Problema de disoluciones ácidas. pH y mezclas. Mezcla de dos disoluciones del mismo ácido.

1. Se tienen dos disoluciones acuosas (1) y (2) del mismo acido monoprótico.
La disolución (1) tiene un pH de 3,92 y un grado de disociación del 2%. La
disolución (2) tiene una concentración 0,05 M. Calcula:
a) La constante de disociación del ácido.
b) El pH de la disolución (2).
c) El pH de la disolución resultante de mezclar 10 mL de (1) y 10 mL de (2).
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HA + H2O A- + H3O+
Si representamos al ácido monoprótico por HA, la ecuación del equilibrio de
ionización será:
Nos ayudamos de una tabla con las concentraciones iniciales y las de
equilibrio.

2. HA + H2O A- + H3O+
Concentraciones
iniciales
Exceso cero casi cero: 10-7
Concentraciones
en el equilibrio
Exceso coα coα
co
co - coα
La concentración de iones hidronios se conoce al conocer el pH.
La concentración de iones A- será la misma que de hidronios.
La concentración de ácido será la inicial menos lo que corresponde como
consecuencia de su ionización.
Antes de utilizar la ley del equilibrio químico hallamos la concentración
inicial del ácido.
Exceso 10-3,92 10-3,92co - 10-3,92

3. HA + H2O A- + H3O+
Concentraciones
en el equilibrio
Exceso coα coαco - coα
[H3O+] = 10-3,92 = coα = co · 0,02
Exceso 10-3,92 10-3,92co - 10-3,92
co = 6 · 10-3 M
Hallamos la constante de equilibrio.
Ka =
[A-] [H3O+]
[HA]
=
10-3,92 · 10-3,92
6 · 10-3 - 10-3,92
= 2,45 · 10-6

4. HA + H2O A- + H3O+
Concentraciones iniciales
de la disolución 2 Exceso cero casi cero: 10-7
Concentraciones en el
equilibrio de la disolución 2 Exceso x x
0,05
0,05 - x
La disolución 2 tiene una concentración del ácido 0,05 M.
Si disminuye en x la concentración del ácido como consecuencia de la
ionización, en el equilibrio será.
La concentración del anión del ácido y de los iones hidronio será x.
Utilizamos la ley del equilibrio químico para hallar x, que es la
concentración de iones hidronios y después hallar el pH.

5. HA + H2O A- + H3O+
Concentraciones equilibrio
de la disolución 2
Exceso x x0,05 - x
2,45 · 10-6 =
[A-] [H3O+]
[HA]
=
x · x
0.05 - x
Hay que tener presente que matemáticamente salen dos soluciones, pero
solo una tiene sentido químico, ya que el estado de equilibrio es único.
x = 3,49 · 10-4 = [H3O+]
Ya podemos hallar el pH
pH = - log [H3O+] = - log 3,49 · 10-4 pH = 3,46

6. HA + H2O A- + H3O+
Concentraciones iniciales
de la disolución 2
Concentraciones en el
equilibrio de la disolución 2
Si se mezclan 10 ml de la primera disolución con 10 ml de la segunda,
tenemos que hallar la concentración de la nueva disolución.
La concentración molar será la suma de los moles entre el nuevo volumen
que será la suma.
co =
0.01 · 0.006 + 0.01 · 0.05
0,01 + 0,01
= 0,028
0,028

7. HA + H2O A- + H3O+
Concentraciones iniciales
de la disolución 2 Exceso cero casi cero: 10-7
Concentraciones en el
equilibrio de la disolución 2 Exceso x x
0,028
0,028 - x
La nueva disolución tiene una concentración del ácido 0,028 M.
Si disminuye en x la concentración del ácido como consecuencia de la
ionización, en el equilibrio será.
La concentración del anión del ácido y de los iones hidronio será x.
Utilizamos de nuevo la ley del equilibrio químico para hallar x, que es la
concentración de iones hidronios y después hallar el pH.

8. HA + H2O A- + H3O+
Concentraciones equilibrio
de la disolución 2
Exceso x x0,028 - x
2,45 · 10-6 =
[A-] [H3O+]
[HA]
=
x · x
0.028 - x
Hay que tener presente que matemáticamente salen dos soluciones, pero
solo una tiene sentido químico, ya que el estado de equilibrio es único.
x = 2,62 · 10-4 = [H3O+]
Ya podemos hallar el pH
pH = - log [H3O+] = - log 2,62 · 10-4 pH = 3,58