Problema de p h de una disolución de ácido benzoico y neutralización con hidróxido de calcio

Problema de concentración y pH de una disolución de ácido benzoico, también de neutralización con hidróxido de bario.

1. El ácido benzoico tiene un pK a = 4,2. a) Calcule la concentración que debe tener una disolución de este ácido para que el pH sea 2,3. b) Determine la masa de Ba(OH) 2 necesaria para neutralizar 25 mL de la disolución del apartado a ). c) Justifique si la disolución resultante del apartado b) presenta pH ácido, básico o neutro. [email protected] C 6 H 5 -COOH + H 2 O C 6 H 5 -COO - + H 3 O + El pH de la disolución viene controlada por el equilibrio de ionización del ácido benzoico Nos ayudamos de una tabla con las concentraciones iniciales y las de equilibrio.

2. C 6 H 5 -COOH + H 2 O C 6 H 5 -COO - + H 3 O + Concentración inicial Exceso cero despreciable Concentración equilibrio Exceso 10 -2,3 10 -2,3 c o c o - 10 -2,3 La concentración de iones hidronios se conoce al conocer el pH. La concentración de iones benzoato será la misma que de hidronios. La concentración de ácido benzoico será la inicial menos lo que corresponde como consecuencia de su ionización. Utilizamos la ley del equilibrio químico para hallar la concentración inicial del ácido benzoico.

3. C 6 H 5 -COOH + H 2 O C 6 H 5 -COO - + H 3 O + Concentración equilibrio Exceso 10 -2,3 10 -2,3 c o - 10 -2,3 K a = [ C 6 H 5 -COO - ] [H 3 O + ] [ C 6 H 5 -COOH ] = = 10 -4,2 10 -2,3 · 10 -2,3 c o - 10 -2,3 Despejando c o y operando resulta: c o = 0,41 M

4. [C 6 H 5 -COOH] = 0,41 M El hidróxido de calcio reacciona con el ácido benzoico según la siguiente ecuación química: C 6 H 5 -COOH + Ca(OH) 2 Ca(C 6 H 5 -COO) 2 + H 2 O Ajustamos la reacción 2 2 Se ve que el ácido y la base reaccionan en la proporción molar dos a uno. 25 ml · 0,41 mol C 6 H 7 O 2 1000 ml · 1 mol Ca(OH) 2 2 mol C 6 H 7 O 2 · 137,3 g Ca(OH) 2 1 mol Ca(OH) 2 = 0,71 g La masa de hidróxido de calcio que reacciona con el ácido benzoico es 0,71 g

5. C 6 H 5 -COOH + Ca(OH) 2 Ca(C 6 H 5 -COO) 2 + H 2 O 2 2 El ácido benzoico es débil como indica el valor de pKa proporcionado, por lo que la base conjugada es una base. Los iones C 6 H 5 COO - producen hidrólisis generando un pH básico según la ecuación: C 6 H 5 -COO - + H 2 O C 6 H 5 -COOH + OH -