Equilibrio Iónico. Ejercicios Resueltos

Equilibrio Iónico. Ejercicios Resueltos

Las bases y ácidos fuertes son aquellos que al disolverse en agua se disocian en su totalidad, por ejemplo tenemos las bases hidróxido de sodio (NaOH) y el hidróxido de potasio (KOH). Los ácidos fuertes más conocidos, tenemos el ácido fluorhídrico (HF), el ácido nítrico (HNO3) y el ácido clorhídrico (HCl).

Por ejemplo, tenemos la disociación del ácido clorhídrico y del hidróxido de potasio. La concentración de los iones originados durante la disociación pertenece a la concentración inicial del soluto, debido a que todas las moléculas pasaron a la forma iónica.

HCl → H+ + Cl

KOH → OH+ K+

Si se colocaron 0,5 mol de ácido o de la base, instantes después los tendremos en forma iónica. Habrá cero moléculas y 0,5 mol de cada uno de los iones.

Existen algunas sustancias químicas que presentan disociación incompleta, ya que poseen una acidez y basicidad bastante débil, por lo tanto, los iones y moléculas se mantienen en equilibrio, sin disociar.

En conclusión, se puede definir al equilibrio iónico, como el estado en el cual coexisten moléculas y sus iones y puede ser aplicada la ley de equilibrio químico:

Base débil: NH3 (amoniaco)

NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH

 

Ácido débil: CH3COOH (ácido acético)

 CH3COOH + H2O ↔ CH3COO + H3O+

El valor de la constante de disociación permite hacer una comparación de la fuerza ácida o básica de un compuesto. Mientras mayor sea esta constante, mayor grado de disociación y, por consiguiente, mayor carácter ácido o básico.

Debido a que los valores tan pequeños de la gran mayoría de las constantes, para facilitar la comparación, se utiliza el pKa y el pKb, que se definen como:

pKa = -log Ka

pKb= -log Kb

 

Por ejemplo, tenemos la disociación del ácido fórmico (HCOOH):

HCOOH + H2O ↔ HCOO + H3O+

Presenta un Ka= 1,8×10-4 por lo tanto, sustituyendo en la fórmula, queda:

pKa = -log (1,8×10-4)

pka= 3,75

 

EJERCICIO RESUELTO
  • Se necesita saber las concentraciones en equilibrio de las especies químicas presentes en la disociación del ácido hipocloroso (HClO), conociendo que la constante Ka es 3,0×10-8 y que se colocó 2 mol de HClO en un recipiente de 1 litro.

HClO + H2O ↔ H3O+ + ClO

  1. Primero se debe plantear la expresión de la constante ácida:

  1. Ahora se interpreta las variaciones de concentración de las diferentes especies químicas a lo largo del tiempo:
HClO H2O H3O+ ClO
Inicio 2 Molar Exceso 0 0
Equilibrio 2-X Exceso X X

*X es la parte disociada

  1. El último paso, es la sustitución en la expresión de la constante de las concentraciones, para hallar el valor de X.

*Debido a que el Ka del HClO presenta un valor bastante pequeño, se puede suponer que X posee un valor muy pequeño, y por lo tanto, se puede hacer la siguiente aproximación: 2-X=2.

(3,0×10-8. 2) = X2

√6,0×10-8 = X

X= 2,45 x10-4

  • Finalmente sustituimos el valor de X en cada una de las concentraciones de las especies:

[H3O+] = X = 2,45 x10-4 Molar

[ClO] = X = 2,45 x10-4 Molar

[HClO] = 2-X = 2-2,45 x10-4

[HClO] = 1,9997 ≈ 2 Molar


REFERENCIAS
  • Rodríguez, María del Pilar. (2006). Química 1. (Segunda edición., pág.119). Fundación Editorial Salesiana.
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Equilibrio químico

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