Question

Pregunta A4. Un ácido monoprótico presenta una constante de acidez Ka = 2,5×10–5. a) Calcule la concentración inicial de este ácido necesaria para obtener una disolución con pH = pKa – 2.
PRUEBA SELECTIVIDAD MADRID CONVOCATORIA SEP 2014-2015 QUIMICA

Answer 1

Pregunta A4. 
Un ácido monoprótico presenta una constante de cidez Ka = 2,5×10–5.

a) Calcule la concentración inicial de este ácido necesaria para obtener una disolución con pH = pKa – 2.

Reacción de disociación de ácido débil. Si se denomina por x a la concentración de ácido disociada, y c₀ la concentración inicial, cuadro de reacción queda de la siguiente forma:

                                        HA + H₂O ↔ A⁻ + H₃O⁺
C. iniciales (mol/L)           C₀    Exc        -        -
C. equilibrio (mol/L)       C₀-x   Exc        x       x

Por definición:

$K_{a}= \frac{[A^{-}].[H_{3}O^{+}]}{[HA]}= \frac{x^{2}}{C_{0}-x} \\ pH=-log [H_{3}O^{+}]$⇒$[H_{3}O^{+}]=10^{-pH}$

Según el cuadro de reacción 

$[H_{3}O^{+}]=x=10^{-pH} \\ pH=pK_{a}-2=-log(2,5.10^{-5})-2=4,6-2=2,6 \\ x=10^{-2,6}=2,5.10^{-3}$

Despejando la expresión de Kₐ

$K_{a} = \frac{x^{2} }{C_{0}-x} ; C_{0}-x= \frac{x^{2}}{K_{a}} ; C_{0}-x= \frac{(2,5.10^{-3})^{-2}}{2,5.10^{-5}}+2,5.10^{-3}=0,02525M$

PRUEBA SELECTIVIDAD MADRID CONVOCATORIA SEP 2014-2015 QUIMICA