6.2 Determinación del pH de disoluciones de ácidos y bases débiles

En las imágenes puedes ver disoluciones de ácido acético, en forma de vinagre comercial, y de amoniaco, como disolución limpiadora, los dos ejemplos típicos de ácido débil y de base débil. ¿Cómo se calcula su pH?



Ácidos débiles

Si la constante de equilibrio Ka es pequeña, el ácido es débil. El ácido HA está parcialmente disociado, y en el equilibrio habrá HA , A- y H3O+, cuyas concentraciones están relacionadas mediante Ka.

Para calcular el valor de las concentraciones en el equilibrio y determinar el pH se hacen dos aproximaciones:

  • Si Ka > Kw se puede despreciar la cantidad de H3O+ aportada por el agua.
  • Si c0 > Ka se puede despreciar la cantidad de ácido disociado debido al pequeño valor de Ka, [HA]eq ≈ c0.

Bases débiles

Si el valor de la constante Kb es pequeño la base es débil. La base B está parcialmente disociada y en el equilibrio habrá B, BH+ y OH-, cuyas concentraciones están relacionadas mediante Kb.

Para determinar el pH se hacen también las mismas aproximaciones que para el caso del ácido débil:

  • Si Kb > Kw se puede despreciar la cantidad de OH- aportada por el agua.
  • Si c0 > Kb se puede despreciar la cantidad de base disociada debido al pequeño valor de Kb, [B]eq ≈ c0.


Planteamiento de los equilibrios

Tienes que escribir el equilibrio del ácido o de la base, anotar los datos de composición inicial y en el equilibrio y pasarlos a la expresión de la constante de equilibrio para determinar las magnitudes que tengas que calcular.

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Resolución de equilibrios ácido-base

Fíjate en que son tres datos o conjuntos de datos (composición inicial, composición en el equilibrio y constante de equilibrio), de los que conociendo dos puedes calcular el tercero.


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El pH de una disolución de HAc
 
Calcula el pH de una disolución de ácido acético 0,2 mol/L, sabiendo que K(HAc)=1,8 10-5.

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Preparando una disolución amoniacal
 
Necesitas preparar 500 mL de una disolución de amoniaco de pH 11. ¿De qué concentración debe ser esa disolución? ¿Qué masa de amoniaco tendrás que disolver para prepararla? Ten en cuenta que K(NH3) = 1,8 10-5.

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Ordenando el pH de cinco disoluciones

Ordena el pH de las siguientes disoluciones, todas de la misma concentración: NaOH, HAc, HClO, HCl y NH3. Ten en cuenta que K(NH3) = 1,8 10-5, K(HAc) = 1,8 10-5 y K(HClO) = 3,7 10-8 .


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