Page 759 - Quimica - Undécima Edición

16.3 Disoluciones amortiguadoras 729

1
2
[H ][CH 3 COO ]
K a 5
[CH 3 COOH]
(x)(1.0 1 x)
8 . 1 3 10 25 5
(1.0 2 x)
Suponiendo que 1.0 1 x 1.0 y 1.0 2 x 1.0, obtenemos

(x)(1.0 1 x) x(1.0)
1.8 3 10 25 5 <
(1.0 2 x) 1.0
1
25
o x 5 [H ] 5 1.8 3 10 M Cuando las concentraciones del ácido
y la base conjugada son las mismas, el
25
Así que, pH 52log (1.8 3 10 ) 5 4.74
pH del sistema amortiguador es igual
al valor de pK a del ácido.
b) Cuando se agrega HCl a la disolución los cambios iniciales son
2
1
HCl(ac) ¡ H (ac) 1 Cl (ac)
Inicial (mol): 0.10 0 0
Cambio (mol): 20.10 10.10 10.10
Final (mol): 0 0.10 0.10
2
El ion Cl es un ion espectador en la disolución debido a que es la base conjugada de
un ácido fuerte.
1
Los iones H proporcionados por el ácido fuerte HCl reaccionan completamente
2
con la base conjugada del sistema amortiguador, la cual es CH 3 COO . En este punto es
más recomendable trabajar con moles que con molaridad. La razón es que en algunos
casos el volumen de la disolución puede cambiar cuando se le agrega una sustancia. Un
cambio en el volumen transformará la molaridad, pero no el número de moles. La
reacción de neutralización se resume a continuación:
1
2
CH 3 COO (ac) 1 H (ac) ¡ CH 3 COOH(ac)
Inicial (mol): 1.0 0.10 1.0
Cambio (mol): 20.10 20.10 10.10
Final (mol): 0.90 0 1.1
Finalmente, para calcular el pH del sistema amortiguador después de la
neutralización del ácido, se hace la conversión de nuevo a molaridad dividiendo los
moles entre 1.0 L de disolución.

2
1
CH 3 COOH(ac) Δ H (ac) 1 CH 3 COO (ac)
Inicial (M): 1.1 0 0.90
Cambio (M): 2x 1x 1x
Equilibrio (M): 1.1 2 x x 0.90 1 x
1
2
[H ][CH 3 COO ]
K a 5
[CH 3 COOH]
(x)(0.90 1 x)
8 . 1 3 10 25 5
1.1 2 x
Suponiendo que 0.90 1 x 0.90 y 1.1 2 x 1.1, obtenemos
(x)(0.90 1 x) x(0.90)
1.8 3 10 25 5 <
1.1 2 x 1.1
1
25
o x 5 [H ] 5 2.2 3 10 M
25
Así que, p H 52log (2.2 3 10 ) 5 4.66
(continúa)