• Author / Uploaded
• Anna Castellà

Citation preview

05

46

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

j Unitat 5. Reaccions de transferència de protons

5. Indica els parells àcid-base conjugats de la reacció que es produeix entre l’àcid acètic i l’hidròxid de sodi: CH3COOH(aq) 1 NaOH(aq)  CH3COONa(aq) 1 H2O(l) L’ió acetat, CH3COO2, és la base conjugada de l’àcid acètic. L’ió sodi, Na1, és l’àcid conjugat de l’hidròxid de sodi.

Activitats 1. Fes una taula comparativa entre les propietats dels àcids i de les bases segons la teoria d’Arrhenius i posa’n exemples.

6. Si l’àcid sulfúric fos un àcid fort en les dues dissociacions, troba la concentració d’ions hidrogen que tindria una dissolució 0,3 M d’aquest àcid.

Àcid

Base

En dissolució aquosa, es dissocia en ions hidrogen H1 i en l’anió respectiu.

En dissolució aquosa, es dissocia en ions hidròxid OH2 i en el catió respectiu.

CI

0,3 M

—

—

CR

0,3 M

0,3 M

2 ? 0,3 M

Es representa per mitjà de HA.

Es representa per mitjà de BOH.

CF

—

0,3 M

0,6 M

Té gust agre.

Té gust amarg.

Té poder dissolvent.

Té poder desgreixador.

2. Com podem formular l’amoníac de manera que sigui justificable classificar-lo com a base segons Arrhenius? Antigament es formulava de la manera següent:

1 H2SO4 1 2 H2O  SO22 4 1 2 H3O

7. L’àcid 2-[4-(2-metilpropil)fenil]propanoic es coneix amb el nom d’ibuprofè. Aquest compost té característiques antiinflamatòries i s’utilitza per combatre el dolor i els estats febrils. És un àcid feble amb una constant d’acidesa de 6,3 ? 1026. Troba la concentració d’ions hidrogen d’una dissolució 0,2 M d’aquest àcid.

2 NH4OH  NH1 4 1 OH

Fins i tot es comercialitzava amb aquest nom. 3. Per què perden la corrosivitat els àcids en posar-se en contacte amb els àlcalis? Perquè es produeix una reacció de neutralització. 4. Indica quines de les espècies químiques següents poden actuar típicament com a àcid o base de Brönsted i Lowry. Indica quins són els seus àcids o bases conjugats respectius. a) HClO4

1 C13H18O2 1 H2O  C13H17O2 2 1 H3O

CI

0,2 M

—

—

CR

x

x

x

CF

0,2 2 x

x

x

Escrivim l’expressió de la constant d’acidesa: 1 [C13H17O2 x2 x2 2 ] [H3O ] Ka 5 ————————— 5 ———— . —— 5 6,3 ? 1026 [C13H18O2] 0,2 2 x 0,2

Com que el valor de la constant d’equilibri és molt baix, vol dir que l’equilibri està molt desplaçat cap als reactius; per tant, el valor de x ,, 0,2 i podem aproximar:

Àcid. Base conjugada: ClO2 4.

x2 5 0,2 ? 6,3 ? 1026 5 1,26 ? 1026 x 5 1,12 ? 1023

b) CH3NH2 Base. Àcid conjugat: CH3NH1 3.

Per tant, la concentració d’ions hidroni és: [H3O1] 5 1,12 ? 1023 M

c) Br2 Base. Àcid conjugat: HBr. d) PO432 Base. Àcid conjugat: HPO22 4 .

8. L’hidròxid de magnesi és una base. A causa de les seves propietats laxants és utilitzat com a fàrmac. Determina la concentració d’ions hidròxid d’una dissolució 0,15 M d’aquest compost suposant que es dissocia totalment. Mg(OH)2 

e) CH3CH3COOH Àcid. Base conjugada: CH3CH3COO2. f ) HNO3 Àcid. Base conjugada: NO2 3.

Mg21 1 2 OH2

CI

0,15 M

—

—

CR

0,15 M

0,15 M

2 ? 0,15 M

CF

—

0,15 M

0,3 M

La concentració d’ions hidròxid és 0,3 M.

05

QUÍMICA 2

9. El 23 de maig del 2008 al port de Barcelona es va produir una fuita de dimetilamina, líquid inflamable i gas verinós emprat en la síntesi de productes químics agrícoles com a fungicida i per a l’elaboració de productes farmacèutics, detergents i sabons. La dimetilamina té caràcter bàsic feble, amb una constant de basicitat Kb 5 5,4 ? 1024. Determina la concentració d’ions hidroni d’una dissolució 0,25 M d’aquesta substància. 2 (CH3)2NH 1 H2O  (CH3)2NH1 2 1 OH

CI

0,25 M

—

—

CR

x

x

x

CF

0,25 2 x

x

x

Escrivim l’expressió de la constant de basicitat: 2 [(CH3)2NH1 x2 2 ] [OH ] Kb 5 —————————— 5 ————— 5 5,4 ? 1024 [(CH3)2NH] 0,25 2 x

La presència d’ions hidroni H3O1, que provenen de la dissociació de l’àcid, altera l’equilibri d’ionització de l’aigua desplaçantlo cap als reactius. Així, les concentracions dels ions queden: [H3O1] 5 x 1 0,08 M < 0,08 M [OH2] 5 x M Com que s’ha de complir: [H3O1] [OH2] 5 10214 10214 10214 [OH2] 5 ———— 5 ———— 5 1,25 ? 10213 M 1 0,08 [H3O ] 12. Les constants d’acidesa dels àcids clòric i benzoic són 0,011 i 6,6 ? 1025 respectivament. Escriu les reaccions de dissociació dels àcids i les reaccions de les seves bases conjugades amb l’aigua i calcula la constant de basicitat corresponent. La dissociació de l’àcid clòric és:

x2 1 5,4 ? 1024 x 2 1,35 ? 1024 5 0 x 5 0,0114

1 HClO3 1 H2O  ClO2 3 1 H3O

La reacció de l’ió clorat (base conjugada) és:

Els resultats de l’equació són x 5 0,0114 i x 5 20,0119. Com que el resultat negatiu químicament no té sentit, només considerem el positiu. Per tant:

2 ClO2 3 1 H2O  HClO3 1 OH

La seva constant de basicitat és: Ka ? Kb 5 10214

[H3O1] [OH2] 5 10214 10214 10214 [H3O1] 5 ———— 5 ———— 5 8,77 ? 10213 2 [OH ] 0,0114 La concentració d’ions hidroni és

8,77 ? 10213

M.

10. Raona si és possible una dissolució d’una base amb una concentració d’ions hidroni nul.la. No és possible, perquè sempre s’ha de complir:

10214 10214 Kb 5 ———— 5 ———— 5 9,09 ? 10213 Ka 0,011 La dissociació de l’àcid benzoic és: C6H5COOH 1 H2O  C6H5COO2 1 H3O1 L’ió benzoat (base conjugada) reacciona segons: C6H5COO2 1 H2O  C6H5COOH 1 OH2 La seva constant de basicitat és: Ka ? Kb 5 10214

[H3O1] [OH2] 5 10214 11. L’àcid bromhídric és una substància corrosiva que pot causar irritacions greus en contacte amb la pell, les mucoses, els pulmons i els ulls. Com que és un àcid fort el trobem totalment dissociat. Determina la concentració d’ions H3O1 i OH2 si afegim 0,04 mol HBr a 500 mL d’aigua. Suposa que el volum no varia. Calculem la concentració d’àcid bromhídric: 0,04 mol HBr [HBr] 5 ——————— 5 0,08 M 0,5 dm3 Com que l’àcid bromhídric és un àcid fort, es dissocia totalment: HBr 1 H2O  Br2 1 H3O1 CI

0,08

—

—

CF

—

0,08

0,08

Tenint en compte la dissociació de l’aigua: H2O  OH2 1 H3O1

47

10214 10214 Kb 5 ———— 5 ————— 5 1,52 ? 10210 Ka 6,6 ? 1025 13. El 1886 es creà la Coca-Cola, una de les begudes més consumides arreu del món. Es va dissenyar com a medicament, concretament com a digestiu, però després s’ha convertit en un refresc. Un dels ingredients d’aquesta beguda és l’àcid fosfòric. Si considerem aquest àcid com l’únic responsable de l’acidesa de la beguda (pH 5 2,5), determina la concentració d’àcid fosfòric si només considerem la primera dissociació. Dades: Ka (H3PO4) 5 7,5 ? 1023 Si el pH és 2,5, significa que [H3O1] 5 3,16 ? 1023 M. Escrivim l’equació de la primera dissociació de l’àcid fosfòric: 1 H3PO4 1 H2O  H2PO2 4 1 H3O

CI CR CF

c x c2x

— x x

— x x

48

05

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

Sabem que x 5 [H3O1] 5 3,16 ? 1023 M. Escrivim l’expressió de la constant d’acidesa: H2PO2 4

[ ] [H3 Ka 5 ———————— 5 ——— 5 ——————— 5 7,5 ? 1023 [H3PO4] c2x c 2 3,16 ? 1023 x2

O1]

7,5 ? 1023 c5

c5

(3,16 ? 1023)2

Escrivim l’expressió de la constant de basicitat de la piridina: c a2 [C5H6N1] [OH2] Kb 5 ———————— 5 ———— . c a2 5 1,7 ? 1029 [C5H5N] 12a 0,17 a2 5 1,7 ? 1029

3,369 ? 1025

4,5 ? 1023

a 5 1024

M

Cal preparar àcid fosfòric de concentració 4,5 ? 1023 M.

Kb Com que —— , 1024 podem aproximar (1 2 a) < 1. c El grau de dissociació de la piridina és del 0,01 %.

14. L’àcid sòrbic és el nom comú de l’àcid 2,4-hexadienoic, àcid orgànic de caràcter feble que és emprat en la indústria alimentària com a additiu, ja que és eficaç contra els fongs i llevats. S’empra com a additiu per exemple en iogurts, pastissos, pizzes, llimonades i altres. Determina el pH d’una dissolució d’1,12 g d’àcid dissolt en 250 mL d’aigua. Dades: Ka (C6H8O2) 5

Calculem la concentració d’ions hidròxid: [OH2] 5 c a 5 0,17 ? 1024 5 1,7 ? 1025 M Finalment: pOH 5 2log [OH2] 5 2log 1,7 ? 1025 5 4,77

1,7 ? 1025

pH 5 14 2 pOH 5 9,23

Calculem la concentració de l’àcid sòrbic: 1,12 g C6H8O2 1 mol C6H8O2 [C6H8O2] 5 ——————— ? ——————— 5 0,04 M 112 g C6H8O2 0,25 dm3 La reacció de dissociació de l’àcid sòrbic és: 1 C6H8O2 1 H2O  C6H7O2 2 1 H3O

CI CR CF

0,04 x 0,04 2 x

— x x

— x x

16. Un sabó de rentar mans té un pH 5 9. Calcula: a) La concentració d’una dissolució de Ca(OH)2 necessària per aconseguir el mateix pH. Calculem la concentració d’ions hidròxid que correspon a un pH 5 9: pOH 5 14 2 pH 5 5 [OH2] 5 1025 mol?dm23 L’hidròxid de calci és una base forta que es dissocia totalment:

Escrivim l’expressió de la constant d’acidesa:

Ca(OH)2  Ca21 1 2 OH2

[C6H7O22 ] [H3O1] x2 x2 Ka 5 ———————— 5 ————— 5 ——— 5 1,7 ? 1025 [C6H8O2] 0,04 2 x 0,04

CI CF

x —

— — x 2 x 5 1025

Per tant, necessitem [Ca(OH)2] 5 5 ? 1026 M.

x2 5 6,8 ? 1027 x 5 8,25 ? 1024 M Ka Com que —— , 1024 podem aproximar (0,04 2 x) < 0,04. c

b) La concentració d’una dissolució d’amoníac necessària per aconseguir el mateix pH. L’amoníac és una base feble que reacciona segons:

Finalment:

2 NH3 1 H2O  NH1 4 1 OH

pH 5 2log [H3O1] 5 2log 8,25 ? 1024 5 3,08 15. La piridina pura és una substància nociva per a la salut; en canvi, combinada, forma part dels compostos orgànics dels éssers vius com ara el NAD, de les bases pirimidíniques dels àcids nucleics com ara la timina, la citosina i l’uracil. La seva fórmula és C5H5N i presenta un caràcter bàsic feble (Kb (C5H5N) 5 1,7 ? 1029). Calcula el grau de dissociació d’una dissolució 0,17 mol ? dm23 de piridina i el seu pH. La reacció de dissociació de la piridina és la següent: C5H5N 1 H2O  C5H6N1 1 OH2 CI

0,17

—

—

CR

ca

ca

ca

CF

c (1 2 a)

ca

ca

CI CR CF

c x c2x

— x x

— x x

Sabem que [OH2] 5 1025 mol?dm23. Escrivim l’expressió de la constant de basicitat:

[NH14 ] [OH2] (1025)2 Kb 5 ——————— 5 ————— 5 1,8 ? 1025 [NH3] c 2 1025 1,8 ? 1025 c 2 2,8 ? 10210 5 0 c 5 1,56 ? 1025 M Per tant, necessitem [NH3] 5 1,56 ? 1025 M. Dades: Kb (NH3) 5 1,8 ? 1025

05

QUÍMICA 2

17. L’àcid salicílic, C6H4OHCOOH, és un àcid feble utilitzat per fabricar l’aspirina. Si una dissolució 0,3 M d’aquest àcid té un pH d’1,76, determina’n la constant d’acidesa. Calculem la concentració d’ions hidroni que correspon a un pH 5 1,76: [H3O1] 5 1,74 ? 1022 mol?dm23

49

b) Quina concentració d’ions hidròxid tindrà la dissolució? 

HClO4 1 H2O CI CF

1 ClO2 4 1 H3O

3 ? 1022

—

—

—

3 ? 1022

3 ? 1022

[H3O1] 5 3 ? 1022

C6H4OHCOOH 1 H2O  C6H4OHCOO2 1 H3O1 CI

4

—

—

CR

x

x

x

CF

42x

x

x

Escrivim l’expressió de la constant d’acidesa de l’àcid salicílic: [C6H4OHCOO2] [H3O1] x2 (1,74 ? 1022)2 Ka 5 ——————————— 5 ——— 5 ———————— 5 42x 4 2 1,74 ? 1022 [C6H4OHCOOH]

[OH2] 5 3,33 ? 10213 4. El pH d’un producte de neteja és d’11,5. Calcula la concentració d’una dissolució aquosa d’amoníac que tingui el mateix pH. Dades: Kb 5 1,8 ? 1025 11,5 1 pOH 5 14 pOH 5 2,5 [OH2] 5 3,16 ? 1023 2 NH3 1 H2O  NH1 4 1 OH

5 7,6 ? 1025 18. Quin és el color que pren l’indicador universal en una dissolució d’àcid clorhídric 0,1 M? Color vermell. De la barreja d’indicador, el tornassol és el que ens marca el color de la dissolució. 19. Quin color té l’aigua destil.lada si hi afegim fenolftaleïna? És incolora. El pH de l’aigua destil.lada és 7 i fins a 8 no es produeix el viratge cap a vermell (fúcsia).

CF c 2 x

x

x

[OH2] 5 3,16 ? 1023 5 x x2 (3,16 ? 1023)2 x2 Kb 5 ——— 5 —— 5 ——————— 5 1,8 ? 1025 c2x c c [NH3] 5 c 5 0,55 M 5. a) Ordena per valors creixents de pH les dissolucions següents, totes de concentració 0,1 mol ? dm23: NaCl, CH3COOH, HCl, NaOH pH (HCl) 5 1 , pH (CH3COOH) 5 2,87 , pH (NaCl) 5

Activitats finals

5 7 , pH (NaOH) 5 13 1. Indica quines de les espècies químiques següents poden actuar com a àcid o base de Brönsted i Lowry. a) CO322

b) NH41

c) OH2

e) HPO422

f ) F2

g) H2S

b) Quin pH té la solució de HCl? I la de NaOH? HCl 1 H2O  H3O1 1 Cl2

d) SO422 concentració final

—

0,1

0,1

pH 5 2log [H3O1]

22 Àcids: NH1 4 , HPO4 i H2S.

pH 5 1

Bases: CO322, OH2, SO422, HPO422 i F2. 2. Aparella cada àcid amb la seva base conjugada i cada base amb el seu àcid conjugat: SO422, CH3COOH, I2, H2SO4, NH41, H3O1, HI, H2O, CH3CH2NH2, HSO42, NH3, CH3CH2NH31, CH3COO2 COO2,

Àcid/base conjugada: CH3COOH/CH3 22 HI/I2, HSO2 4 /SO4 .

H2SO4/HSO2 4,

Base/àcid conjugat: H2O/H3O1, CH3CH2NH2/CH3CH2NH1 3, . NH3/NH1 4 3. L’àcid perclòric és l’àcid més fort que es coneix. Tenim una dissolució d’aquest àcid de concentració 3 ? 1022 M. a) Quina concentració d’ions hidrogen tindrà la dissolució?

NaOH  Na1 1 OH2 concentració final

—

0,1

0,1

pOH 5 log [OH2] pOH 5 1 pH 1 pOH 5 14 pH 5 13 6. Dues dissolucions aquoses tenen el mateix pH. La primera s’ha obtingut dissolent 60 g d’àcid acètic fins a obtenir 1 dm3 de dissolució, i la segona, dissolent 0,16 g d’àcid clorhídric fins a obtenir el mateix volum que la primera dissolució. Calcula:

50

05

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

a) El pH de les dissolucions. 60 g CH3COOH 1 mol CH3COOH ? ———————— 5 1 M CH3COOH 5 ———————— 60 g CH3COOH 1 dm3

(0,13 a)2 0,13 a2 Ka 5 ——————— 5 ———— 5 1,7 ? 1022 0,13 (1 2 a) (1 2 a) 0,13 a2 1 1,7 ? 1022 a 2 1,7 ? 1022 5 0

0,16 g HCl 1 mol HCl [HCl] 5 —————— ? —————— 5 4,38 ? 1023 M 3 36,5 g HCl 1 dm

a 5 0,30 a 5 30 %

b) El grau d’ionització i la constant d’acidesa de l’àcid acètic. 

HCl 1 H2O CI

Cl2

H3O1

1

4,38 ? 1023

—

—

—

4,38 ? 1023

4,38 ? 1023

CF

pH 5 2log [H3O1] 5 2log 4,38 ? 1023 5 2,36 CH3COOH 1 H2O  CH3COO2 1 H3O1 CF

1 2 ca

ca

b) El grau de dissociació que tindria l’àcid després d’afegir a la dissolució anterior 0,2 mol ? dm23 d’ions H3O1. HA 1 H2O CF

0,13 (1 2 a)



A2

H3O1

1

0,13 a 0,13 a 1 0,2

(0,13 a) (0,13 a 1 0,2) 0,13 a2 1 0,2 a Ka 5 ———————————— 5 ———————— 5 0,13 (1 2 a) (1 2 a) 5 1,7 ? 1022

ca

[CH3COOH] 5 c 5 1 M

0,13 a2 1 0,217 a 2 1,7 ? 1022 5 0

Com que les dues dissolucions tenen el mateix pH, es compleix que: c a 5 4,38 ? 1023 M

a 5 0,075

Com que [CH3COOH] 5 c 5 1 M: a5

4,38 ? 1023

M 5 0,00438

Per tant, el grau d’ionització en percentatge és 0,438 %.

a 5 7,5 % 9. L’àcid acètic és un àcid feble. A 25 °C li correspon un valor de Ka 5 1,8 ? 1025. Calcula el nombre de molècules d’aquest àcid sense ionitzar a 25 °C que hi ha en 1 cm3 d’una dissolució 0,1 mol ? dm23. CH3COOH 1 H2O  CH3COO2 1 H3O1

Finalment, calculem la constant d’acidesa de l’àcid acètic: ca?ca (c a)2 (4,38 ? 1023)2 Ka 5 ———— 5 ———— 5 ———————— 5 1 2 ca 1 2 ca 1 2 4,38 ? 1023 5

CH3COOH 1 H2O  CH3COO2 1 H3O1 c2x

x

x

0,1 2 x

x

x

x2 x2 Ka 5 ———— 5 —— 5 1,8 ? 1025 0,1 2 x 0,1

1,93 ? 1025

7. L’àcid acètic és un àcid feble. En una dissolució aquosa d’àcid acètic, la concentració d’ions OH2 és 1029 M. Quina és la concentració d’ions acetat en la dissolució?

CF

CF

x 5 1,34 ? 1023 M [CH3COOH] 5 0,1 2 1,34 ? 1023 5 0,099 M 0,099 mol 6,02 ? 1023 molècules —————— ? ——————————— ? 1023 dm3 5 1 mol 1 dm3 5 5,9 ? 1019 molècules

[H3O1] [OH2] 5 10214 10214 10214 ———— 5 1025 [H3O1] 5 ———— 5 [OH2] 1029 [H3O1] 5 [CH3COO2] 5 1025 8. La constant d’acidesa d’un àcid monopròtic és 1,7 ? 1022. Calcula: a) El grau de dissociació d’una dissolució d’aquest àcid de concentració 0,13 mol ? dm23. HA 1 H2O CF CF

c (1 2 a) 0,13 (1 2 a)



A2 1 ca 0,13 a

H3O1 ca 0,13 a

10. L’àcid fòrmic o metanoic és l’àcid present en les formigues. A 25 °C, una dissolució aquosa 1 M d’àcid fòrmic té dissociades un 1,3 % de les seves molècules. Calcula la Ka de l’àcid fòrmic a aquesta temperatura. Quin serà el pH de la dissolució? HCOOH 1 H2O  HCOO2 1 H3O1 CF

c (1 2 a)

ca

ca

CF

(1 2 0,013)

0,013

0,013

0,0132 Ka 5 —————— 5 1,7 ? 1024 (1 2 0,013) pH 5 2log [H3O1] 5 2log 0,013 5 1,89

05

QUÍMICA 2

11. La constant d’acidesa de l’àcid cacodílic, que és un àcid orgànic monopròtic, és de 6,4 ? 1027. Calcula el valor de pH d’una dissolució 0,3 M d’aquest àcid.

L’amoníac és una base feble que es dissocia segons l’equilibri: 2 NH3 1 H2O  NH1 4 1 OH

CF CF

HA 1 H2O  A2 1 H3O1 CF CF

c2x 0,3 2 x

x x

x x

c2x c 2 0,001

x x 0,001 0,001

Escrivim l’expressió de la constant de basicitat:

x2 Kb 5 ————— 5 6,4 ? 1027 0,3 2 x

][ 2 [NH1 0,0012 4 OH ] Kb 5 ——————— 5 —————— 5 1,8 ? 1025 [NH3] c 2 0,001

x2 1 6,4 ? 1027 x 2 1,92 ? 1027 5 0

1,8 ? 1025 c 5 1,018 ? 1026

x 5 4,4 ? 1024 M

c 5 0,057

pH 5 2log [H3O1] 5 2log 4,4 ? 1024 5 3,36 12. a) Explica com prepararies 1 L de solució 0,1 M d’àcid clorhídric a partir d’àcid clorhídric 10 M. Indica el material que utilitzaries i el volum d’àcid clorhídric 10 M necessari. 103 cm3 0,1 mol HCl 1 dm3 1 dm3 ? ——————— ? —————— ? ————— 5 3 10 mol HCl 1 dm3 1 dm

La concentració d’amoníac ha de ser 0,057 M. 14. Es volen preparar 250 cm3 d’una dissolució d’àcid acètic de pH 5 3. Quants grams de l’àcid es necessiten? Dades: Ka (CH3COOH) 5 1,8 ? 1025 Si pH 5 3, aleshores [H3O1] 5 1023 M L’àcid acètic és un àcid feble que reacciona segons:

5 10 cm3 HCl 10 M Amb una pipeta de 10 mL mesurem 10 cm3 de la dissolució concentrada de HCl (10 M) i els aboquem en un matràs aforat d’1 L, arrasant amb aigua fins a aconseguir 1 L de dissolució.

CH3COOH 1 H2O  CH3COO2 1 H3O1 CF

c2x

— 0,1

— 0,1

pH 5 2log [H3O1] 5 2log 0,1 5 1 c) Indica el color que tindria la solució si hi afegim una gota d’indicador blau de tornassol, que té un interval de viratge entre 4,5 i 8,3, i els colors són vermell i blau. Justifica la resposta. La solució és de color vermell, ja que el valor de pH és 1, mentre que l’interval de viratge de l’indicador no es produeix fins a valors de pH de 4,5. 13. Quina ha de ser la concentració d’una dissolució d’amoníac per tal que tingui el mateix pH que una dissolució d’hidròxid de potassi 0,001 M? Dades: Kb (NH3) 5

1,8 ? 1025

CI CF

0,001 —



c 5 0,057 Per estequiometria: 0,057 mol CH3COOH 60 g CH3COOH ? ———————— 5 0,25 dm3 CH3COOH ? —————————— 1 mol CH3COOH 1 dm3 CH3COOH 5 0,855 g CH3COOH

Quimitest 1. L’àcid butanoic és l’àcid present quan la mantega es fa rància. Si la constant d’àcidesa de l’àcid butanoic és Ka 5 1,5 ? 1025, quin és el pH d’una dissolució 0,27 M? a) 8,5 b) 2,7 c) 3,4 d) 3,8

Calculem el pH de la dissolució d’hidròxid de potassi, que és una base forta i es dissocia totalment: KOH

x

1,8 ? 1025 c 5 1,018 ? 1026

HCl 1 H2O  Cl2 1 H3O1 0,1 —

x

[CH3COO2] [H3O1] x2 (1023)2 Ka 5 ————————— 5 ———— 5 ————— 5 1,8 ? 1025 [CH3COOH] c2x c 2 1023

b) Calcula el pH de la solució obtinguda.

CI CF

51

K1 1 OH2 — — 0,001 0,001

La resposta correcta és la b). 2. El grup amino és present en molts compostos de caràcter bàsic. L’etilamina CH3CH2NH2 n’és un exemple. Determina el pH d’una dissolució 0,5 M d’aquest compost tenint en compte que Kb (CH3CH2NH2) 5 6,41 ? 1026.

pOH 5 2log [OH2] 5 2log 0,001 5 3

a) 9,45

pH 5 14 2 pOH 5 11

b) 11,25

52

05

SOLUCIONARI DEL LLIBRE DE L’ALUMNE

c) 8,86

b) 2,54 ? 1025 M

d) 11,06

c) 1,28 ? 1024 M

La resposta correcta és la b).

d) 0,059 M

3. L’àcid glicòlic o àcid 2-hidroxietanoic és un àcid natural que prové de la canya de sucre. És emprat en molts productes de cosmètica a causa dels seus efectes exfoliants sobre la pell. La seva fórmula correspon a CH2OHCOOH (Ka (CH2OHCOOH) 5 1,47 ? 1024). El grau de dissociació d’una dissolució 0,4 mol ? dm23 d’aquest àcid és: a) 0,05 b) 1,2

La resposta correcta és la a). 6. L’àcid fluorhídric intervé en la fabricació del vidre i en el refinament de la gasolina d’alt octanatge. En contacte amb la pell provoca cremades molt doloroses. Si la constant d’acidesa de l’àcid fluorhídric és Ka 5 7 ? 1024, quin és el pH d’una dissolució 0,4 M? a) 2,3 b) 3,7

c) 0,02

c) 1,4

d) 0,09

d) 1,8

La resposta correcta és la c).

La resposta correcta és la d).

4. La combustió de la hidrazina, H2NNH2, és molt exotèrmica i per aquesta raó és emprada com a combustible per a coets. Les dissolucions aquoses d’hidrazina tenen caràcter de base feble. Tenint en compte que Kb (N2H4) 5 8,5 ? 1027, quin és el grau de dissociació d’una dissolució 0,18 M d’hidrazina?

7. Una dissolució bàsica té un pH 5 11,35. Determina la concentració inicial de la base suposant que es tracta d’amoníac. Dades: Kb 5 1,8 ? 1025 a) 0,52 M

a) 0,0041

b) 0,47 M

b) 0,00217

c) 0,28 M

c) 0,0012

d) 0,35 M

d) 0,009

La resposta correcta és la c).

La resposta correcta és la b). 5. A la natura l’àcid màlic o àcid hidroxibutandioic (HOOC-CHOH-CH2-COOH) es troba a les pomes i a les cireres verdes; a la indústria s’utilitza com a additiu alimentari, per la seva acció antibacteriana, i en la fabricació de laxants.

8. L’àcid cianhídric és tòxic, ja que impedeix la respiració cel.lular. Alguns animals, com ara el milpeus, l’empren com a defensa. Determina la constant de dissociació d’aquest àcid tenint en compte que una dissolució de concentració 0,5 M d’àcid cianhídric té un pH 5 4,85. a) 6 ? 1029

Si disposem d’una dissolució d’àcid màlic de pH 5 3,4, quina és la concentració inicial d’aquest àcid?

b) 2 ? 1025

Nota: considereu només la primera dissociació, Ka 5 3,48 ? 1024.

d) 4 ? 10210

a) 4 ? 1024 M

c) 8 ? 1023

La resposta correcta és la d).