 <1e)=0 =0


Una célula voltaica es aquella en la tiene lugar una reacción de oxidación reducciónespontánea.

Si la reacción es espontánea se cumple la condición de la variación de energía libre deGibbsesnegativa,ΔG°<0.

LarelaciónexistenteentrelaenergíalibredeGibbsylafuerzaelectromotrizdelacélulaylaconstantedeequilibriodelprocesovienedadaporlassiguientesecuaciones:

ΔG°=‐nFE°

ΔG°=‐RTlnK

SiΔG°<0,entoncessecumplenlascondiciones:

E°>0

K =exp(‐ΔG°/RT)>1


5.203.¿CuálesdelassiguientesespeciesseráoxidadaporHCl1M?a)Agb)Mgc)Cud) e)

(Datos.E°: /Ag=+0,80V; /Mg=‐2,356V; /Cu=+0,34V; /Sn=‐0,137V)(O.Q.N.ElEscorial2012)


ΔG°=‐nFE°<0


ComolasemirreaccióndereduccióndelH es:



la única especie que puede conseguir que la fuerza electromotriz de la célula, E, seapositivaesaquellaquetengapotencialdereducciónnegativo:

ánodo(oxidación):Mg(s)Mg (aq)+2e E°=‐2,356V


Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /

o E /Mgo = 0V ‐2,356V =+2,356V


5.204. El número 96500 debe ser familiar para cualquier químico porque corresponde alredondeode:a)ElfamosonúmerodeAvogadro.b)Lallamadaporalgunos“constantedeFaraday”.c)ElprimervalorcalculadodelaconstantedePlanck.d)Eldiámetrodelátomodehidrógenoexpresadoennanómetros.

(O.Q.L.Murcia2012)

EslaconstantedeFaradayquecorrespondealacargadeunmoldeelectrones:

6,022·10 e 1,6019·10 C

1e=96484C


5.205.Cuando seadiciona unadisoluciónacidificadadeácidooxálico, , seproduce gaseiones .¿Cuáleselagentereductordeestareacción?a) b) c) d)




oxidación:H C O 2CO +2H +2e

Elagentereductoresel yaquecedeelectronesyseoxida.


5.206.Enunacubaelectrolítica,¿cuáldelassiguientesafirmacionesnoeslacorrecta?a)Elánodoeselelectrodopositivo.b)Enelelectrodonegativoseproducelasemirreaccióndereducción.c)Losanionessedirigenalcátodo.d)Losanionessedirigenalánodo.


Encualquiertipodecuba:

Ánodo: electrodo por el que los electrones salen de la célula y tiene lugar laoxidación.


Cátodo: electrodopor elque loselectronesentran en la célula y tiene lugar lareducción

Enunacubaelectrolítica,loselectronessonforzadosadirigirsehaciaelcátodo,porestemotivo los cationes también se dirigen hacia el cátodo por lo que este tiene signonegativo.Portanto,losanionessedirigenalánodoquetienesignopositivo.


5.207.Señalacuáldelassiguientesreaccionesesdeoxidación‐reducción:a) CaO+ b) +NaOH + c) + 2HCld)MgO+HCl +

(O.Q.L.LaRioja2012)

Unareacciónpuedeclasificarsecomoredoxsilasespeciesqueintervienenenellavaríansunúmerodeoxidacióny,portanto,intercambianelectrones.

Enlareacción:

+ hidrógenoseoxida:pasade0 H a+1 H

clorosereduce:pasade0 Cl a‐1 Cl

Enelrestodelasreacciones,ningunadelasespeciescambiadenúmerodeoxidación.


(SimilaralaspropuestasenBurgos1998yValencia2011).

5.208.Paralacélula:

Zn(s)+2 (aq) (aq)+ (g) E°=0,76V¿Quécambioproduciráunincrementodelvoltajedelacélula?a)IncrementandoeltamañodelelectrododeZn.b)Incrementandolaconcentraciónde .c)Incrementandolaconcentraciónde .d)Incrementandolapresiónde (g).

(O.Q.L.LaRioja2012)


Zn(s)Zn (aq)+2e

2H (aq)+2e H (g)

LaecuacióndeNernstpermitecalcularelpotencialdeunapilaencondicionesdiferentesdelasestándar:

E=Eo0,0592n

logQE=Eo0,05922

log[Zn ]p

[H

Comoseobserva,elsólidonoaparecenen laexpresiónanterior,y lapresiónparcialdelhidrógenono se tieneencuentapor tratarsede condiciones estándar (p =1 atm)portanto,loscambiosenellosnoproducenningunavariaciónenelpotencialdelapila.


Suponiendoquesepartedecondicionesestándar,disoluciones1My298K,unaumentode[ ]hacequeelsegundotérminodelaecuacióndeNernstseanegativo,locualhaceaumentarelvalordeE.

Analogamente, un aumento de [Zn ] hace que el segundo término de la ecuación deNernstseapositivo,locualhacedisminuirelvalordeE.


(CuestiónsimilaralapropuestaenSevilla2010).

5.209.¿Cuáleselpotencialestándardelareacción?

2 + a)+0,18Vb)+0,16Vc)+0,70Vd)‐0,16V

(Datos.E° /Cu=+0,34V; /Cu=+0,52V)(O.Q.LGalicia2012)

Apartirdelosdatossepuedenescribirlassiguientessemirreacciones:

Reducción:2[Cu (aq)+e Cu(s)] E°=+0,52V

Oxidación:Cu(s)Cu (aq)+2e E°=‐0,34V

Sepuedecalcularelpotencialdelareacción:

2Cu Cu +Cu E°=+0,18VLarespuestacorrectaeslaa.

(Enelenunciadofaltabanlospotencialesdereducción).

5.210.Cuandoelionpermanganatosetransformaendióxidodemanganesoenmedioácidosufreunprocesode:a)Reduccióntomando3electrones.b)Reduccióntomando5electrones.c)Oxidacióntomando5electrones.d)Oxidacióntomando7electrones.

(O.Q.LGalicia2012)

Lasemirreacciónes:

MnO +4H +3e MnO +2H O

Setratadeunasemirreaccióndereducciónyaquelaespecietoma3electrones.



6.PROBLEMASdeELECTROQUÍMICA


+KBr+ + + Apartirde250mLdeunadisolucióndeKBr0,100M,de0,850gde y excesode

,¿quémasade seobtendríasielrendimientodelareacciónesdel38,0%?(Canarias1995)


K MnO +K Br +2H SO Mn SO +2K SO +Br

Lassemirreacionesquetienenlugarson:


Oxidación:5 2Br Br +2e


2MnO +16H +10Br 5Br +8H O+2Mn

Añadiendolosionesquefaltan(12K y8SO )seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

2KMnO +10KBr+8H SO 2MnSO +5Br +8H O+6K SO

Como inicialmente existen las dos especies que intervienen en la reacción es precisodeterminarcuáldeellaseselreactivolimitante.Elnúmerodemolesdecadaunaes:

250mLKBr0,1M0,1molKBr

10 mLKBr0,1M=2,5·10 molKBr

0,850gKMnO1molKMnO158gKMnO

=5,4·10 molKMnO

2,5·10 molKBr

5,4·10 molKMnO=4,6

Comolarelaciónmolaresmenorque5quieredecirquequedaKMnO sinreaccionar,porlotanto,ellimitanteesKBrquedeterminalacantidaddeBr queseforma.

RelacionandoKBryBr yteniendoencuentaunrendimientodel38,0%:

2,5·10 molKBr5molBr10molKBr

160gBr1molBr

38gBr real

100gBr teorico=0,76g

6.2.Sabiendoqueelpotencialdereducciónestándar,E°,delpar /Nies‐0,250Vyqueeldelpar /Znes‐0,763V,indica,justificandolarespuesta:a)Cuálseríalareacciónespontáneaenunapilaformadaporamboselectrodos.b)Elsentidoenelquecirculanloselectrones.c)Cuáleselpolopositivo.d)Laespeciequeseoxidaylaquesereduce.

(Canarias1995)

a) Para que una reacción sea espontánea debe cumplirse que a presión y temperaturaconstantes,ΔG°<0.

La relación entre ΔG° y el potencial de la reacción, E°, viene dado por la expresión,ΔG° = ‐ n F E°, de donde se deduce que una reacción de oxidación‐reducción seráespontáneasiemprequesecumplaqueE°>0.


Unacélulavoltaicaesaquellaenlaquetienelugarunareacciónespontánea,enella,elparquepresentamayorpotencialactúacomocátodoyeldemenorcomoánododeformaqueseobtienequeEcelula

o >0.


Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /Ni

o E /Zno = ‐0,250V ‐0,763V =0,513V

Cátodoeselelectrodoenelquetienelugarlasemirreaccióndereducción:

Ni (aq)+2e Ni(s)

Ánodoeselelectrodoenelquetienelugarlasemirreaccióndeoxidación:

Zn(s)Zn (aq)+2e

Sumandoambas,seobtienelareacciónglobal:

Ni (aq)+Zn(s)Ni(s)+Zn (aq)

b‐c‐d)Unesquemadelacélulavoltaicaes:

Los electrones de lacélula se dirigen deforma espontánea haciapotenciales crecientes,portanto:Polopositivo: /Ni

Polonegativo: /Zn

eseloxidante,laespeciequesereduce.

Zneselreductor,laespeciequeseoxida.

6.3. Se somete a electrólisis fundido haciendo pasar una corriente de 3 A duranteciertotiempo,hastaquesedepositan24,5gdeZnmetálico.a)Indicalasreaccionesquetienenlugarenelcátodoyenelánodo.b)Calculaeltiemponecesariopararealizarelproceso.c) Determina el volumen de gas liberado durante la electrólisis, medido en condicionesnormales.

(Dato.ConstantedeFaraday,F=96500C· ;ConstanteR=0,082atm·L· · )(Canarias1995)

a)Elclorurodecincenfundidoseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:

ZnCl (l)Zn (l)+2Cl (l)



Cátodo(reducción): (l)+2 Zn(l)

Ánodo(oxidación):2 (l) (g)+2

b)RelacionandomolesdeZnydeelectrones:


2mole1molZn

1F

1mole96500C1F

=74957C

Eltiemponecesarioparaesacantidaddecorrienteconunaintensidadde2A:

t=74957C3A

1h

3600s=6,9h

c)RelacionandomolesdeZnydeCl :


1molCl1molZn

=0,388molCl

Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:

V=0,388molCl 0,082atm·L·mol ·K 273K

1atm=8,7L

6.4. Se hacen reaccionar 20,0 de ácido sulfúrico de densidad 1,836 g/mL y 98% deriquezacon26,5gdecobrequetieneun5,0%deimpurezasnoreactivas.a)Formuleyajusteporelmétododelion‐electrónlareacciónhabida,sabiendoqueademásdelasaldecobreseformatambiéndióxidodeazufre.b)Quécantidaddesulfatodecobre(II)seobtendráendisolución.c)¿Podríaserconsideradocomolimitantealgunodelosreactivosiniciales?


a)Laecuaciónaajustares:

Cu+H SO CuSO +SO +H O


Cu+2H SO Cu SO +SO +H O


Reducción:SO +4H +2e SO +2H O

Oxidación:CuCu +2e


SO +4H +CuSO +2H O+Cu

Añadiendolosionesquefaltan(SO )seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

Cu(s)+2 (aq) (aq)+ (g)+2 (l)

c)ParacalcularlamasadeCuSO formadoesprecisodeterminarpreviamentecuáleselreactivolimitante.Elnúmerodemolesdecadaespeciees:

26,5gCu95%CugFe

100gCu95%1molCu63,5gCu

=0,396molCu


20cm H SO 98%1,836gH SO 98%1cm H SO 98%

98gH SO

100gH SO 98%1molH SO98gH SO

=0,367molH SO

Larelaciónmolares:

0,367molH SO0,396molCu

=0,9

Como la relación molar es menor que 2 quiere decir que sobra Cu que queda sinreaccionar y que el es el reactivo limitante que determina las cantidades desustanciasquereaccionanyseproducen.

b)RelacionandoH SO conCuSO :

0,367molH SO1molCuSO2molH SO

159,5gCuSO1molCuSO

=29,3g

6.5. ¿Qué ocurrirá si a una disolución acuosa de tetraoxosulfato (VI) de cobre (II) se leañadenunaslimadurasdecincmetálico?

(Datos.Potencialesnormalesdeelectrodo: /Cu=0,34V; /Cu=0,52V; /Zn=‐0,76V)

(Galicia1999)

ElZn poseeunpotencialdereducciónmenorqueelCu ,portanto,elZnsecomportacomoreductordelCu deacuerdoconlassiguientessemirreacciones:

Reducción:Cu (aq)+2e Cu(s) E°=0,34V

Oxidación:Zn(s)Zn (aq)+2e E°=‐ ‐0,76V Reacciónglobal:Cu (aq)+Zn(s)Cu(s)+Zn (aq) E°=1,10V

LavariacióndeenergíalibredeGibbs,ΔG°,delprocesoes:

ΔG°=‐2mol96485Cmol

1,10V1kJ

10 J=‐212,3kJ

LaespontaneidaddelprocesoquedaconfirmadaporlosvaloresdeE°>0ydeΔG°<0.

6.6.Elácidonítricoconcentradoreaccionaconelcobrepara formarnitratodecobre (II),dióxidodenitrógenoyagua.a)Escribalareacciónajustada.b)¿CuántosmLde del95%depurezaydensidad1,5g/ senecesitanparahacerreaccionartotalmente3,4gdecobre?c)¿Quévolumende seformarámedidoa29°Cy748mmHgdepresión?

(Dato:ConstanteR=0,082atm·L· · )(Extremadura1999)


HNO +CuCu NO +NO +H O


H NO +CuCu 2NO +NO



Reducción:2 NO +2H +e NO +H O

Oxidación:CuCu +2e


2NO +4H +Cu2NO +2H O+Cu

Añadiendolosionesquefaltan(2NO )seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

4 +Cu +2 +2

b)RelacionandoCuyHNO :

3,4gCu1molCu63,5gCu

4molHNO1molCu

63gHNO1molHNO

=13,5gHNO

ComosedisponedeHNO deriqueza95%:

13,5gHNO100gHNO 95%

95gHNO1mLHNO 95%1,5gHNO 95%

=9,5mL 95%

c)RelacionandomolesdeCuydeNO :

3,4gCu1molCu63,5gCu

2molNO1molCu

=0,107molNO


V=0,107molNO 0,082atm·L·mol ·K 29+273 K

748mmHg760mmHg1atm

=2,7L

6.7. El tetraoxomanganato (VII) de potasio (permanganato potásico) se reduce enmedioácidocontetraoxosulfato(VI)dehidrógeno(ácidosulfúrico)mediantebromurodepotasioparadartetraoxosulfato(VI)demanganeso(II)(sulfatomanganoso)ybromomolecular.Formulayajustacompletamentelaecuaciónquímicacorrespondienteporelmétododelion‐electrón.

(Galicia2000)

ResueltoenlaprimerapartedelproblemapropuestoenCanarias1995.

6.8.¿Cuántashorassonnecesariasparaproducir30,0gdeorometálico,haciendopasarunacorrienteeléctricacontinuade4,00Aatravésdeunadisolucióndeuncompuestoiónicodeoro(III)?

(Datos:1Faraday=96500C;NúmerodeAvogadro=6,023·10 )(Galicia2000)

Lasemirreaccióncorrespondientealareduccióndeloroenelcátodoes:

Au (aq)+3e Au(s)

RelacionandomolesdeAuydeelectrones:

30,0gAu1molAu197gAu

3mole1molAu

1F

1mole96500C1F

=44086C

Eltiemponecesarioparaesacantidaddecorrienteconunaintensidadde4A:


t=44086C4,00A

1h

3600s=3,1h

6.9. Suponiendo condiciones estándar, ¿reaccionarán el ion nitrato y el cincmetálico enmedio ácido, para dar ion amonio e iones cinc?Razona la respuesta.En caso afirmativo,ajustalareacciónquetienelugarentreellos.(Datos.Potencialesnormalesdereducción:ionnitrato/ionamonio=0,89V;ioncinc/cinc=‐0,76V)

(Canarias2001)

ElNO poseeunpotencial de reducciónmenor que el Zn, por tanto, el Zn se comportacomoreductordelNO deacuerdoconlassiguientessemirreacciones:

Reducción:NO +10H +8e NH +3H O E°=0,89V

Oxidación:4 ZnZn +2e E°=‐ ‐0,76V Reacciónglobal:NO +10H +4ZnNH +3H O+4Zn E°=1,65V

Para que una reacción sea espontánea debe cumplirse que a presión y temperaturaconstantes,ΔG°<0.



10 +4Zn4 + +3

6.10.Unmineraldehierroestáconstituidoporóxidodehierro(III)eimpurezasinertes.Pararealizarsuanálisissedisuelven446,0mgdelmineralenácidoclorhídrico.Posteriormente,paramayorgarantíasereducetodoelhierroaionhierro(II)quesevaloraenmedioácidocon38,60mLdepermanganatodepotasio0,0210M.a) Escriba y ajuste iónicamente la ecuación química correspondiente a la oxidación delhierro(II)conpermanganatoenmedioácido.b)Calculeelporcentajedehierroen lamuestrademineral,expresandoelresultadocomohierroyóxidodehierro(III).


a)Laecuacióniónicaes:

K MnO +Fe +H Mn +Fe



Oxidación:5 Fe Fe +e


+8 +5 +4 +5

b)ElnúmerodemmolesdeMnO quereaccionanes:

38,60mLMnO 0,0210M0,0210mmolMnO1mLMnO 0,0210M

=0,8106mmolMnO


RelacionandoMnO conFe ymineralseobtienelariquezadeeste:

0,8106mmolMnO446,0mgmineral

5mmolFe1mmolMnO4

– 55,85mgFe1mmolFe

100=50,75%

6.11. El heptaoxodicromato (VI) de potasio (en disolución acuosa) (dicromato potásico)reaccionaconclorurodehidrógeno(ácidoclorhídrico)endisoluciónacuosa)paradarcloromolecularquesedesprendeytriclorurodecromoendisoluciónacuosa.Formulayajustacompletamentelaecuaciónquímicacorrespondienteporelmétododelion‐electrón.

(Galicia2001)

Laecuaciónaajustares:

K Cr O +HClCrCl +Cl


2K Cr O +H Cl Cr Cl +Cl


Reducción:Cr O +14H +6e 2Cr +7H O



Cr O +14H +6Cl 2Cr +7H O+3Cl

Añadiendolosionesquefaltan(8Cl y2K )seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

+14HCl2 +3 +7 +2KCl

6.12.Elyodurodecobre (I)puedeprepararsedeunmodo cuantitativo según la siguientereacción:

+KI+ CuI+ + + CalculecuántosgramosdeCuIsepuedenobetenrapartirde250gdesulfatodecobre(II)pentahidrato.


Laecuacióniónicainiciales:

Cu SO +K I +2Na S O Cu I +2K SO +2Na SO +2Na S O


Reducción:2 Cu +e Cu

Oxidación:2S O S O +2e


2Cu +2S O 2Cu +S O

Añadiendo los iones que faltan (2 SO , 2 I , 2 K y 4 Na ) se obtiene la ecuaciónmolecularfinal:

2 +2KI+2 2CuI+ + +


RelacionandoCuSO conCuI:

250gCuSO ·5H O1molCuSO ·5H O249,5gCuSO ·5H O

2molCuI

2molCuSO ·5H O190,5gCuI1molCuI

=190,9gCuI

6.13.Elpermanganatodepotasiosereduceenmediosulfúricomediantebromurodepotasiopara dar sulfato demanganeso (II) y bromo. Si 0,79 g de permanganato de potasio sereducen con 250 de una disolución de bromuro de potasio, determina lamasa debromurodepotasioylamolaridaddeladisolución.

(Galicia2003)

La ecuación química ajustada aparece en la primera parte del problema propuesto enCanarias1995.

2KMnO +10KBr+8H SO 2MnSO +5Br +8H O+6K SO

RelacionandoKMnO conKBr:

0,79gKMnO1molKMnO158gKMnO

10molKBr2molKMnO

=0,025molKBr

LamasadeKBrcontenidaenladisoluciónes:

0,025molKBr119gKBr1molKBr

=2,975gKBr

LamolaridaddeladisolucióndeKBr,suponiendoquelaadicióndeKMnO noproduceunaumentodelvolumen,es:

0,025molKBr250mLdisolucionKBr

10 mLdisolucionKBr1LdisolucionKBr

=0,1M

6.14.Alreaccionarestañoconácidonítrico,elestañosetransformaendióxidodeestañoysedesprendeóxidodenitrógeno(II),siendo =‐50kJ.a)Escribeyajustalareacción.b)Sielestaño formapartedeunaaleaciónyde1kgde lamisma seobtiene0,382kgdedióxidodeestañocalculaelporcentajedeestañoenlaaleación.c)Calculaelcalorquesedesprendesireaccionan20gdeestañocon40gdeácidonítrico.

(Asturias2003)


HNO +SnSnO +NO


H NO +SnSnO +NO


Reducción:4 NO +4H +3e NO+2H O

Oxidación:3 Sn+2H OSnO +4H +4e


4NO +4H +3Sn3SnO +2H O+4NO

Laecuaciónmolecularfinales:


4 +3Sn3 +4 +2

b)RelacionandoSnO conSnyaleaciónseobtienelariquezadeesta:

382gSnO1000galeación

1molSnO150,7gSnO

1molSn1molSnO

118,7gSn1molSn

100=50%Sn

c) Como inicialmente existen las dos especies que intervienen en la reacción es precisodeterminarcuáldeellaseselreactivolimitante.Elnúmerodemolesdecadaunaes:

20gSn1molSn118,7gSn

=0,168molSn

40gHNO1molHNO63gHNO

=0,635molHNO

0,635molHNO0,168molSn

=3,8

Larelaciónmolaresmayorque4/3,loquequieredecirquequedaHNO sinreaccionar,portanto,ellimitanteesSn.

RelacionandoSnylaentalpíadelareacciónseobtieneelcalordesprendido:

0,168molSn‐50kJ3molSn

=‐2,8kJ

6.15. Al hacer reaccionar el dicromato de potasio con ácido clorhídrico se forma lacorrespondientesaldecromotrivalentealavezquesedesprendeungasamarilloverdosoyseformanotroscompuestossolublesenagua.a)Escribalaecuaciónajustadaporelmétododelion‐electrón.b) ¿CuántosmLdeácido clorhídrico del37% ydensidad1,19 g· senecesitarán parareaccionarcon7gdedicromatodepotasio?c)¿Quévolumendegas,medidoa20°Cy750mmHg,seformaráenelprocesoanterior?

(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(CastillayLeón2004)

a)LaecuaciónquímicaajustadaapareceenelproblemapropuestoenGalicia2001.

+14HCl2 +3 +7 +2KCl

b)RelacionandoK Cr O conHCl:

7gK Cr O1molK Cr O252gK Cr O

14molHCl

1molK Cr O=0,389molHCl

ComosedisponedeHClderiqueza37%:

0,389molHCl36,5gHCl1molHCl

100gHCl37%


=32,2mLHCl37%

c)RelacionandoK Cr O conCl :


3molCl

1molK Cr O=0,083molCl


V=0,083molCl 0,082atm·L·mol ·K 20+273 K

750mmHg760mmHg1atm

=2,0L


6.16.Ajustaporelmétododelion‐electrónyseñalaencadacasolaespecieoxidante:

a)MnO+ + + +

b) +HCl + +KCl+ (Canarias2004)

a)Laecuacióniónicainiciales:

MnO+PbO +H NO H MnO +Pb 2NO +H O


Reducción:5 PbO +4H +2e Pb +2H O

Oxidación:2 MnO+3H O+3e MnO +6H +5e


5PbO +8H +2MnO5Pb +2MnO +4H O

Añadiendolosionesquefaltan(10NO y2H )seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

5 +2MnO+10 5 +2 +4

eseloxidante,laespeciequeganaelectronesysereduce.

b)La ecuaciónquímica ajustada apareceenelproblemapropuestoenGalicia2001y laespecieoxidantees .

6.17.Dadas las siguientes reacciones, sinajustar, justifica sin sononoprocesos redox.Encasoafirmativo identifique laespecieque seoxiday laque se reduce,así como laespecieoxidanteylareductora:

a)Cu+ + +

b)HCl+ +

c)2Na+ 2NaF

d) +NaClAgCl+ (Canarias2004)

Seránprocesosredoxsienelloslasespeciesimplicadasintercambianelectrones.

a)Cu+H SO CuSO +SO +H O

Laecuaciónenformaiónicaes:

Cu+2H SO Cu SO +SO +H O


Reducción:SO +4H +2e SO +2H O

Oxidación:CuCu +2e


Cueselreductor,laespeciequecedeelectronesyseoxida.

b)HCl+Ca OH CaCl +H O



H Cl +Ca 2OH Ca 2Cl +H O

Ninguna de la especies presentes intercambia electrones, por tanto,no se tratadeunprocesoredox.

c)Na+F NaF


Na+F Na F


Reducción:F +2e 2F

Oxidación:NaNa +e


Naeselreductor,laespeciequecedeelectronesyseoxida.

d)HCl+Ca OH CaCl +H O


Ag NO +Na Cl Ag Cl +Na NO

Ninguna de la especies presentes intercambia electrones, por tanto,no se tratadeunprocesoredox.

6.18. Dados los potenciales estándar de los siguientes pares, E° ( /Sn) = ‐0,13 V yE°( /Ag)=0,79V.Indicacómoconstruirconellosunapila,cuálserásunomenclatura,asícomosupotencialencondicionesnormales.

(Canarias2004)

Para construir una pila voltaica es preciso que la reacción que tenga lugar en ella seaespontánea,esdecir,debecumplirsequeapresiónytemperaturaconstantes,ΔG<0.

Unapilavoltaicaesaquellaenlaquetienelugarunareacciónespontánea,enella,elparquepresentamayorpotencialactúacomocátodoyeldemenorcomoánododeformaqueseobtienequeEcelula

o >0.


Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /Ag

o E /Sno = ‐0,79V ‐0,13V =0,92V

Elcátodoeselelectrodoenelquetienelugarlasemirreaccióndereducción:

Ag (aq)+e Ag(s)

Elánodoeselelectrodoenelquetienelugarlasemirreaccióndeoxidación:

Sn(s)Sn (aq)+2e


2Ag (aq)+Sn(s)2Ag(s)+Sn (aq)

Unesquemadelapilavoltaicaes:


Los electrones de la pilase dirigen de formaespontánea hacia lospotenciales crecientes,portanto:Polopositivo: /Ag

Polonegativo: /Sn


Sneselreductor,laespeciequeseoxida.

Lanotacióndelapilaes:

Sn/ // /Ag

6.19.Unacorrientede10Aestácirculandodurante120minsobreclorurodesodiofundido.Calculaelvolumendecloro,medidoa720mmHgy300K,quesedesprendeenelánodo.

(Datos.ConstanteR=0,082atm·L· · ;1F=96485C· )(Canarias2004)

Elclorurodesodiofundidoseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:

NaCl(l)Na (l)+Cl (l)


Cátodo(reducción):Na (l)+e Na(l)

Ánodo(oxidación):2Cl (l)Cl (g)+2e

Lacantidaddecorrientequecirculaporelsistemaes:

Q=10A·120min60s1min

1F

96485C1mole1F

=0,746mole

RelacionandomolesdeCl ydeelectrones:

0,746mole1molCl2mole

=0,373molCl


V=0,373molCl 0,082atm·L·mol ·K 300K

720mmHg760mmHg1atm

=9,7L

6.20.Alañadirvirutasdecobresobreunadisolucióndenitratodemercurio(II), ,seobservaque,alcabodepocotiempo,elcobreserecubredeunacapagrisácea.Interpretaelfenómenomedianteunareacciónquímicayordenademayoramenor lospotencialesdelossemisistemas /Cuy /Hg.

(Canarias2004)


Sielcobrealintroducirloenunadisolucióndenitratodemercurio(II)serecubredeunacapa gris, quiere decir que tiene lugar una reacción espontánea. En ella, el par quepresenta mayor potencial actúa como cátodo (oxidante) y el de menor como ánodo(reductor)deformaqueseobtienequeEcelula

o >0.



Oxidantelaespeciequesufrelasemirreaccióndereducción:

Hg +2e Hg

Reductorlaespeciequesufrelasemirreaccióndeoxidación:

CuCu +2e


+CuHg+

Elpotencialnormaldelareacciónsecalculamediantelasiguienteexpresión:

Ecelulao =Eoxidante

o Ereductoro

Ecelulao =E /Hg

o E /Cuo >0E /Hg

o >E /Cuo

Consultandolabibliografía:

E /Hgo =0,85VE /Cu

o =0,34V

6.21.EnSanCibrao(Lugo)seobtieneelaluminioen512cubaselectrolíticaspuestasenserie,laintensidades1,45·10 Ayelvoltajees4,2Vporcubaelectrolítica.Elrendimientoesdel86%.a)¿Cuántoaluminioseproduceencadacubacadadía?b)¿Cuántaenergíaseconsumepordíasolamenteenelprocesoquímicodelaelectrólisis?

(Dato.1F=96485C· )(Galicia2004)

a)Silascubasestánmontadasenserie,lacantidaddecorrientequecirculaportodasellaseslamismaysecumpleque:

ΣVi=Σ(I·Ri)

Lasemirreacciónparaelaluminioes:

Cátodo(reducción):Al (l)+3e Al(l)

Lacantidaddecorrientequecirculaporunacubadiariamentees:

Q=1,45·10 A·24h3600s1h

1F

96485C1mole1F

=1,30·10 mole

RelacionandomolesdeAlydeelectronesteniendoencuentaunrendimientodel86%:


1,30·10 mole1molAl3mole

27gAl1molAl

1tAl

1,17·106gAl86tAl(real)

100tAl(teorico)=1,01tAl

b)Lapotenciadiariaconsumidaenlascubases:

P=Σ(I·V)=512cubas4,2V 1,45·10 A

cuba=3,12·10 W

Laenergíadiariaconsumidaenlascubases:

3,12·10 W·1dıa86400s1dıa

=2,69· J

ExpresandoelvalorenkWh:

2,69·10 J1kWh3,6·10 J

=7,46· kW·h

6.22.LapilainventadaporJohnFredericDaniell(1790‐1845),profesordelKing’sCollegedeLondres,seconstruyemedianteunelectrododecincsumergidoenunadisolucióndesulfatodecincyotroelectrododecobresumergidoenunadisolucióndesulfatodecobre(II).Loselectrodosseunenmedianteunhiloconductorylasdisolucionesmedianteunpuentesalino.Supongaquelasconcentracionesdelasdisolucionesson0,08Mparaladesulfatodecincy0,1Mparaladesulfatodecobre(II).Indique:a)Cuáleselelementoquehacedecátodoycuáldeánodo.b)Cuáleslareaccióndeoxidaciónycuálladereducción(semipilas).c)Lanotacióncorrectadelapila.d)Cuáleslafunciónespecíficadelpuentesalinoqueconectalasdisoluciones

(Datos.Potencialesestándar /CuE°=0,34V; /ZnE°=‐0,76V)(Galicia2004)

a‐b)Paraqueunareacciónseaespontáneadebecumplirsequeapresióny temperaturaconstantes,ΔG°<0.



o >0.Lafemopotencialdelapilaesiguala:


Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /Cu

o E /Zno = 0,34V ‐0,76V =1,10V

Elcátodoeselelectrodoenelquetienelugarlasemirreaccióndereducción:

Cu (aq)+2e Cu(s)

Elánodoeselelectrodoenelquetienelugarlasemirreaccióndeoxidación:

Zn(s)Zn (aq)+2e


(aq)+Zn(s)Cu(s)+ (aq)


c)Unesquemadelapilavoltaicaes:

Los electrones de la pilase dirigen de formaespontánea hacia lospotenciales crecientes,portanto:Polopositivo: /Cu

Polonegativo: /Zn




Zn/ // /Cu

d) La función del puente salino es conectar ambas semipilas de forma que se cierre elcircuitoyloselectronescirculenlibrementedentrodelmismo.

6.23.Unamuestrade3,00gdeunaaleacióndecromosedisolvióenácido,demodoquetodoel cromo se oxidó a . Este ion se redujo a enmedio básico, para lo cual senecesitaron3,09gde .Elion ,queactuócomoreductor,seoxidóa .a)Escribelaecuacióniónicaajustadacorrespondientealareduccióndel .b)¿Cuántosmolesde reaccionaronconel .c)¿Quériquezaencromoteníalaaleacióninicial?

(Asturias2004)


SO +CrO SO +Cr


Reducción:2 CrO +2H O+3e Cr +8OH

Oxidación:3 SO +2OH SO +H O+2e


2 +3 +5 5 +3 +10

b)RelacionandoSO conCrO :

3,09gSO1molSO80gSO

2molCrO3molSO

=0,026mol

c)RelacionandoCrO conaleación:

0,026molCrO3galeacion

1molCr

1molCrO52gCr1molCr

100=45%Cr


6.24. Dados los potenciales estándar de los siguientes pares, E° ( /Zn) = ‐0,76 V yE°( /Cu)=0,34V:a)Hazunesquemade lapilaque sepodría formar indicando todos suscomponentesyelsentidoenelquecirculanloselectrones.b)CalculaelvalordeEpila

o yrepresentalanotacióndelapila.(Canarias2005)

EsteproblemaestáresueltoenelpropuestoenGalicia2004.

6.25.Ajusta las siguientes reaccionesporelmétododel ion‐electróne indicaencadacasocuáleseloxidanteycuálelreductor:

a) +HClKCl+ + +

b) + +HCl + +KCl+ (Canarias2005)


K MnO +H Cl K Cl +Cl +Mn 2Cl +H O





2MnO +16H +10Cl 2Mn +8H O+5Cl


2 +10HCl2 + +8 +2KCl


eselreductor,laespeciequecedeelectronesyseoxida.

b)Laecuacióniónicaes:

2K Cr O +Fe Cl +H Cl Cr Cl +Fe Cl +K Cl +H O



Oxidación:6 Fe Fe +e


Cr O +14H +6Fe 2Cr +6Fe +7H O


+14HCl+6 2 +6 +7 +2KCl




6.26.Sequierehacerunrecubrimientodeunasuperficieconcromo(cromado)yparaellosedisponedeunadisoluciónácidaquecontiene .Sepide:a)Escribelasemirreaccióndereducciónde aCr(s)enmedioácido.b)¿Cuántosgramosdecromosedepositaríanalpasarunacargade1,0·10 C?c)¿Cuántotiempotardaráendepositarseungramodecromoutilizandounacorrientede6A?

(Dato.1F=96485C· )(Canarias2005)

a)Lasemirreaccióndereducciónes:

+6 +6 Cr+3

b)RelacionandomolesdeelectronesyCr:

1,0·10 C1F

96485C1mole1F

1molCr6mole

52gCr1molCr

=0,9gCr

c)RelacionandoCrycantidaddecorriente:

1gCr1molCr52gCr

6mole1molCr

96485C1mole

=11133C

Eltiemponecesarioconunacorrientede6Aes:

t=11133C6A

1min60s

=30,9min

6.27.El sulfatodehierro (II)puedeobtenersepor reaccióndelacido sulfúricodiluido conhierro,desprendiendoademás,hidrógenomolecular.a)Formuleyajuste,porelmétododelion‐electrón,lareacciónquetienelugar.b) Calcule la cantidad de sulfato de hierro disuelto que se obtiene al reaccionar 10 g dehierroderiquezadel95%,conlacantidadestequiométricadeácidosulfúricodel20%ydedensidad1,15g/ .c)Sienellaboratoriosolamentesedisponedeácidosulfúricodedensidad1,83g/ y96%deriqueza.Indiquecuántoscentímetroscúbicosdeesteácidohayquetomaryaquévolumendeaguahayqueañadirloparaprepararladisolucióndiluidaquenecesitalareacción.d) Si en una primera cristalización, a partir de la disolución de sulfato de hierro (II)anteriormenteobtenidoyencondicionesadecuadas,seobtienen 20gdesulfatodehierro(II)heptahidratado,¿cuáleselrendimiento?



Fe+H SO FeSO +H


Fe+2H SO Fe SO +H


Reducción:2H +2e H

Oxidación:FeFe +2e


2H +FeFe +H


Añadiendolosionesquefaltan(SO )seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

Fe(s)+ (aq) (aq)+ (g)

b)LacantidaddeFeareaccionares:

10gFe95%95gFe

100gFe95%1molFe55,8gFe

=0,17molFe

RelacionandoFeconH SO :

0,17molFe1molH SO1molFe

98gH SO1molH SO

=16,7gH SO

ComosetratadeH SO deriqueza20%ydensidad1,15g/cm :

16,7gH SO100gH SO 20%

20gH SO1cm H SO 20%1,15gH SO 20%

=72,5 %

RelacionandoFeconFeSO :

0,17molFe1molFeSO1molFe

151,8gFeSO1molFeSO

=25,8g

c) Si se dispone de H SO de riqueza 96% y densidad 1,83 g/cm para preparar ladisolución ácida diluida, se relaciona la cantidad de H SO estequiométrica con estadisolución:

16,7gH SO100gH SO 96%

96gH SO1cm H SO 96%1,83gH SO 96%

=9,5 %

Elvolumendeaguaaañadirparaprepararladisolucióndiluidanosepuedecalcular,yaque en la preparación de disoluciones los volúmenes de soluto y disolvente no sonaditivos.

d)ParaobtenerelrendimientoesprecisocalcularlamasadeFeSO ·7H Oquesedeberíahaberobtenido:

0,17molFe1molFeSO4 7H2O

1molFe277,8gFeSO4 7H2O1molFeSO4 7H2O

=47,3gFeSO4 7H2O

Elrendimientodelprocesoes:

η=20gFeSO4 7H2O exp47,3gFeSO4 7H2O teo

100=42,3%

6.28.Dadoslospotencialesestándardelossiguientespares:a)E°( /Zn)=‐0,76VyE°( /Cu)=0,34V.b)E°( /Zn)=‐0,76VyE°( /Ag)=0,80V.c)E°( /Zn)=‐0,76VyE°( /Li)=‐3,05V.Indica,encaso,lasreaccionesquetienenlugarenelánodoyenelcátodo,asícomolafuerzaelectromotrizdelascélulasgalvánicas.

(Canarias2006)




Unacélulagalvánicaesaquellaen laquetiene lugarunareacciónespontánea,enella,elparquepresentamayorpotencialactúacomocátodoyeldemenorcomoánododeformaque se obtiene que Ecelula

o > 0. La fem o potencial de la célula se calcula mediante laexpresión:

Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Cátodoeselelectrodoenelquetienelugarlasemirreaccióndereducción.

Ánodoeselelectrodoenelquetienelugarlasemirreaccióndeoxidación.

a)ReacciónentreCu /CuyZn /Zn

Cátodo: (aq)+2 Cu(s)

Ánodo:Zn(s) (aq)+2 Reacciónglobal:Cu (aq)+Zn(s)Cu(s)+Zn (aq)

Lafemdelacélulaes:

Ecelulao =E /Cu

o E /Zno = 0,34V ‐0,76V =1,10V

b)ReacciónentreAg /AgyZn /Zn

Cátodo:2 (aq)+2 2Ag(s)

Ánodo:Zn(s) (aq)+2 Reacciónglobal:2Ag (aq)+Zn(s)2Ag(s)+Zn (aq)

Lafemdelacélulaes:

Ecelulao =E /Ag

o E /Zno = 0,80V ‐0,76V =1,56V

c)ReacciónentreZn /ZnyLi /Li

Cátodo: (aq)+2 Zn(s)

Ánodo:2Li(s)2 (aq)+2 Reacciónglobal:Zn (aq)+2Li(s)Zn(s)+2Li (aq)

Lafemdelacélulaes:

Ecelulao =E /Zn

o E /Lio = ‐0,76V ‐3,05V =2,29V

6.29.a)Justificasiloselementosquímicos:plata,cobre,cadmio,cincymagnesio,sedisuelvenenunadisolución0,1Mdeácidoclorhídrico,apartirdelossiguientespotencialesnormalesdereducciónE°:( /Ag)=0,80V;( /Cu)=0,34V;( /Cd)=‐0,40V;( /Zn)=‐0,76V;( +/Mg)=‐2,37V.b)Ordena,justificandolarespuesta,losionesanterioresdemásamenosoxidante.

(Canarias2006)




a)ParalareacciónentreHClyAglassemirreaccionesquetienenlugarson:

Reducción:2H +2e H E°=0,00V

Oxidación:2Ag2Ag +2e E°=‐ 0,80V Reacciónglobal:2H +2AgH +2Ag E°=‐0,80V

LanoespontaneidaddelprocesoquedaconfirmadaporlosvaloresdeE°<0ydeΔG°>0,portanto,elAgnosedisuelveenHCl.

Delamismaforma,conelCu(E°=0,34V)tambiénseobtienequeE°<0ydeΔG°>0,portanto,elCunosedisuelveenHCl.

ParalareacciónentreHClyZnlassemirreaccionesquetienenlugarson:

Reducción:2H +2e H E°=0,00V

Oxidación:ZnZn +2e E°=‐ ‐0,76V Reacciónglobal:2H +ZnH +Zn E°=0,76V

LaespontaneidaddelprocesoquedaconfirmadaporlosvaloresdeE°>0ydeΔG°<0,portanto,elZnsedisuelveenHCl.

Delamismaforma,conelMg(E°=‐2,37V)tambiénseobtienequeE°>0ydeΔG°<0,portanto,elMgsedisuelveenHCl.

b)Losionessontantomásoxidantescuantomayoressupotencialdereducción.Losionesdadosordenadosporpoderoxidantedecrecienteson:

E°=+0,80V > E°=+0,34V > E°=‐0,76V > E°=‐2,37V

6.30.Ajusta las siguientes reaccionesporelmétododel ion‐electróne indicaencadacasocuáleseloxidanteycuálelreductor:

a) +NaI+HClNaCl+ +

b) + + + + + (Canarias2006)


Na IO +I +H Cl H Cl +I +H O


Reducción:IO +6H +5e ½I +3H O

Oxidación:5 I ½I +e



IO +6H +5I 3I +3H O

Añadiendolosionesquefaltan(6Cl y6Na+)seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

+5NaI+6HCl6NaCl+3 +3




2K Cr O +Fe SO +2H SO 2Cr 3SO +2Fe +2K +H O



Oxidación:3 2Fe 2Fe +2e


Cr O +14H +6Fe 2Cr +6Fe +7H O

Añadiendolosionesquefaltan(13SO y2K )seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

+7 +6 +3 +7 +



6.31.Apartirdesiguientespotencialesnormalesdereducción:E°( /Zn)=‐0,76V;E°( /Ag)=0,80V;E°( / )=2,87VyE°( / )=1,36V.Indica justificando las respuestas con las reacciones que tienen lugar, las siguientescuestiones:a)¿Puedereducirelcincaloscationesplata?b)¿Puedeoxidarelcloroalosionesfluoruro?

(Canarias2006)



a)ParalareacciónentreZnyAg lassemirreaccionesquetienenlugarson:

Reducción:2Ag +2e 2Ag E°=0,80V

Oxidación:ZnZn +2e E°=‐ ‐0,76V Reacciónglobal:2Ag +Zn2Ag+Zn E°=1,56V



1,56V1kJ

10 J=‐301kJ


LaespontaneidaddelprocesoquedaconfirmadaporlosvaloresdeE°>0ydeΔG°<0.

b)ParalareacciónentreCl yF lassemirreaccionesquetienenlugarson:

Reducción:Cl +2e 2Cl E°=1,36V

Oxidación:2F F +2e E°=‐ ‐2,87V Reacciónglobal:Cl +2F 2Cl +F E°=‐1,51V



‐1,51V 1kJ

10 J=291,3kJ

Lanoespontaneidaddelprocesoquedaconfirmadapor losvaloresdeE°<0ydeΔG°>0.

6.32. Si se añade cobre en polvo sobre una disolución acuosa de nitrato de plata 1M seobservaunligerodepósitodecolorgrisyunaprogresivaintensificacióndelcolorazul.a)¿Quéreacciónseproduce?b)Calculalavariacióndelaenergíalibreyexplicasielprocesoesespontáneo.c)Explicacomoconstruiríasunapilacobre‐platasidisponesde:hilodeplata,hilodecobredisolución1Mdesulfatodecobre(II)ydisolución1Mdenitratodeplata.Laexplicacióndebeincluir:lareacciónqueseproduceelsentidoenquecirculanloselectrones,elánodo,elcátodoylafuerzaelectromotrizopotencialdelapila.

(Datos.E°( /Cu)=0,34V;E°( /Ag)=0,80V)(Galicia2006)

a)EnlareacciónentreCu(s)yAg (aq)lassemirreaccionesquetienenlugarson:

Reducción:2Ag (aq)+2e 2Ag(s) E°=0,80V

Oxidación:Cu(s)Cu (aq)+2e E°= ‐0,34V Reacciónglobal:2 (aq)+Cu(s)2Ag(s)+ (aq) E°=0,46V

b)LavariacióndeenergíalibredeGibbs,ΔG°,delprocesoes:


0,46V1kJ

10 J=‐88,8kJ




o >0.Lafemopotencialdelapilaesiguala:

c)Unesquemadelapilavoltaicaes:


Los electrones de la célula sedirigen de forma espontáneahacia potenciales crecientes,portanto:Polopositivo: /Ag

Polonegativo: /Cu

Ag+eseloxidante,laespeciequesereduce.

Cueselreductor,laespeciequeseoxida.


Cu/ // /Ag

6.33. El tricloruro de aluminio puede obtenerse por reacción química entre cloruro dehidrógenogaseosoyaluminiometal.a)Escribayajusteporelmétododelion‐electrónlareacciónquímicaquetienelugar.b)Calculeelrendimientodelareacciónsiseobtienen52gdetriclorurodealuminiocuandosepartede13,5gdealuminiometálico.c) Determine el volumen de hidrógeno, medido en condiciones normales, desprendidoduranteelprocesodescritoenelapartadoanterior.



HCl(g)+Al(s)AlCl (aq)+H (g)


H Cl +AlAl 3Cl +H


Reducción:3 2H +2e H

Oxidación:2 AlAl +3e


6H +2Al2Al +3H

Añadiendolosionesquefaltan(6Cl )seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

6HCl+2Al2 +3

b)ParaobtenerelrendimientoesprecisocalcularlamasadeAlCl quesedeberíahaberobtenido:

13,5gAl1molAl27gAl

1molAlCl1molAl

133,5gAlCl1molAlCl

=66,75gAlCl


η=52gAlCl exp66,75gAlCl teo

100=77,9%


c)RelacionandoAlyH ,considerandocomportamiento idealyelrendimientocalculadoenelapartadoanterior:

13,5gAl1molAl27gAl

3molH2molAl

22,4LH1molH

79LH exp100LH teo

=13,1L

6.34. Ajusta las siguientes reacciones por el método del ion‐electrón, indicando lassemirreaccionesdeoxidaciónyreducción,asícomo,elagenteoxidanteyreductor:

a)Cu+ +NO+

b) + +HCl + +KCl+ (Canarias2007)



H NO +CuCu 2NO +NO+H O


Reducción:2 NO +4H +3e NO+2H O

Oxidación:3 CuCu +2e


2NO +8H +3Cu3Cu +2NO+4H O


8 +3Cu3 +2 +4


Cueselreductor,laespeciequecedeelectronesyseoxida.

b)EsteproblemaseencuentraresueltoenCanarias2005.

6.35. Semontan en serie tres cubas electrolíticas. La primera contiene una solución denitratode ;lasegunda,unasoluciónde ;ylatercera,unasoluciónde .Alcabodeunciertotiempodecircularunacorrientecontinua,sehandepositado5,40gdeAgenelcátododelaprimeracubaelectrolítica.a) Calcule el número de átomos de Cu depositados en el cátodo de la segunda cubaelectrolítica.b)CalculelamasadeAudepositadaenelcátododelaterceracuba.c)Dibujeunesquemadelmontaje.d)Enlanutriciónparenteral,queseadministraenalgunosenfermosporvíaintravenosa,senecesitasuministraroligoelementosdeltipodelion .SabiendoqueelpHdelasangreesde7,4; y siendo conscientes de que hay que evitar la precipitación del en forma de

enlasangre.¿Cuáldebeserlaconcentraciónmáximade libreenlasangre?

(Datos.NúmerodeAvogadro=6,022·10 ; =2,2·10 )(Galicia2007)

a) Las ecuaciones químicas correspondientes a las reacciones que se producen en loscátodosdelascubasson:

Ag (aq)+e Ag(s)Cu (aq)+2e Cu(s)Au (aq)+3e Au(s)


Como las tres cubas se encuentran conectadas en serie pasa la misma cantidad decorrienteporellasy,portanto,apartirdelamasadeplatadepositadaenlaprimeracubasepuedecalcularloquesedepositaenlassiguientes:


1mole1molAg

1F

1mole=0,05F

0,05F1mole1F

1molCu2mole

6,022·10 atomoCu

1molCu=1,51· átomoCu

b)LamasadeAudepositadoes:

0,05F1mole1F

1molAu3mole

197gAu1molAu

=3,29gAu

c)Unesquemadelmontajees:

d)LaecuaciónquímicacorrespondientealadisolucióndelCu OH (s)es:

Cu OH (s)Cu (aq)+2OH (aq)

Laexpresióndelproductodesolubilidades:

K =[Cu ][OH

TeniendoencuentaqueelpHdelasangrees7,4elvalordelpOHes:

pOH=14pH=147,4=6,6

Apartirdeestevalorseobtieneelde[OH ]:

OH =10 OH =10 , M

SustituyendoenlaexpresióndeK sepuedeobtener[Cu ]máximaensangre:

Cu =2,2·10

10 , =3,5·10 M


6.36.Dadaslassiguientespilascuyasnotacionessonrespectivamente:

Ni(s)/ (aq)// (aq)/Ag(s)

Zn(s)/ (aq)// (aq)/Cu(s)Sepide:a)Dibujaunesquemadecadaunadelaspilasindicando,encadacaso,lacomposicióndeladisoluciónqueactúacomopuentesalino.b)Indicaencadacasolasreaccionesquetienenlugarenelánodoyenelcátodo.c)Calcularlafem,Ecélula

o ,delasceldasvoltaicasindicadas.

(Datos.E°( /Ni)=‐0,25V;E°( /Ag)=+0,80V;E°( /Zn)=‐0,76V;E°( /Cu)=+0,34V)

(Canarias2007)

ParalapilaNi(s)/Ni (aq)//Ag (aq)/Ag(s)

a)ComoE°(Ag /Ag)>E°(Ni /Ni),lasustanciaquetienemayorpotencialdereducción,Ag ,secomportacomoagenteoxidanteysereduceaAg,mientrasqueelNiseoxidaaNi .

Los electrones de la célulase dirigen de formaespontánea hacia lospotenciales crecientes, portanto:Polopositivo: /Ag

Polonegativo: /Ni

eseloxidante,la

especiequesereduce.

Nieselreductor,laespeciequeseoxida.


Ni/ // /Ag

b)Lassemirreaccionesencadaelectrodoson:

Cátodo(reducción):2Ag (aq)+2e 2Ag(s)

Ánodo(oxidación):Ni(s)Ni (aq)+2e Reacciónglobal:2 (aq)+Ni(s)2Ag(s)+ (aq)

c)Lafemdelacélulasecalculamediantelaexpresión:

Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /Ag

o E /Nio

Ecelulao = 0,80V ‐0,25V =1,15V

ParalacélulaZn(s)/Zn (aq)//Cu (aq)/Cu(s)(ResueltoenGalicia2004).


6.37. Se hace pasar una corriente de 0,452 A durante 1,5 h a través de una celda deelectrólisisquecontiene fundido.Sepide:a)Escribelasreaccionesquetienelugarenelánodoyenelcátodo.b)¿Quécantidaddecalciosedeposita?

(Dato.ConstanteF=96487C· )(Canarias2007)

a) El cloruro de calcio en disolución acuosa se encuentra disociado de acuerdo con laecuación:

CaCl (l)Ca (l)+2Cl (l)


Cátodo(reducción): (l)+2 Ca(l)

Ánodo(oxidación):2 (l) (g)+2

b)Lacantidaddecorrientequecirculaporlaceldaes:

Q=0,452A·1,5h3600s1h

=2441C

Relacionandolacantidaddecorrienteconlasustanciadepositada:

2441C1mole96485C

1molCa2mole

40gCa1molCa

=0,506gCa

6.38.Escribeyajustalasreaccionesquetienenlugarenlossiguientescasos:a)Siseintroduceunabarradehierroenunadisolucióndenitratodeplata.b)Sisemezclaunadisolucióndepermanganatopotásicoenmedioácidoconotradeclorurodeestaño.

(Datos. E° ( /Ag) = +0,80 V; E° ( /Fe) = ‐0,44 V; E° ( / ) = +1,51 V;E°( / )=+0,15V)

(Canarias2007)

a)Si se introduceunabarradeFeenunadisolucióndeAgNO , comoE° (Ag /Ag)>E°(Fe /Fe), la sustanciaque tienemayorpotencialde reducción,Ag , se comporta comoagenteoxidanteysereduceaAg,mientrasqueelFeseoxidaaFe .


Reducción:2Ag (aq)+2e 2Ag(s) E°=0,80V

Oxidación:Fe(s)Fe (aq)+2e E°=‐ ‐0,44V Reacciónglobal:2Ag (aq)+Fe(s)2Ag(s)+Fe (aq) E°=1,24V

Añadiendolosionesquefaltan(2NO )seobtienelaecuaciónfinal:

2 +Fe +2Ag

b) Si semezcla una disolución de KMnO enmedio ácido con otra disolución de SnCl ,como E° (MnO /Mn ) > E° (Sn /Sn ), la sustancia que tiene mayor potencial dereducción,MnO ,secomportacomoagenteoxidanteysereduceaMn ,mientrasqueelSn seoxidaaSn .



Reducción:2 MnO (aq)+8H (aq)+5e Mn (aq)+4H O(l) E°=1,51V

Oxidación:5 Sn (aq)Sn (aq)+2e E°=‐ 0,14V Reacciónglobal:2MnO +16H +5Sn 2Mn +5Sn +8H OE°=1,36V

Añadiendolosionesquefaltan(2K y26Cl )seobtienelaecuaciónfinal:

2 +5 +16HCl2 +5 +2KCl+8

6.39. Ajusta las siguientes reacciones por el método del ion‐electrón, indicando lassemirreaccionesdeoxidaciónyreducción,asícomo,elagenteoxidanteyreductor:

a) + +HI + + + b) + + +S+ +

(Canarias2008)

a)Laecuacióniónicainiciales:

2K Cr O +I +H ClO Cr 3ClO +K +I +H O



Oxidación:3 2I I +2e


Cr O +14H +6I 2Cr +3I +7H O

Añadiendolosionesquefaltan(8ClO y2K )seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

+8 +6HI2 +3 +2 +7




K MnO +2H S Mn SO +2K +S+H O



Oxidación:5 S S+2e


2MnO +16H +5S 2Mn +5S+8H O


2 +5 +3 2 +5S+ +8




6.40. De los siguientes metales: Al, Fe, Ag, Au y Ni, justifica cuáles reaccionaránespontáneamenteconiones .Escribelasreaccionesqueseproduzcan.

(Datos.E°( /Al)=‐1,66V;E°( /Fe)=‐0,44V;E°( /Ag)=0,80V;E°( /Au)=1,50V;E°( /Ni)=‐0,25V;E°( /Cu)=0,34V)

(Canarias2008)



Setratadedeterminarsiesespontánealareacción:

3Cu (aq)+2Al(s)3Cu(s)+2Al (aq)


Reducción:3 Cu (aq)+2e Cu(s) E°=0,34V

Oxidación:2 Al(s)Al (aq)+3e E°=‐ ‐1,66V Reacciónglobal:3Cu (aq)+2Al(s)3Cu(s)+2Al (aq) E°=2,00V

EsunareacciónenlaqueE°>0,entoncesΔG°<0,ylareacciónesespontánea.


Cu (aq)+Fe(s)Cu(s)+Fe (aq)



Oxidación:Fe(s)Fe (aq)+2e E°=‐ ‐0,44V Reacciónglobal:Cu (aq)+Fe(s)Cu(s)+Fe (aq) E°=0,78V



Cu (aq)+2Ag(s)Cu(s)+2Ag (aq)



Oxidación:2 Ag(s)Ag (aq)+e E°=‐ 0,80V Reacciónglobal:Cu (aq)+2Ag(s)Cu(s)+2Ag (aq) E°=‐0,46V

EsunareacciónenlaqueE°<0,entoncesΔG°>0,ylareacciónesnoespontánea.


3Cu (aq)+2Au(s)3Cu(s)+2Au (aq)



Reducción:3 Cu (aq)+2e Cu(s) E°=0,34V

Oxidación:2 Au(s)Au (aq)+3e E°=‐ 1,50V Reacciónglobal:3Cu (aq)+2Au(s)3Cu(s)+2Au (aq) E°=‐1,16V

EsunareacciónenlaqueE°<0,entoncesΔG°>0,ylareacciónesnoespontánea.


Cu (aq)+Ni(s)Cu(s)+Ni (aq)



Oxidación:Ni(s)Ni (aq)+2e E°=‐ ‐0,25V Reacciónglobal:Cu (aq)+Ni(s)Cu(s)+Ni (aq) E°=0,59V


Por tanto, sólo reaccionarán con Cu aquellos metales que tengan un potencial dereduccióninferiora0,34V,esdecir,Al,FeyNi.

6.41.Consideralareacción:

Cu+ +NO+ a)Ajustalareacciónporelmétododelion‐electrón.b)¿QuévolumendeNO(medidoa1atmy273K)sedesprenderásiseoxidan2,50gdecobremetálico?

(Canarias2008)

a)EsteajusteseencuentraresueltoenCanarias2007.

8 +3Cu3 +2 +4

b)RelacionandoCuyNO:

2,50gCu1molCu63,5gCu

2molNO3molCu

22,4LNO1molNO

=0,59LNO

6.42.Lareaccióndelperóxidodebarioconácidosulfúricoencondicionesadecuadasconducea la formacióndeunadisoluciónacuosadeperóxidodehidrógeno (aguaoxigenada)yunprecipitadodesulfatodebario.Ladisoluciónacuosadeperóxidodehidrógenosevaloraconpermanganatodepotasioenmediosulfúrico.a)Escribiryajustarlareaccióndeobtencióndel acuoso.b) Escribir y ajustar la reacción de oxidación‐reducción que tiene lugar en el proceso devaloración,sabiendoqueentrelosproductosdelareacciónsedesprendeoxígenomolecular( )yseformasulfatodemanganeso(II).c)Calcularelrendimientodelareaccióndeobtencióndelaguaoxigenadasisepartede20gde yelvolumendeoxígenoproducidodurante lavaloración,medidoencondicionesnormales,esde1L.


a)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealaobtencióndelH O es:


(s)+ (aq) (aq)+ (aq)

b) La ecuación molecular correspondiente a la reacción de oxidación‐reducción entreH O yKMnO es:

KMnO +H O +H SO O +MnSO


K MnO +H O +2H SO Mn SO +O



Oxidación:5 H O O +2H +2e


2MnO +6H +5H O 2Mn +5O +8H O


2 +5 +3 2 +5 + +8

c)RelacionandoBaO yH O :

20gBaO1molBaO169,3gBaO

1molH O1molBaO

1molO1molH O

22,4LO1molO

=2,6LO


1,0LO real2,6LO teorico

100=38,5%

6.43. Cuando reacciona el cromato de potasio con el ácido clorhídrico puede obtenerseclorurode cromo (III),a la vezque se formaungasamarillo‐verdoso yotros compuestossolublesenagua.a)Ajustelareacciónporelmétododelion‐electrón.b)¿CuántosmLdeácidoclorhídricodel37%ydensidadrelativa1,19seránnecesariosparalareaccióncon7gdecromato?c)¿Quévolumendegas,medidoa20°Cseformaráenelcasoanterior?

(Dato:ConstanteR=0,082atm·L· · )(CastillayLeón2008)

a)Teniendoencuentaqueelgasamarillo‐verdosoquesedesprendeeselCl ,laecuaciónaajustares:

K CrO +HClCrCl +Cl

Laecuacióniónicainiciales:

2K CrO +Cl H Cr 3Cl +Cl


Reducción:2 CrO +8H +3e Cr +4H O




2CrO +16H +6Cl 2Cr +3Cl +8H O


2 +16HCl2 +3 +2KCl+8

b)RelacionandoelcromatoconHCl:

7gCrO1molCrO116gCrO

16molHCl2molCrO

=0,483molHCl

ComosedisponedeHClderiqueza37%:

0,483molHCl36,5gHCl1molHCl

100gHCl37%


=83,4mLHCl37%

c)RelacionandomolesdeHClydeCl :

0,483molHCl3molCl16molHCl

=0,09molCl

Considerando comportamiento ideal y suponiendo una presión de 1 atm, el volumenocupadoporelgases:


1atm=2,2L

6.44.En la vidadiaria sonmuydiversos losprocesosque implicanun flujode electrones,desde el fenómeno de un relámpago hasta las pilas que hacen funcionar radios, relojes omarcapasos.Tambiénunflujodecargashaceposibleelfuncionamientodelsistemanerviosoenlosanimales.Laelectroquímicaeslaramadelaquímicaqueestudialainteracciónentrelaelectricidadylamateria.Enbaseasusconocimientosdeelectroquímicayporaplicaciónde laecuacióndeNernstyleyesdeFaraday,contestealassiguientescuestiones:a) A concentraciones equimoleculares de (aq) y (aq), ¿cuál debe ser laconcentracióndeAg+(aq)paraqueelpotencialde lapilagalvánicaformadapor lospares

(aq)/Ag(s)y (aq)/ (aq),seaigualacero?b)Determinelaconstantedeequilibrioa25°Cparalareaccióndelapartadoanterior.c)Sehacepasarunacorrientede400mAdurante20minutos,atravésdeunadisoluciónquecontienenitratodeplataynitratodehierro(II)enconcentraciones1Mdecadasal.¿Quémetalyenquécantidadsedepositaenelcátodo?Razona larespuesta.¿Quéreaccióntienelugarenelánodo?

(Datos.Potenciales estándarde electrodo,E°, (aq)/Ag (s)=0,80V; (aq)/ (aq)=0,77V; (aq)/Fe(s)=‐0,44V.Faraday=96500C· )

(Asturias2008)

a)En lapilagalvánica formadapor loselectrodosAg /AgyFe /Fe , lasustanciaquetienemayorpotencialdereducción,Ag ,secomportacomoagenteoxidanteysereduceaAg,mientrasqueelFe seoxidaaFe .


Cátodo:Ag (aq)+e Ag(s) E°=0,80V

Ánodo:Fe (aq)Fe (aq)+e E°=‐ 0,77V


Reacciónglobal:Ag (aq)+Fe (aq)Ag(s)+Fe (aq) E°=0,03V

Elpotencialdelapilasecalculamediantelasiguienteexpresión:

Epila=EcatodoEanodo

Al tratarse de disoluciones que no están en estado tipo o estándar es preciso aplicar laecuacióndeNernst:

E=Eo‒0,0592n

log[red][oxd]

Ecatodo=Ecatodoo

0,0592n

log[red][oxd]

Ecatodo=E /Ago

0,05921

log1

[Ag ]

Eanodo=Eanodoo

0,0592n

log[red][oxd]

Eanodo=E /o

0,05921

log[Fe ][Fe ]

ComoEpila=0y[Fe ]=[Fe ]:

0,800,0592log1

[Ag ]=0,77[Ag ]=0,311M

b)EnelequilibriosecumplequeE=0,portantoteniendoencuentaque:

ΔG°=‐nFE°

ΔG°=‐RTlnKlnK=

nFE°RT

ElvalordelaconstanteKes:

lnK=1 96500C mol 0,03V8,314J mol K 298K

K=3,21

c)El ,conmenorpotencialdereducción(E°=‐0,44V),sereducemásfácilmentequeelAg queposeemayorpotencial(E°=0,80V).

LasemirreaccióndereduccióndelFe es:

Cátodo: (aq)+2 Fe(s)

Los aniones de las dos cubas no se sufren reacción redox, lo hacen los iones OH procedentesdelaguaquesonmásfácilesdeoxidar:

Ánodo:4 (aq) (g)+2 (g)+4

Lacantidaddecorrientequepasaporelánodoen20mines:

Q=I·t=400mA1A

10 mA20min

60s1min

=480C

Relacionandolacargaeléctricaconlacantidaddehierro:

480C1mole96485C

1molFe2mole

24,3gFe1molFe

=0,14gFe


6.45.Semontanenseriedoscubaselectrolíticasquecontienendisolucionesde yde,respectivamente.Calculalosgramosdeplataquesedepositaránenlaprimerasien

lasegundasedepositan6gdeCu.

(ConstantedeFaraday=96485C· )(Canarias2009)

Las disoluciones acuosas contienen CuSO y AgNO disociados en iones según lassiguientesecuaciones:

CuSO (aq)Cu +SO AgNO (aq)Ag +NO

Lasecuacionesquímicascorrespondientesalasreaccionesqueseproducenenloscátodosdelascubasson,respectivamente:

Cu (aq)+2e Cu(s) Ag (aq)+e Ag(s)

Como las dos cubas se encuentran conectadas en serie pasa la misma cantidad decorrienteporellasy,portanto,apartirdelamasadeplatadepositadaenlaprimeracubasepuedecalcularloquesedepositaenlasiguiente:

6gCu1molCu63,5gCu

2mole1molCu

1molAg1mole

107,9gAg1molAg

=20,4gAg

Losanionesdelasdoscubasnosesufrenreacciónredox,yaquenopuedenoxidarseylohacenlosionesOH procedentesdelagua.

6.46. Dados los datos de potencial estándar de reducción de los siguientes sistemas: E°( / )=0,53V;E°( / )=1,07V;E°( / )=1,36V.Indicarazonadamente:a)¿Cuáleslaespeciequímicamásoxidanteentreotraslasmencionadasanteriormente?b)¿Cuáleslaformareducidaconmayortendenciaaoxidarse?c)¿Esespontánealareacciónentreelcloromolecularyelionioduro?d)¿Esespontánealareacciónentreelioncloruroyelbromomolecular?

(Canarias2009)

a)Laespeciemásoxidante es laquetieneunmayorpotencialdereducción,enestecasosetratadel (E°=1,36V).

b) La forma reducida conmayor tendencia a oxidarse es la que tiene unmenorpotencialdereducción,enestecasosetratadel (E°=0,53V).

c) Para que una reacción sea espontánea debe cumplirse que a presión y temperaturaconstantes,ΔG°<0.



Cl (g)+2I (aq)2Cl (aq)+I (s)


Reducción:Cl (g)+2e 2Cl (aq) E°=1,36V

Oxidación:2I (aq)I (s)+2e E°=‐ 0,53V Reacciónglobal:Cl (g)+2I (aq)2Cl (aq)+I (s) E°=0,83V


EsunareacciónenlaqueE°>0,entoncesΔG°<0ylareacciónesespontánea.


Br (l)+2Cl (aq)2Br (aq)+Cl (g)


Reducción:Br (l)+2e 2Br (aq) E°=1,07V

Oxidación:2Cl (aq)Cl (g)+2e E°=‐ 1,36V Reacciónglobal:Br (l)+2Cl (aq)2Br (aq)+Cl (g) E°=‐0,29V

EsunareacciónenlaqueE°<0,entoncesΔG°>0ylareacciónesnoespontánea.

6.47.Unamuestrade20gdelatón(aleacióndecincycobre)setrataconácidoclorhídrico,desprendiéndose2,8litrosdehidrógenogasmedidosa1atmy25°C.a)Formulayajustalareacciónoreaccionesquetienenlugar.b)Calculalacomposicióndelaaleación,expresándolacomoporcentajeenpeso.

(Datos.ConstanteR=0,082atm·L· · ;E°( /Zn)=‐0,76V;E°( /Cu)=+0,34V;E°( / )=0,00V)





2H (aq)+Cu(s)H (g)+Cu (aq)


Reducción:2H (aq)+2e H (s) E°=0,00V

Oxidación:Cu(s)Cu (aq)+2e E°=‐ 0,34V Reacciónglobal:2H (aq)+Cu(s)H (g)+Cu (aq) E°=‐0,34V

Esuna reacciónen laqueE°<0, entoncesΔG°>0 y la reacciónesnoespontánea,portanto,noseproduceeldesprendimientode (g).


2H (aq)+Zn(s)H (g)+Zn (aq)


Reducción:2H (aq)+2e H (s) E°=0,00V

Oxidación:Zn(s)Zn (aq)+2e E°=‐ ‐0,76V Reacciónglobal:2H (aq)+Zn(s)H (g)+Zn (aq) E°=0,76V


EsunareacciónenlaqueE°>0,entoncesΔG°<0ylareacciónesespontánea,portanto,síseproduceeldesprendimientode (g):

Laecuaciónquímicaajustadaes:

Zn(s)+2HCl(aq)ZnCl (aq)+H (g)

b)Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesdeH obtenidoses:

n=1atm·2,8L

0,082atm·L·mol ·K 25+273 K=0,115molH

ComoelCunoreaccionaconelácido,todoelH desprendidosedebealZnpresenteenlamuestradelatón:

0,115molH1molZn1molH

65,4gZn1molZn

=7,5gZn

Lacomposicióndellatónes:

7,5gZn20glaton

100=37,5%Znelresto62,5%Cu

6.48.Lospotencialesnormalesdereducciónencondicionesestándarde lospares /Cu,/Pby /Znsonrespectivamente,0,34V,‐0,13Vy‐0,76V.

a) Explica, escribiendo las reacciones correspondientes qué metal/es producendesprendimientodehidrógenoalsertratadosconunácido.b) Haz un esquema y escribe las reacciones de ánodo y cátodo de la pila formada porelectrodosdeZnyPb,asícomoelpotencialdelapila.




Comosehavistoenelproblemaanterior,Cu(E°>0)noreaccionadeformaespontáneaconlosácidosdesprendiendo .

Por el contrario, Zn (E° > 0) sí que es capaz de realizar dicha reacción. Por el mismorazonamiento,PbcuyopotencialE°tambiénesnegativocomoeldelZndesprenderá alreaccionarconunácido.

b)EnlapilaformadaporloselectrodosPb /PbyZn /Zn,lasustanciaquetienemayorpotencial de reducción, Pb , se comporta como agente oxidante y se reduce a Pb,mientrasqueelZnseoxidaaZn .

Lassemirreaccionesquetienenlugarencadaelectrodoson:

Cátodo: (aq)+2 Pb(s) E°=‐0,13V

Ánodo:Zn(s) (aq)+2 E°=‐ 0,76V Reacciónglobal:Pb (aq)+Zn(s)Pb(s)+Zn (aq) E°=0,63V

Unesquemadelapilavoltaicaes:


Los electrones de la pila sedirigen de formaespontánea hacia lospotenciales crecientes, portanto:Polopositivo: /Pb

Polonegativo: /Zn




Zn/ // /Pb

Lafemopotencialdelapilatambiénsepuedecalcularmediantelaexpresión:

Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /Pb

o E /Zno

Ecelulao = ‐0,13V ‐0,76V =0,63V

6.49.Enelaño2006,algunosdelostubosdedrenaje,dehierro,situadosenlavíarápidadelSalnés, se hundieron provocando diversos socavones, debido a que experimentaron unproceso de corrosión. Si los ingenieros que diseñaron esta vía hubieran consultado a unquímico éste, les podría haber recomendado la utilización de un “ánodo de sacrificio”conectando,medianteunhilodecobre, los tubosdehierroaunabarrademagnesioparaevitarlacorrosión.Suponiendoqueentreambosmetalesfluyeunacorrienteeléctricamediade0,2A,determinar:a)LamasadeMgquesedebecolocarsisequierequeeltubodehierronosufracorrosióncatódicadurante10años.b)Lasreaccionesqueocurriránenelánodoyenelcátodo.c)¿Cuáleslarazónporlaqueelmagnesioevitalacorrosióndelhierro?

(Datos.E° ( /Fe)= ‐0,44V;E° ( /Mg)= ‐2,363V;constantedeFaraday=96485C· )

(Galicia2009)

a)Lacantidaddecorrientequepasaporelánodoen10añoses:

Q=I·t=0,2A·10anos365dıas1ano

86400s1dıa

=6,307·107C

Lasemirreaccióndeoxidacióndelmagnesioes:

MgMg +2e

Relacionandolacargaeléctricaconlacantidaddemagnesio:

6,307·107C1mole96485C

1molMg2mole

24,3gMg1molMg

=7942gMg

b)Lasreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:

Ánodo(oxidación):Mg +2


Cátodo(reducción): +2 +4 4

c)Lacorrosiónsedefinecomoeldeteriorodeunmaterialmetálicoaconsecuenciadeunataque electroquímicopor su entorno. Siempre que la corrosión esté originadapor unareacciónelectroquímica,lavelocidadalaquetienelugardependeráenalgunamedidadelatemperatura,delasalinidaddelfluidoencontactoconelmetalydelaspropiedadesdelosmetalesencuestión.Enelcasodelhierro,lacorrosiónhacequeéstesetransformeen“orín”,óxidodehierro(III)hidratado(2Fe O ·xH O).

ElMg,cuyopotencialdereducciónesmenor(E°=‐2,43V),esmásreductorqueelFe(E°= ‐0,44V),porestemotivo, seoxidamás fácilmenteenpresenciadeoxígeno,evitandoqueelhierro seoxidey aparezcan los correspondientesóxidosdehierro.Esteprocedimientoparaprotegeralhierrodesucorrosiónsedenomina“proteccióncatódica”.

El Mg actúa de ánodo y el Fe de cátodo; los electrones pasan con facilidad desde elmagnesio alhierro.Laoxidacióndelmagnesiomantiene reducidoalhierroy,por tanto,protegidodelacorrosión.

6.50.Elhierro,Fe,eselcuartoelementomásabundanteenlacortezaterrestre.Unamuestrade10gdehierro impuro sedisuelveenácidoen formade obteniéndose200mLdedisolución.Sevaloraron20mLdeestadisoluciónconpermanganatodepotasio, ,0,2M, consumiéndose14mLde esteúltimo.En la reacción redoxque tiene lugar, el seoxida a , y el se reduce a . Calcule el porcentaje de Fe en lamuestraoriginal.

(Galicia2009)

EstaecuaciónquímicaestáajustadaenelproblemapropuestoenCastillayLeón2001:

+8 +5 +5 +4

RelacionandolacantidaddeKMnO consumidoconladelamuestradeFe :

0,014LKMnO 0,2M0,020Ldisolucion

0,2molKMnO1LKMnO 0,2M

5molFe1molKMnO

=0,7molFe

Ldisolucion

Relacionandolaaliquotacontodaladisolución,lamasadeFe contenidoenéstaes:

0,2Ldisolucion0,7molFe1Ldisolucion

55,8gFe1molFe

=7,812gFe

ParacalcularlariquezaserelacionalamasadeFe conlamasademuestra:

7,812gFe10gmuestra

100=7,8%Fe

6.51. Los iones cloruro pueden oxidarse hasta cloro por acción de diversas sustanciasoxidantescomopermanganatodepotasio,dicromatodepotasioydióxidodemanganesoenmedioácido.Partiendodeionescloruroqueseencuentranenformadeácidoclorhídrico:a)Establece lasecuacionescorrespondientesa lastresreacciones,ajustadasporelmétododelion‐electrón.b) Calcula los litros de cloro, recogidos a 30°C y 700 mmHg, que se obtienen cuandoreaccionan,encondicionesadecuadas,359gde .c)Calculalamasadecristalesdesaldeclorurodecromo(III)hexahidratoqueseobtendríancuandoseutilizan100gde .

(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(CastillayLeón2009)


a) La oxidación de los iones cloruro a cloro por medio del permanganato de potasioapareceexplicadaenelproblemapropuestaenCanarias2005.

2 +16HCl2 +5 +8 +2KCl

La oxidación de los iones cloruro a cloro por medio del dicromato de potasio apareceexplicadaenelproblemapropuestoenGalicia2001.

+14HCl2 +3 +7 +2KCl

Laecuacióniónicacorrespondientealaoxidacióndelosionescloruroacloropormediodedióxidodemanganesoes:

MnO +Cl H Mn 2Cl +Cl



Oxidación:2Cl Cl +2e


MnO +4H +2Cl Mn +Cl +2H O

Añadiendolosionesquefaltan(2Cl )seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

+4HCl + +2

b)RelacionandoKMnO yCl :

359gKMnO1molKMnO158gKMnO

5molCl

2molKMnO=5,68molCl



700mmHg760mmHg1atm

=153,2L

c)RelacionandoK Cr O yCrCl :


2molCrCl

1molK Cr O=0,794molCrCl

ComosetratadeCrCl ·6H O:

0,794molCrCl1molCrCl ·6H O

1molCrCl266,5gCrCl ·6H O1molCrCl ·6H O

=211,5g ·6

6.52.Elcincmetálicopuedereaccionarconlosioneshidrógenooxidándoseacinc(II).a)¿Quévolumendehidrógeno,medidoa700mmHgy77°Csedesprenderásisedisuelvencompletamente0,5molesdecinc?b)Siserealizalaelectrólisisdeunadisolucióndecinc(II)aplicandounaintensidadde1,5Adurante2hysedepositan3,66gdemetal,calculalamasaatómicadelcinc.

(Datos.ConstantedeFaraday,F=96500C· ;ConstanteR=0,082atm·L· · )(Canarias2010)

a)LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreH yZnes:

Zn(s)+2H (aq)Zn (aq)+H (g)


RelacionandoZnyH :

0,5molZn1molH1molZn

=0,5molH


V=0,5molH 0,082atm·L·mol ·K 77+273 K

700mmHg760mmHg1atm

=15,6L

b)EnelcátododelacélulaseproducelareduccióndelZn :

(aq)+2 Zn(s)

Lacantidaddecorrientequepasaporlacubaes:

Q=1,5A·2h3600s1h

=10800C

RelacionandolamasadeZnquesedepositaenelcátodoconlacarga:

3,66gZn10800C

96500C1mole

2mole1molZn

=65,4g·

6.53.Conociendolospotencialesdereduccióndeloshalógenos:a)Escribelassiguientesreaccionesydeterminacuálesseránespontáneas.a1)Oxidacióndelionbromuroporyodo.a2)Reduccióndelcloroporionbromuro.a3)Oxidacióndelionyoduroporcloro.a4)Justificacuáleslaespeciemásoxidanteycuáleslamásreductora.(Datos.E°( / )=0,53V;E°( / )=1,07V;E°( / )=1,36V;E°( / )=2,85V)

(Canarias2010)

c) Para que una reacción sea espontánea debe cumplirse que a presión y temperaturaconstantes,ΔG°<0.


a1)Setratadedeterminarsiesespontánealareacción:

I (s)+2Br (aq)2I (aq)+Br (l)


Reducción:I (s)+2e 2I (aq) E°=0,53V

Oxidación:2Br (aq)Br (l)+2e E°=‐ 1,07V Reacciónglobal:I (s)+2Br (aq)2I (aq)+Br (l) E°=‐0,54V


a2)Setratadedeterminarsiesespontánealareacción:

Cl (g)+2Br (aq)2Cl (aq)+Br (l)



Reducción:Cl (g)+2e 2Cl (aq) E°=1,36V

Oxidación:2Br (aq)Br (l)+2e E°=‐ 1,07V Reacciónglobal:Cl (g)+2Br (aq)2Cl (aq)+Br (l) E°=0,29V


a3)EsteapartadoapareceresueltoenCanarias2009.

a4)Laespeciemásoxidanteeslaquetieneunmayorpotencialdereducción,enestecasosetratadel (E°=2,85V).

Laespeciemásreductora (conmayor tendenciaaoxidarse)es laque tieneunmenorpotencialdereducción,enestecasosetratadel (E°=0,53V).

(ProblemamuysimilaralpropuestoenCanarias2009).

6.54.Elorosepuedeextraerapartirdemineralesquelocontengan,medianteunprocesodetrituraciónytratamientoconNaCNyaireación.Deestaformaseobtieneunadisoluciónquecontieneelcomplejo[Au CN enequilibriocon .

+2NaCN[Au CN +2 Comoenlanaturaleza,eloroestáacompañadoconplata,enladisoluciónanteriorseformatambiénuncomplejodeplatadeacuerdoconlareacción:

+2NaCN[Ag CN +2 a)¿Quéconcentracióndecianurosódicoserequiereparamantenerel99%delorodisueltoenformadecomplejo[Au CN ,teniendoencuentaquelaconstantedeequilibrioparalaformacióndelcomplejoes4·10 ?b)500Ldeunadisoluciónquees0,01Mde[Au CN y0,0030Mde[Ag CN ,seevaporahastaunterciodesuvolumenoriginalysetratacon40gdeZnproduciéndoselassiguientesreacciones:

2[Au CN +Zn[Zn CN +2Au

2[Ag CN +Zn[Zn CN +2AgCalcular las concentraciones de los complejos de oro y plata cuando se ha consumido latotalidaddelZn.

(Datos.E°( /Ag)=0,7991V;E°( /Au)=1,68V;E°( /Zn)=‐0,7628V)(Galicia2010)

a)Elequilibrioaestudiares:

Au (aq)+2CN (aq)[Au CN (aq)

LlamandoaybalasconcentracionesinicialesdeAu yNaCN,respectivamente,latabladeconcentracionescorrespondientealequilibrioes:

Au CN [Au CNninicial a b —ntransformado x 2x —nformado — — xnequilibrio a–x b– 2x x

Sisedeseaqueel99%delAudisueltoestéenformadecomplejo:

[Au CN =x=0,99a a–x =0,01a

Sustituyendoenlaexpresióndelaconstantedeequilibrio:


K =Au CNAu [CN

4·10 =0,99a

a–x b–2x

4·10 =0,99a

0,01a b–2·0,99a b–1,98a =4,98·10 ≃ 0b=1,98a

[NaCN]=1,98[ ]M

b)Losmolesinicialesdecadaespecieson:

500Ldisolucion0,01mol[Au CN 2

Ldisolucion=5mol[Au CN 2

500Ldisolucion0,003mol[Ag CN 2

Ldisolucion=1,5mol[Ag CN 2

40gZn1molZn65,4gZn

=0,61molZn

De acuerdo con los potenciales de reducción dados, elmayor valor corresponde al parAu /Au,E°=1,68V,loquequieredecirqueelionAu eslaespeciemásoxidanteporloqueeslaquemásfácilmentesereduce,hastaqueseconsumatodoelZn,mientrasqueelionAg permaneceinalterado.

LacantidaddeAu quesereducees:

0,61molZn2mol[Au CN 2

1molZn=1,22mol[Au CN 2

Lacantidadquequedaendisoluciónes:

5mol[Au CN 2 inic. –1,22mol[Au CN 2 red. =3,78mol[Au CN 2 disol.

Teniendoencuentaqueelvolumensereducehastalaterceraparte, lasconcentracionesdeloscomplejosdeoroyplataendisoluciónson:

33,78mol[Au CN 2

500Ldisolucion=0,023M

31,5mol[Ag CN 2

500Ldisolucion=0,009M

6.55.JustificasiesonoposiblequeelAu(s)seoxideconelaire.¿Quédebecumplirseparaqueunmetalseoxideconelaire?

(Datos.E°( /Au)=1,50V;E°( / )=1,23V)(Canarias2010)





Au(s)+O (g)Au (aq)+H O(l)


Reducción:3 O (g)+4H (aq)+4e 2H O(aq) E°=1,23V

Oxidación:2 Au(aq)Au (aq)+3e E°=‐ 1,50V

Reacciónglobal:3O (g)+4H (aq)+2Au(aq)2Au (aq)+2H O(l)E°=‐0,27V


Para que unmetal sea oxidado por el aire ( ) es necesario que su potencial dereducciónE°seamenorqueelqueposeeelparO /H O,E°=1,23V.

6.56.Dada lasiguientetabladepotencialesdereducción.Señalajustificandolarespuesta:a)Laespecieoxidantemásfuerte.b)Laespeciemásreductora.c)Uncatiónquepuedaseroxidanteyreductor.d)Unaniónquepuedaseroxidanteyreductor.e) Una oxidación de un catión por un anión que seaespontánea.f) Una reducción de un catión por un catión que seaespontánea.

ParredoxE°(V)/ +1,35/ +1,19/ +1,16/Cu+0,35/ +0,23/ +0,15/ +0,15/Sn‐0,14

(Canarias2011)

a)Laespeciemásoxidante es laquetieneunmayorpotencialdereducción,enestecasosetratadel (E°=+1,35V).

b)Laespeciemásreductoraeslaquetieneunmenorpotencialdereducción,enestecasosetratadelSn(E°=‐0,14V).

c)Uncatiónquepuedaseroxidanteyreductores yaquepuedeexperimentarlasdossemirreacciones:

Reducción:Sn +2e Sn

Oxidación:Sn Sn +2e

d)Unaniónquepuedaseroxidanteyreductores yaquepuedeexperimentarlasdossemirreacciones:

Reducción:ClO +2H +2e ClO +H O

Oxidación:ClO +H OClO +2H +2e

e) Para que una reacción sea espontánea debe cumplirse que a presión y temperaturaconstantes,ΔG°<0.


Unaoxidacióndeuncatiónporunaniónqueseaespontáneaes:

+Cu2 +



Reducción:Cl +2e 2Cl E°=1,35V

Oxidación:CuCu +2e E°=‐ 0,35V Reacciónglobal:Cl +Cu2Cl +Cu E°=1,00V


f)Unareduccióndeuncatiónporuncatiónqueseaespontáneaes:

+ Cu+


Reducción:Cu +2e Cu E°=0,35V

Oxidación:Sn Sn +2e E°=‐ 0,15V Reacciónglobal:Cu +Sn Cu+Sn E°=0,20V


6.57. El aluminio se obtiene por electrólisis de su óxido, , fundido. El cátodo es unelectrododealuminioyelánodounelectrododecarbón(grafito),queseconsumeduranteelproceso.Lasreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:

Reacciónanódica:C(s)+2 (g)+4 Reaccióncatódica: +3 Al(s)

a)¿Quécantidaddeelectricidadesnecesariaparaobtener10kgdealuminio?b)¿Cuántopesaelgrafitoconsumidoparaobtenerlos10kgdealuminio?

(Dato.ConstantedeFaraday,F=96500C· )(Canarias2012)

a)RelacionandomolesdeAlydeelectrones:

10kgAl103gAl1kgAl

1molAl27gAl

3mole1molAl

96500C1mole

96500C1F

=1,07·108C

b)Sumandoambassemirreaccionesseobtiene laecuaciónquímicacorrespondientea lareacciónglobal:

3[C(s)+2O CO (g)+4e ]

4[Al +3e Al(s)]3C(s)+2Al O (l)3CO (g)+4Al

RelacionandomolesdeAlydeC(grafito):

10kgAl103gAl1kgAl

1molAl27gAl

3molC4molAl

12gC1molC

1kgC

103gC=3,33kgC(grafito)

a-b, prec y electr.pdf

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