Problema 10 · Química PAU Aragón Extraordinaria 2021

Tema: Reacciones ácido-base: pH, Ka, Kb, hidrólisis y neutralización · Del examen Extraordinaria (2021)

Enunciado

10. (2 puntos)

a)

Escriba la base conjugada de los siguientes ácidos de Brønsted: NH4+\text{NH}_4^+, H2O\text{H}_2\text{O}, HCO3−\text{HCO}_3^-, CH3COOH\text{CH}_3\text{COOH}. ¿Alguna de estas especies se puede comportar también como una base? Justifique las respuestas. [1 punto]

b)

El HCN\text{HCN} tiene una Ka=6,1×10−10K_a = 6{,}1\times 10^{-10} y el ácido acético (CH3COOH\text{CH}_3\text{COOH}) tiene una Ka=1,8×10−5K_a = 1{,}8\times 10^{-5}, ¿cuál de los dos ácidos es más débil? ¿cuál de ellos tendrá una base conjugada más fuerte? Justifique las respuestas. [1 punto]

Enunciado: Problema 10 · Química PAU Aragón Extraordinaria 2021

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Base conjugada de NH₄⁺

Solución: NH3\text{NH}_3

a) Base conjugada de H₂O

Solución: OH−\text{OH}^-

a) Base conjugada de HCO₃⁻

Solución: CO32−\text{CO}_3^{2-}

a) Base conjugada de CH₃COOH

Solución: CH3COO−\text{CH}_3\text{COO}^-

a) ¿Alguna de estas especies se puede comportar también como una base? Justifique las respuestas.

Solución: El H2O\text{H}_2\text{O} y el HCO3−\text{HCO}_3^- se pueden comportar también como bases, pueden ceder o captar protones, por lo que son sustancias anfóteras.

b) ¿Cuál de los dos ácidos es más débil?

Solución: HCN\text{HCN}

b) ¿Cuál de ellos tendrá una base conjugada más fuerte?

Solución: HCN\text{HCN} (su base conjugada es CN−\text{CN}^-)

b) Justificación razonada de la fuerza de los ácidos y sus bases conjugadas.

Solución: El ácido más débil es el HCN\text{HCN} por tener menor KaK_a. Por la relación Ka⋅Kb=KwK_a \cdot K_b = K_w, a menor KaK_a corresponde una base conjugada más fuerte, por lo que el HCN\text{HCN} genera la base conjugada más fuerte (CN−\text{CN}^-).

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