Galicia. Examen PAU resuelto de Química. Junio 2019

4.      Una disolución 0,064 M de un ácido monoprótico (HA) tiene un pH de 3,86. Calcule:

4.1.  La  concentración  de  todas   las especies  presentes en la disolución y el grado de ionización del ácido.

4.2.  El valor de la constante K_a del ácido y de la constante K_b de su base conjugada.

 

4.1.  El equilibrio entre el ácido débil y sus iones en disolución será la siguiente:

 

 

 

Calculamos la concentración de protones a partir del pH:

 

 

Como esa concentración es la que reacciona podemos calcular la concentración de todas las especies:

 

 

 

La relación entre la concentración que reacciona y la inicial sabemos el grado de ionización del ácido:

 

 

 

4.2.  Substituyendo las concentraciones del apartado anterior en la expresión de la constante de acidez podemos calcular su valor:

 

 

Aunque no es necesario vamos a deducir la ecuación de donde calcularemos la constante de disociación de la base conjugada. Para hacerlo escribimos el equilibrio de disociación de la misma y la constante:

 

 

Si ahora multiplicamos la constante del ácido por la de la base vemos que se obtiene el producto iónico del agua:

 

 

De esta ecuación despejamos la constante de ionización de la base: