T6. Ácido Base Hidrolisis Sal de ácido débil y base débil

Cálculo del pH de una disolución de sal de ácido débil y base débil

1. Hidrólisis
Cálculo del pH de una disolución de sal de ácido
débil y base débil
jose.PRoFeBLoG

2. Cálculo del pH de una disolución de sal de
ácido débil y base débil
Se dispone de una solución 0,05M de NH4CN.
Determine las concentraciones de ácido
cianhídrico, hidróxido de amonio, amonio, cianuro ,
protones, hidróxido
(Ka= 4,9 x10
-10
)(Kb = 1,8 x10
-5
).

3. Cálculo del pH de una disolución de sal de
ácido débil y base débil
Se trata de la sal NH
4
CN que estará totalmente
disociada en los iones correspondientes
NH
4
CN → NH
4
+
+ CN
-
Hay que analizar ahora si cada uno de estos iones
reaccionará con agua, es decir, si producirá
reacción de hidrólisis

4. El ión amonio NH
4
+
es un ácido fuerte (conjugado de la
base débil NH
3
) por tanto reaccionará con agua dando la
reacción de hidrólisis
NH
4
+
+ H
2
O  NH
3
+ H
3
O
+
El ión cianuro CN
-
es una base fuerte (conjugado del ácido
débil HCN) por tanto reaccionará con agua dando la
reacción de hidrólisis
CN
-
+ H
2
O  HCN+ OH
-
Los iones H
3
O
+
y OH
-
reaccionarán entre sí para dar agua
según el proceso
H
3
O
+
+ OH
-
 2 H
2
O
Cálculo del pH de una disolución de sal de
ácido débil y base débil

5. La reacción global que incluye a las tres anteriores es
NH
4
+
+ CN
-
 NH
3
+ HCN
Si se multiplica y se divide por [H
3
O
+
]· [OH
-
] entonces la constante
de este equilibrio queda
][][
][][
4
3
-+
×
×
=
CNNH
HCNNH
K
]]·[[
·
]]·[[
][
·
]]·[[
][
3
34
3
-+
+--+
=
OHOH
OHCN
HCN
OHNH
NH
K
KbKa
Kw
K
·
=
13,1
10·8,1·10·9,4
10
510
14
==
--
-
K
Cálculo del pH de una disolución de sal de
ácido débil y base débil

6. La reacción global que incluye a las tres anteriores es
NH
4
+
+ CN
-
 NH
3
+ HCN
Suponiendo que es x la concentración de ion amonio que ha
reaccionado (también la de ion cianuro) tendremos en el
equilibrio
[NH
4
+
]= 0,05 – x [CN
-
]= 0,05 - x
[NH
3
]= x [HCN]= x
][][
][][
4
3
-+
×
×
=
CNNH
HCNNH
K
Cálculo del pH de una disolución de sal de
ácido débil y base débil

7. Sustituyendo en la expresión de K
[NH
4
+
]= 0,05 – x [CN
-
]= 0,05 - x
[NH
3
]= x [HCN]= x
que es la concentración de NH
4
+
que ha reaccionado
[NH
4
+
]= 0,024 M [CN
-
]= 0,024 M
[NH
3
]= 0,026 M[HCN]= 0,026 M
][][
][][
4
3
-+
×
×
=
CNNH
HCNNH
K
Lmolx
xx
xx
K /026,013,1
)05,0()05,0(
=Þ=
-×-
×
=
Cálculo del pH de una disolución de sal de
ácido débil y base débil

8. Por último, la concentración de iones hidronio H
3
O
+
puede calcularse a partir de Ka
HCN + H
2
O  CN
-
+ H
3
O
+
lo que da un valor de pH=9,3
La disolución resultante es básica al ser Kb > Ka
][
]]·[[
3
HCN
OHCN
Ka
+-
=
LmolOH
OH
Ka /10·3,5][10·9,4
026,0
][024,0
10
3
103 -+-
+
=Þ=
×
=
Cálculo del pH de una disolución de sal de
ácido débil y base débil