Ley de dilución de Ostwald – Caso de los ácidos

TAREA 2

Determinación de la fuerza relativa de un ácido y una base a partir de la Ley de Dilución de Ostwald.

El objetivo de este ejercicio es reforzar los conceptos involucrados en la sección “Influencia de la concentración. Dilución de los ácidos y de las bases.” pg. 14 a 15 del documento de lectura “Ácido-Base Charlot” y que el alumno entienda la relevancia de la Ley de dilución de Ostwald en la predicción del 𝑝𝐻 de una disolución de un ácido o una base dada.

1. Ley de dilución de Ostwald – Caso de los ácidos.

Suponga la disolución acuosa de un ácido monoprótico 𝐻𝐴 en una concentración analítica total 𝐶0 y que se relaciona con su base conjugada (𝐴−) a través de la constante de acidez

𝐾𝑎𝐻𝐴/𝐴− .

1. Complete los recuadros en gris en la siguiente tabla de variación de concentraciones en función de la concentración analítica total (𝐶0) del ácido y la fracción disociada (𝛼).

1. Sustituya la expresión de la concentración de las especies implicadas en función de

𝐶0

y 𝛼 en la expresión de la 𝐾𝑎𝐻𝐴/𝐴− a partir de sus respuestas en los recuadros en

gris para la sección “Al equilibrio” de su tabla.

𝐾𝑎𝐻𝐴/𝐴−

[𝐴−][𝐻3𝑂+]        ?

=        [𝐻𝐴]        = ?[pic 4][pic 5]

1. A partir de su respuesta en el inciso anterior realice el desarrollo matemático necesario para establecer la ecuación cuadrática que permite calcular los valores de

𝐾𝑎

𝛼 en función de valores de[pic 6]

𝐶0

. NOTA: Usted debe de llegar a la expresión más sencilla

de dicha ecuación cuadrática.

1. Grafique en Excel la función 𝛼 = 𝑓(𝑙𝑜𝑔

𝐾𝑎

[pic 7]

𝐶0

). Aquí es importante señalar que usted

debe de estar consciente de que no se está hablando de ningún ácido ni de ninguna

concentración analítica total en particular. Usted está resolviendo el ejercicio de forma general, lo cual hace que su respuesta, de ser correcta, será válida para cualquier ácido (i.e. cualquier valor de 𝑝𝐾𝑎) bajo cualquier nivel de concentración. Para realizar la gráfica complete la siguiente tabla redondeando los valores de 𝛼 a una cifra significa (i.e. una cifra decimal) :[pic 8]

1. A partir de la gráfica obtenida complete los recuadros grises de la siguiente tabla

𝐾𝑎

(para la columna “Intervalo de[pic 9]

𝐶0

” reporte los resultados en potencias de 10

[pic 10][pic 11]redondeadas a una potencia que corresponde a un número entero):[pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16]

1. Ley de dilución de Ostwald – Caso de las bases.

Suponga la disolución acuosa de una base monoprótica 𝐴− en una concentración analítica total 𝐶0 y que se relaciona con su ácido conjugado (𝐻𝐴) a través de la constante de basicidad

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