3.6.5. Cálculos con ácidos y bases débiles

Resolución de problemas de equilibrio de ácidos y bases débiles

Los cálculos en el equilibrio iónico, en particular con ácidos y bases débiles, es similar al empleado en el equilibrio molecular, solo que como trabajamos con partículas iónicas en disoluciones acuosas, debemos trabajar con concentraciones, en términos de molaridad, M.

recuerda
  • Identifica las especies principales presentes en la solución.
  • Selecciona la especie que puede producir iones H+ o iones OH–, según sea el caso y escribe la reacción de ionización.
  • Escribe la expresión de la constante de equilibrio.
  • Tabula las concentraciones iniciales y en el equilibrio.
  • Escribe las concentraciones en el equilibrio en términos de  x.
  • Sustituye en la expresión de equilibrio, las concentraciones en equilibrio, en términos de x.
  • Resuelve para x, recuerda que puedes aplicar la “forma aproximada”.
  • Calcula [H+] o [OH–] según corresponda, el grado de ionización y el pH.
  • Recuerda que:

alfaioniz100alfaioniz

 

problema Ejercicio

El ácido láctico,  CH3CHOHCOOH (HLac), recibe su nombre de la leche agria, de la cual se aisló por primera vez en 1780. A 25 °C el Ka para el HLac es 8,4 x 10–4. Si tenemos 500 mL de una solución de leche agria que contiene 0,050 moles de HLac, como componente ácido:

  • determinamos la concentración inicial de HLac:

HLac1

  • podemos escribir la ecuación de equilibrio y hacer el balance:

Hlac2

[ ]0

0,10

 —

—
[ ]reacciona

x

 —

—
[ ]forma

—

 x

x
[ ]eq

0,10 – x

 x

x
  • escribimos la expresión de Ka:

HLac3

  • reemplazamos las concentraciones en el equilibrio y determinamos x:

HLac4x2  +  8,4 x10–4x  –  8,4 x10–5  =  0

HLac5x1  =  8,75 x10–3               x2  =  – 9,59 x10–3

  • dado que el valor de x2 es negativo y x1 es menor que [HLac]0, elegimos el valor de x1 = 8,75 x10–3
  • la concentración de iones H+ en el equilibrio será: [H+] = x = 8,75 x10–3 M
  • el grado de ionización del ácido láctico será:

HLac6

  • el porcentaje de ionización será:

HLac7

  • finalmente determinamos el pH de la solución:

pH = – log [H+] = – log (8,75 x10–3) = 2,06

  • hemos determinado que el pH de la leche agria es 2,06, es decir se trata de una solución ácida.