Ejercicios Resueltos de Química: Equilibrio Ácido-Base y Cinética

I. Características Ácido-Base y Teorías

1. Definición de Ácido y Base según Brønsted-Lowry

  • Ácido: Sustancia que dona protones (H+).
    Ejemplo: HCl → H+ + Cl
  • Base: Sustancia que acepta protones (H+).
    Ejemplo: NH3 + H+ → NH4+
  • Par conjugado: HCl / Cl

2. Clasificación de las Sustancias

  • a) HCl: Ácido fuerte
  • b) NH3: Base débil
  • c) NaOH: Base fuerte
  • d) CH3COOH: Ácido débil
  • e) HF: Ácido débil

3. Cálculo de pH si [H3O+] = 1.0 × 10−4

Fórmula: pH = −log[H3O+]

Cálculo: pH = −log(1 × 10−4) = 4

Como el pH < 7, la solución es ácida.

Respuesta: Ácida

II. Cálculo de pH y pOH

4. Solución de HCl 0.05 M

El HCl es un ácido fuerte, por lo tanto:

  • [H+] = 0.05
  • pH = −log[H+]
  • pH = −log(0.05) = 1.30
  • pH + pOH = 14
  • pOH = 14 − 1.30 = 12.70

Respuesta: pH = 1.30; pOH = 12.70

5. Cálculo con [OH] = 2.5 × 10−4 M

  • pOH = −log[OH]
  • pOH = −log(2.5 × 10−4) = 3.60
  • pH = 14 − 3.60 = 10.40

Respuesta: pOH = 3.60; pH = 10.40

6. Disolución de 0.4 g de NaOH en 200 mL

Masa molar del NaOH:

  • Na = 23 | O = 16 | H = 1
  • Total = 40 g/mol

Cálculos:

  • Moles: n = 0.4 / 40 = 0.01 mol
  • Volumen: 200 mL = 0.2 L
  • Molaridad: M = 0.01 / 0.2 = 0.05 M
  • NaOH (base fuerte): [OH] = 0.05
  • pOH: −log(0.05) = 1.30
  • pH: 14 − 1.30 = 12.70

Respuesta final: pH = 12.70

III. Cinética Química y Velocidad

Para la reacción: 2A + B → C

  • a) Orden respecto a A: Al duplicar [A], la velocidad también se duplica. El orden es 1.
  • b) Orden respecto a B: Al duplicar [B], la velocidad también se duplica. El orden es 1.
  • c) Ecuación de velocidad: v = k[A]1[B]1v = k[A][B]
  • d) Valor de k:
    Usando datos del experimento:
    v = 2.0 × 10−3
    [A] = 0.1
    [B] = 0.2
    k = v / ([A][B])
    k = (2.0 × 10−3) / (0.1 × 0.2) = (2.0 × 10−3) / (0.02) = 0.10
  • Unidades: M−1 s−1

Respuesta: k = 0.10 M−1 s−1

Respuestas Finales Rápidas

  1. Ácido dona H+, base acepta H+.
  2. HCl fuerte, NH3 débil, NaOH fuerte, CH3COOH débil, HF débil.
  3. Ácida.
  4. pH = 1.30, pOH = 12.70.
  5. pOH = 3.60, pH = 10.40.
  6. pH = 12.70.
  7. Orden A = 1, orden B = 1, v = k[A][B], k = 0.10 M−1s−1.

I. Características Ácido-Base y Teorías (Repetición 1)

1. Define un ácido y una base según Brønsted-Lowry y da ejemplo

Ácido: sustancia que dona protones (H+).
Ejemplo: HCl → H+ + Cl

Base: sustancia que acepta protones (H+).
Ejemplo: NH3 + H+ → NH4+

Par conjugado: HCl / Cl

2. Clasifica las sustancias

  • a) HCl → ácido fuerte
  • b) NH3 → base débil
  • c) NaOH → base fuerte
  • d) CH3COOH → ácido débil
  • e) HF → ácido débil

3. Si [H3O+] = 1.0 × 10−4

pH = −log[H3O+]
pH = −log(1 × 10−4) = 4
Como pH < 7 → es ácida

Respuesta: Ácida

II. Cálculo de pH y pOH (Repetición 1)

4. HCl 0.05 M

HCl es ácido fuerte:
[H+] = 0.05
pH = −log[H+]
pH = −log(0.05) = 1.30
pH + pOH = 14
pOH = 14 − 1.30 = 12.70

Respuesta: pH = 1.30, pOH = 12.70

5. [OH] = 2.5 × 10−4 M

pOH = −log[OH]
pOH = −log(2.5 × 10−4) = 3.60
pH = 14 − 3.60 = 10.40

Respuesta: pOH = 3.60, pH = 10.40

6. Se disuelven 0.4 g de NaOH en 200 mL

Masa molar NaOH: Na=23, O=16, H=1. Total = 40 g/mol
Moles: n = 0.4 / 40 = 0.01 mol
Volumen: 200 mL = 0.2 L
Molaridad: M = 0.01 / 0.2 = 0.05 M
NaOH base fuerte: [OH] = 0.05
pOH = −log(0.05) = 1.30
pH = 14 − 1.30 = 12.70

Respuesta final: pH = 12.70

III. Cinética Química y Velocidad (Repetición 1)

Para la reacción: 2A + B → C

  • a) Orden respecto a A: 1
  • b) Orden respecto a B: 1
  • c) Ecuación de velocidad: v = k[A][B]
  • d) Valor de k: k = 0.10 M−1 s−1

Respuestas Finales Rápidas (Repetición 1)

1. Ácido dona H+, base acepta H+ | 2. HCl fuerte, NH3 débil, NaOH fuerte, CH3COOH débil, HF débil | 3. Ácida | 4. pH=1.30, pOH=12.70 | 5. pOH=3.60, pH=10.40 | 6. pH=12.70 | 7. Orden A=1, orden B=1, v=k[A][B], k=0.10 M−1s−1


I. Características Ácido-Base y Teorías (Repetición 2)

1. Define un ácido y una base según Brønsted-Lowry y da ejemplo

Ácido: sustancia que dona protones (H+). Ejemplo: HCl → H+ + Cl. Base: sustancia que acepta protones (H+). Ejemplo: NH3 + H+ → NH4+. Par conjugado: HCl / Cl

2. Clasifica las sustancias

a) HCl → ácido fuerte, b) NH3 → base débil, c) NaOH → base fuerte, d) CH3COOH → ácido débil, e) HF → ácido débil

3. Si [H3O+] = 1.0 × 10−4

pH = −log(1×10−4) = 4. Respuesta: Ácida

II. Cálculo de pH y pOH (Repetición 2)

4. HCl 0.05 M

pH = 1.30, pOH = 12.70

5. [OH] = 2.5 × 10−4 M

pOH = 3.60, pH = 10.40

6. Se disuelven 0.4 g de NaOH en 200 mL

Masa molar 40 g/mol. Molaridad 0.05 M. pOH = 1.30, pH = 12.70

III. Cinética Química y Velocidad (Repetición 2)

v = k[A][B], k = 0.10 M−1 s−1

Respuestas Finales Rápidas (Repetición 2)

1. Ácido dona H+, base acepta H+ | 2. HCl fuerte, NH3 débil, NaOH fuerte, CH3COOH débil, HF débil | 3. Ácida | 4. pH=1.30, pOH=12.70 | 5. pOH=3.60, pH=10.40 | 6. pH=12.70 | 7. Orden A=1, orden B=1, v=k[A][B], k=0.10 M−1s−1


I. Características Ácido-Base y Teorías (Repetición 3)

1. Define un ácido y una base según Brønsted-Lowry y da ejemplo

Ácido: sustancia que dona protones (H+). Base: sustancia que acepta protones (H+).

2. Clasifica las sustancias

HCl fuerte, NH3 débil, NaOH fuerte, CH3COOH débil, HF débil

3. Si [H3O+] = 1.0 × 10−4

pH = 4. Respuesta: Ácida

II. Cálculo de pH y pOH (Repetición 3)

4. HCl 0.05 M

pH = 1.30, pOH = 12.70

5. [OH] = 2.5 × 10−4 M

pOH = 3.60, pH = 10.40

6. Se disuelven 0.4 g de NaOH en 200 mL

pH = 12.70

III. Cinética Química y Velocidad (Repetición 3)

v = k[A][B], k = 0.10 M−1 s−1

Respuestas Finales Rápidas (Repetición 3)

1. Ácido dona H+, base acepta H+ | 2. HCl fuerte, NH3 débil, NaOH fuerte, CH3COOH débil, HF débil | 3. Ácida | 4. pH=1.30, pOH=12.70 | 5. pOH=3.60, pH=10.40 | 6. pH=12.70 | 7. Orden A=1, orden B=1, v=k[A][B], k=0.10 M−1s−1


I. Características Ácido-Base y Teorías (Repetición 4)

1. Define un ácido y una base según Brønsted-Lowry y da ejemplo

Ácido: sustancia que dona protones (H+). Base: sustancia que acepta protones (H+).

2. Clasifica las sustancias

HCl fuerte, NH3 débil, NaOH fuerte, CH3COOH débil, HF débil

3. Si [H3O+] = 1.0 × 10−4

pH = 4. Respuesta: Ácida

II. Cálculo de pH y pOH (Repetición 4)

4. HCl 0.05 M

pH = 1.30, pOH = 12.70

5. [OH] = 2.5 × 10−4 M

pOH = 3.60, pH = 10.40

6. Se disuelven 0.4 g de NaOH en 200 mL

pH = 12.70

III. Cinética Química y Velocidad (Repetición 4)

v = k[A][B], k = 0.10 M−1 s−1

Respuestas Finales Rápidas (Repetición 4)

1. Ácido dona H+, base acepta H+ | 2. HCl fuerte, NH3 débil, NaOH fuerte, CH3COOH débil, HF débil | 3. Ácida | 4. pH=1.30, pOH=12.70 | 5. pOH=3.60, pH=10.40 | 6. pH=12.70 | 7. Orden A=1, orden B=1, v=k[A][B], k=0.10 M−1s−1

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.