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8/15/2019 Soluciones Reguladoras Prob Resueltos
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Una disolución reguladora cuyo volumen es 0,5 litros, contiene 0,30 moles
de CH3COOH (ácido acético o etanoico) y 0,30 moles de CH3COONa
(acetato o etanoato de sodio) Calcula su !H
"ato #$a % &,'&05
*olución#
"atos# + % 0,5 - n (CH3COOH) % 0,30 moles- n (CH3COONa) % 0,30
moles
!H % .log /H3O1
2ara !oder allar el !H de la disolución, se necesita sa4er la concentración
de !rotones ue ay en la misma
6eacción de disociación del acetato de sodio#
CH3COONa (a) CH3COO ⇒ (a) Na (a)
2or ser un electrolito 7uerte, el acetato de sodio está totalmente disociado, !or tanto las concentraciones de los iones acetato (CH3COO) y sodio
(Na), son las mismas ue la concentración inicial de la sal en la
disolución, o sea, /CH3COONa1 % /CH3COO1 % /Na1
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/CH3COO1 % /Na1 % /CH3COONa1 % 0,30 mol80,5 % 0,9 :
6eacción de disociación del ácido acético#
CH3COOH (a) H;O (l) CH3COO ⇔ (a) H3O (a)
/CH3COOH1
/CH3COO–1 /H3O+1
Concentración inicial (0,3080,5) % 0,9 0,9 0
Concentración ue se disocia < Concentración disociada < <
Concentración en el euili4rio 0,9 < 0,9 < <
Constante de disociación#
= consecuencia del e7ecto ión com>n (CH3COO), la reacción se
encuentra des!la?ada acia su i?uierda, y, además, se trata de la
disociación de un ácido dé4il, luego se !uede su!oner ue#
0,9 < @ 0,9 y 0,9 < @ 0,9
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*e !re!ara una disolución amortiguadora disolviendo 0,;A0 moles de ácido
7órmico y 0,B0 moles de 7ormiato sódico en agua asta o4tener un litro de
disolución#
a.Halla el !H de la disolución sa4iendo ue la constante de disociación del
ácido 7órmico vale# &,'&0B
4.Dué !H tendrá la disolución original des!ués de aEadir 0,0; moles de
HClF
c.Dué !H tendrá la disolución original des!ués de aEadir 0,0; moles de
NaOHF
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*olución#
"atos# n (HCOOH) % 0,;A0 moles- n (HCOONa) % 0,B0 moles + % &
a) !H % .log /H+1
2ara !oder allar el !H de la disolución, se necesita sa4er la concentración
de !rotones ue ay en la misma
6eacción de disociación del 7ormiato de sodio o metanoato de sodio#
HCOONa (a) ⇒ HCOO–
(a) Na+
(a)
2or ser un electrolito 7uerte, el 7ormiato de sodio está totalmente disociado,
!or tanto las concentraciones de los iones 7ormiato (HCOO–) y sodio (Na+),
son las mismas ue la concentración inicial de la sal en la disolución, o sea,
/HCOONa1 % /HCOO–1 % /Na+1
/HCOO–1 % /Na+1 % /HCOONa1 % 0,B0 mol8& % 0,B0 :
6eacción de disociación del ácido 7órmico o metanoico#
HCOOH (a) ⇔ HCOO– (a) H+ (a)
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[HCOOH]
[HCOO–] [H+]
Concentración inicial
(0,27/1) =
0,27 0,40 0
Concentración !e "e
#i"ocia $ – –
Concentración #i"ocia#a – $ $
Concentración en el
e!ili%rio 0,27 – $ 0,40 + $ $
= consecuencia del e7ecto ión com>n (COO –), la reacción se encuentra
des!la?ada acia su i?uierda, y, además, se trata de la disociación de un
ácido dé4il, luego se !uede su!oner ue#
0,B0 < @ 0,B0 y 0,;A < @ 0,;A
0,B0
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4) "ato# n (HCl) % 0,0; moles
=ntes de aEadir HCl, en el euili4rio tenemos#
HCOOH (a) ⇔ HCOO– (a) H+ (a)
*eg>n el a!artado anterior tenemos ue#
/HCOOH1 % 0,;A :
/HCOO–1 % 0,B :
/H+1 % &,;&5&0–4 :
*e introduce HCl (se su!one ue no se altera el volumen inicial)#
"isociación del HCl#
HCl (a) ⇒ H + (a) Cl– (a)
l ácido clorIdrico está totalmente disociado ya ue es un ácido
mono!rótico 7uerte, !or tanto el n>mero de moles de H+ en la disolución es
igual al n>mero de moles inicial del HCl, es decir# 0,0; moles l euili4rio
se altera !or a!arecer nuevos H+, lo cual o4liga a ue el HCOO– reaccione
!ara resta4lecer el euili4rio
HCOO– (a) H+ (a) ⇒ HCOOH (a)
HCOO– H+HCOOH
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&ole" iniciale" 0,40'1 0,02 0,27'1
&ole" !e reaccionan 0,02 0,02 –
&ole" !e "e o%tienen – – 0,02
&ole" en el e!ili%rio 0,3 0 0,2
(*e"to)
(*eaccionan
totalente) (ro#!cen)
Nuevo euili4rio#
[HCOOH]
[HCOO–] [H+]
Concentración inicial 0,2/1 0,3/1 1,21-'10–
4/1
Concentración !e "e
#i"ocia $ – –
Concentración #i"ocia#a – $ $
Concentración en el
e!ili%rio 0,2 – $
0,3 +
$ .
Constante de disociación#
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l idrómero de moles de OH– en la disolución es igual al n>mero de
moles inicial del NaOH, es decir# 0,0; moles
2ero en el euili4rio e
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totalente
)
Nuevo euili4rio#
[HCOOH
][HCOO–] [H+]
Concentración inicial 0,2-/1
(0,4+0,02
)/1 1,21-'10–
4/1
Concentración !e "e
#i"ocia $ – –
Concentración #i"ocia#a – $ $
Concentración en el
e!ili%rio 0,2- – $ 0,42 + $ .
Constante de disociación#
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*u!oniendo ue 0,;5 < @ 0,;5 y 0,B; < @ 0,B;, tenemos#
0,B;y80,;5 % &,3&0–4 ⇒ y % &,3&0–40,;580,B;
y % /H+
1 % A,A3'&0–-
!H % log A,A3'&0–- % B,&&&
SOLUCION TAMPÓN
Una disolución reguladora, cuyo volumen es '0 m, está 7ormada !or
amoniaco 0,&9G : y cloruro de amonio 0,&'3 : Cuál será la variación del
!H#
a) *i se aEade &0 m de ácido clorIdrico 0,& :
4) *i se aEade ;0 m de idrómenes son aditivos
$ a % $ % % &,'&0–-
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*olución#
"atos# +(disolución) % '0 m- /NH31 % 0,&9G :- /NH4Cl1 % 0,&'3 :
!H de la disolución inicial#
6eacción de disociación del cloruro de amonio#
NH4Cl (a) ⇒ NH4+ (a) Cl– (a)
2or ser un electrolito 7uerte, el cloruro de amonio está totalmente disociado,
!or tanto las concentraciones de los iones cloruro (Cl–) y amonio (NH4+),
son las mismas ue la concentración inicial de la sal en la disolución, o sea,
/NH4Cl1 % /Cl–1 % /NH4+1
/Cl–1 % /NH4+1 % /NH4Cl1 % 0,&'3 :
6eacción de disociación del amoniaco#
NH3 (a) H2O (l) ⇔ NH4+ (a) OH– (a)
Como el amoniaco, NH3, es una 4ase dé4il luego está !arcialmente
disociada
[H3] [H4+] [OH–]
Concentración inicial 0,1 0,13 0
Concentración !e "e #i"ocia $ – –
Concentración #i"ocia#a – $ $
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Concentración en el
e!ili%rio 0,1 – $
0,13 +
$ $
Constante de disociación#
a reacción se encuentra des!la?ada acia su i?uierda, a consecuencia del
e7ecto ión com>n, (NH4+), y, además, ue se trata de la disociación de una
4ase dé4il- !or tanto !odemos su!oner ue 0,&9G < @ 0,&9G y 0,&'3 <
@ 0,&'3, luego tenemos ue#
0,&'3
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Como el volumen de la disolución es 0,0'0 litros y teniendo en cuenta ue
el n>mero de moles de cada es!ecie es igual a su concentración molar !or
el volumen de la disolución, tenemos#
n(NH3) % (0,&9G moles8)0,0'0 % 0,0&35; moles
n(NH4+) % (0,&'3 moles8)0,0'0 % 0,0&B9B moles
n(OH–) % (&,99&0–- mol8)0,0'0 % &,3;'&0– moles
"isociación del HCl#
HCl (a) ⇒ H + (a) Cl– (a)
l ácido clorIdrico está totalmente disociado ya ue es un ácido
mono!rótico 7uerte, !or tanto el n>mero de moles de H+ en la disolución es
igual al n>mero de moles inicial del HCl, es decir#
n(H+) % (0,& moles8)0,0&0 % 0,00& moles
2ero NH3 y H+ reaccionan#
NH3 (a) H+ (a) ⇒ NH4+
H3 H+ H4+
&ole" iniciale" 0,013-2 0,001 0
&ole" !e reaccionan 0,001 0,001 –
&ole" !e "e o%tienen – – 0,001
&ole" en el e!ili%rio 0,012-2 0 0,001
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(*e"to) (*eaccionan
totalente)
(ro#!cen)
+olumen total#
+ % 0,0'0 0,0&0 % 0,0G0
Concentraciones#
/NH31 % 0,0&;5; moles80,0G0 % 0,&3G :
/NH4+1 % (0,0&B9B 0,00&) moles80,0G0 % 0,&AB :
/OH–1 % &,3;'&0– moles80,0G0 % &,BA9&0– :
Nuevo euili4rio#
NH3 (a) H2O (l) ⇔ NH4 + (a) OH– (a)
[H3] [H4 +] [OH–]
Concentración inicial 0,13 0,174
1,47'10–
Concentración !e "e
#i"ocia $ – –
Concentración #i"ocia#a – $ $
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Concentración en el
e!ili%rio
0,13 –
$
0,174 +
$ 1,47'10– +
$
Constante de disociación#
2odemos su!oner ue 0,&3G < @ 0,&3G- 0,&AB < @ 0,&AB y acer la
siguiente sustitución (!ara 7acilitar los cálculos)# y % &,BA9&0–
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n(NH3) % 0,0&35; moles
n(NH4+) % 0,0&B9B moles
n(OH–) % &,3;'&0– moles
"isociación del NaOH#
NaOH (a) ⇒ Na + (a) OH– (a)
l idrómero de moles de OH – en la disolución es igual al n>mero de
moles inicial del NaOH, es decir#
n(OH–
) % (0,& moles8)0,0;0 % 0,00;0 moles2ero NH4+ y OH– reaccionan#
NH4+ (a) OH– (a) ⇒ NH3 (a) H2O (l)
H4+ OH– H3
&ole" iniciale" 0,0144 0,0020 0
&ole" !e reaccionan 0,0020 0,0020 –
&ole" !e "e
o%tienen – – 0,0020
&ole" en el e!ili%rio 0,0124 0 0,0020
(*e"to) (*eaccionan (ro#!cen)
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totalente)
+olumen total#
+ % 0,0'0 0,0;0 % 0,&
Concentraciones#
/NH31 % 0,0&35; moles80,& % 0,&35; :
/NH4+1 % 0,0&;9B moles80,& % 0,&;9B :
/OH–1 % &,3;'&0– moles 80,& % &,3;'&0–- :
Nuevo euili4rio#
NH3 (a) H2O (l) ⇔ NH4 + (a) OH– (a)
[H3] [H4 +] [OH–]
Concentración inicial 0,13-2 0,1241,32'10–-
Concentración !e "e
#i"ocia $ – –
Concentración #i"ocia#a – $ $
Concentración en el
e!ili%rio
0,13-2 –
$
0,124
+ $ 1,32'10–-
+ $
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Constante de disociación#
2odemos su!oner ue 0,&35; < @ 0,&35;- 0,&;9B < @ 0,&;9B y acer la
siguiente sustitución (!ara 7acilitar los cálculos)# y % &,3;'&0 –-
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NH4Cl (a) ⇒ NH4+ (a) Cl– (a)
l cloruro de amonio, (NH4Cl), es una sal ue se encuentra totalmente
disociada !or ser un electrolito 7uerte, luego las concentraciones de los
iones amonio, (NH4+) y cloruro, Cl–, son iguales a la concentración inicial
de la sal en la disolución, es decir# /NH4+1 % /Cl–1 % /NH4Cl1 % n
6eacción de disociación del amoniaco#
NH3 (a) H2O (l) ⇔ NH4+ (a) OH– (a)
Como el amoniaco, NH3, es una 4ase dé4il luego está !arcialmente
disociada
Concentración del amoniaco#
/NH31 % /NH4Cl1 % n
[H3] [H4+] [OH–]
Concentración inicial n n 0
Concentración !e "e #i"ocia $ – –
Concentración #i"ocia#a – $ $
Concentración en el e!ili%rio n – $ n + $ $
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Constante de disociación#
a reacción se encuentra des!la?ada acia su i?uierda, a consecuencia del
e7ecto ión com>n, (NH4+), y, además, ue se trata de la disociación de una
4ase dé4il- !or tanto !odemos su!oner ue n < J n y n < J n, luego
tenemos ue#
n
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Concentración inicial 0,20 0,33 0
Concentración !e "e #i"ocia $ – –
Concentración #i"ocia#a – $ $
Concentración en el e!ili%rio 0,20 – $ 0,33 + $ $
Constante de disociación#
a reacción se encuentra des!la?ada acia su i?uierda, a consecuencia del
e7ecto ión com>n, (NH4+), y, además, ue se trata de la disociación de una
4ase dé4il- !or tanto !odemos su!oner ue 0,;0 < @ 0,;0 y 0,33 <
@ 0,33, luego tenemos ue#
0,33
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"atos# /CH3COOH1 % 0,&0 :- /CH3COONa1 % 0,&0 :- n(NaOH) % 0,0&0
moles
!H de la disolución inicial#
6eacción de disociación del acetato de sodio#
CH3COONa (a) ⇒ CH3COO– (a) Na+ (a)
l acetato de sodio, (CH3COONa), es una sal ue se encuentra totalmente
disociada !or ser un electrolito 7uerte, luego la concentraciones de los iones
acetato, (CH3COO–) y sodio, Na+, son iguales a la concentración inicial de
la sal en la disolución, es decir# /CH3COONa1 % /CH3COO–1 % /Na+1 % 0,&0
:
6eacción de disociación del ácido acético#
CH3COOH (a) H2O (l) ⇔ CH3COO– (a) H3O+ (a)
[CH3COOH] [CH3COO–] [H3O+]
Concentración inicial 0,10 0,10 0
Concentración !e "e
#i"ocia $ – –
Concentración #i"ocia#a – $ $
Concentración en el
e!ili%rio 0,10 – $ 0,10 + $ $
Constante de disociación#
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a reacción se encuentra des!la?ada acia su i?uierda, a consecuencia del
e7ecto ión com>n, (CH3COO–), y, además, ue se trata de la disociación de
un ácido dé4il- !or tanto !odemos su!oner ue 0,&0 < J 0,&0 y 0,&0 < J0,&0, luego tenemos#
0,&0mero de moles de cada es!ecie es igual a su
concentración molar !or el volumen de la disolución, tenemos#
n(CH3COOH) % (0,&0 moles8)& % 0,&0 moles
n(CH3COO–) % (0,&0 moles8)& % 0,&0 moles
n(H3O+) % (&,'&0–- moles8)& % &,'&0–- moles"isociación del NaOH#
NaOH (a) ⇒ OH– (a) Na+ (a)
l idrómero de moles de OH – en la disolución es igual al n>mero de
moles inicial del NaOH, es decir 0,0&0 moles
l ácido acético (ue se encuentra en el euili4rio) reaccionará con los
iones OH–
CH3COOH (a) OH– (a) ⇔ CH3COO– (a) H2O (l)
CH3COOH OH– CH3COO–
&ole" iniciale" 0,10 0,010 0
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&ole" !e reaccionan 0,010 0,010 –
&ole" !e "e o%tienen – – 0,010
&ole" en el e!ili%rio 0,0 0 0,010
Como se a su!uesto ue el volumen de la disolución no varIa al aEadir el
NaOH, seguimos teniendo un litro, !or tanto#
/CH3COOH1 % 0,0G moles8& % 0,0G :
/CH3COO–1 % (0,&0 0,0&0) moles8& % 0,&&0 :
Nuevo euili4rio#
l ácido acético so4rante se encuentra !arcialmente disociado, luego#
CH3COOH (a) H2O (l) ⇔ CH3COO– (a) H3O+ (a)
[CH3COOH
]
[CH3COO–
] [H3O+]
Concentración inicial 0,0 0,110
1,'10–-
Concentración !e "e
#i"ocia $ – –
Concentración #i"ocia#a – $ $
Concentración en el
e!ili%rio
0,0 – $ 0,110 + 1,'10–- +
$
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$
Constante de disociación#
*u!oniendo ue 0,&&0 < J 0,&&0 y 0,0G < J 0,0G, tenemos#
0,&&0/H3O+180,0G % &,'&0–-
/H3O+1 % &,'&0–-0,0G80,&&0 % &,BA3&0–-
!H % log /H3O+1 % log &,BA3&0–- % B,'3
a variación del !H es B,'3 B,AB % 0,0G
Una disolución reguladora cuyo *olumen es 0,/ litros, contiene 0,5
moles de cido actico y 0,225 moles de acetato de sodio. Halla su pH.
!a " 1,#$105
*olución#
"atos# + % 0,9 - n (CH3COOH) % 0,35 moles- n (CH3COONa) % 0,;;5
moles
!H % .log /H3O+1
2ara !oder allar el !H de la disolución, se necesita sa4er la concentración
de !rotones ue ay en la misma
6eacción de disociación del acetato de sodio#
CH3COONa (a) ⇒ CH3COO– (a) Na+ (a)
2or ser un electrolito 7uerte, el acetato de sodio está totalmente disociado,
!or tanto las concentraciones de los iones acetato (CH3COO–) y sodio (Na+),
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Constante de disociación#
= consecuencia del e7ecto ión com>n (CH3COO–), la reacción se encuentrades!la?ada acia su i?uierda, y, además, se trata de la disociación de un
ácido dé4il, luego se !uede su!oner ue#
0,3A5 < ≈ 0,3A5 y 0,5' < ≈ 0,5'
0,3A5
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30/36
l amoniaco, NH3, una 4ase dé4il !arcialmente disociada, cuya reacción es#
NH3 (a) H2O (l) ⇔ NH4+ (a) OH– (a)
a !resencia del ión com>n, (NH4+), !ro!orcionado !or la sal disociada
ace ue el euili4rio esté muy des!la?ado acia la i?uierda 2or
consiguiente, la 4ase, NH3, a!enas está disociada y la !resencia de iones
OH– en la disolución es muy escasa
*i se aEade una !eueEa cantidad de ácido, la concentración de OH–
disminuye y el euili4rio se des!la?a a la dereca !ara !roducir iones OH –,
ue neutrali?an la !resencia de iones H3O+, con lo ue !rácticamente novarIa el !H
*i se aEade una !eueEa cantidad de 4ase, la concentración de OH –aumenta
y el euili4rio se des!la?a a>n más a la i?uierda !ara disminuirla- la
concentración de OH– a!enas varIa y, !or tanto, el !H tam!oco lo ace de
modo signi7icativo
Halla el pH de una disolución otenida al meclar 10 m6 de amoniaco
0,25 ' con 0 m6 de nitrato de amonio 0,1 '.
*olución#
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"atos# +(NH3) % &0 m- /NH31 % 0,;5 :- +(NH4 NO3) % 30 m-
/NH4 NO31 % 0,& :
!H % .log /H3O+1
2ara !oder allar el !H de la disolución, se necesita sa4er la concentración
de !rotones ue ay en la misma
=l acer la me?cla cam4ia las concentraciones de las es!ecies !resentes en
la misma a consecuencia del aumento del volumen, !or lo tanto, !rimero
allaremos las nuevas molaridades
+olumen total, su!oniendo ue los vol>menes son aditivos#
+ % &0 m 30 m % B0 m
N>mero de moles iniciales del amoniaco#
0,0&0 (0,;5 moles8) % 0,00;5 moles
Concentración del amoniaco#
/NH31 % 0,00;5 moles80,0B0 % 0,09;5 :
N>mero de moles iniciales del nitrato de amonio#
0,030 (0,& moles8) % 0,0030 moles
Concentración del nitrato de amonio#
/NH4 NO31 % 0,0030 moles80,0B0 % 0,0A5 :
6eacción de disociación del nitrato de amonio#
NH4 NO3 (a) ⇒ NH4+ (a) NO3– (a)
l nitrato de amonio, (NH4 NO3), es una sal ue se encuentra totalmente
disociada !or ser un electrolito 7uerte, luego las concentraciones de los
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*olución#
"atos# + % ;50 m- m(NH3) % & g- m(NHB NO3) % & g
!H % .log /H3O12ara !oder allar el !H de la disolución, se necesita sa4er la concentración de
!rotones ue ay en la misma
6eacción de disociación del nitrato de amonio#
NHB NO3 (a)⇔ NHB (a) NO3 (a)
l nitrato de amonio, (NHB NO3), es una sal ue se encuentra totalmente
disociada !or ser un electrolito 7uerte, luego las concentraciones de los ionesamonio, (NHB
) y nitrato, (NO3 ), son iguales a la concentración inicial de la
sal en la disolución, es decir# /NHB1 % /NO3 1 % /NHB NO31
Concentración del nitrato de amonio#
2eso molecular del nitrato#
2m (NHB NO3) % ;' B B' % '0
:oles del nitrato#
n % & g8('0 g8mol) % (&8'0) moles
/NHB NO31 % (&8'0) moles80,;5 % 0,05 :
2or tanto#
/NHB1 % /NO3 1 % 0,05 :
6eacción de disociación del amoniaco#
NH3 (a) H;O (l)⇔ NHB (a) OH (a)
Como el amoniaco, NH3, es una 4ase dé4il luego está !arcialmente disociada
Concentración del amoniaco#
2eso molecular del amoniaco#
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ol!ción
Datos: [NH3] = 0,030 M; [NH4Cl] = 0,040 M
Reacción de disociación del cloruro de amonio:
NH4Cl (a! → H4+ (a) + Cl (a!
"l cloruro de amonio, (NH4Cl!, es una sal ue se encuentra totalmente disociada #or
ser un electrolito $uerte, lue%o las concentraciones de los iones amonio, (NH4+! &
cloruro, Cl, son i%uales a la concentración inicial de la sal en la disolución, es decir:
[NH4+] = [Cl] = 0,040 M'
Reacción de disociación del amoniaco:
NH3 (a! H2) (l! ↔ NH4+ (a! )H (a!
Coo el aoniaco, H3, e" !na %a"e #5%il l!e6o e"t 8arcialente #i"ocia#a9
Con"tante #e #i"ociación
a reacción se encuentra des!la?ada acia su i?uierda, a consecuencia del e7ecto ión
com>n, (NHB), y, además, ue se trata de la disociación de una 4ase dé4il- !or tanto
!odemos su!oner ue 0,030 < J0,030 y 0,0B0 < J 0,0B0, luego tenemos ue#
0,0B0
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0,0B0 < % 5,B&0A⇔ < % &,35&05
/OH1 % &,35&05
!H % &B !OH % &B log /OH1 % &B log &,35&05 % G,&