Ejercicio A.3 · Química PAU Madrid Modelo 2023

a) Para las sustancias NH4+, Cl- y HClO, justifique cuáles son sus bases o ácidos conjugados, escribiendo el equilibrio correspondiente según la teoría de Brönsted-Lowry.

Solución: $\text{NH}_4^+ + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_3 + \text{H}_3\text{O}^+$ (base conjugada: $\text{NH}_3$). $\text{Cl}^- + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{HCl} + \text{OH}^-$ (ácido conjugado: $\text{HCl}$). $\text{HClO} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{ClO}^- + \text{H}_3\text{O}^+$ (base conjugada: $\text{ClO}^-$).

b) Para las sustancias NH4+, Cl- y HClO ordene de menor a mayor basicidad las que son bases y las bases conjugadas de las que son ácidos.

Solución: $\text{Cl}^- < \text{ClO}^- < \text{NH}_3$

b) Justificación de la ordenación de basicidad

Solución: $K_b = K_w / K_a$. El HCl es un ácido fuerte ($K_a \gg 1$), por lo que $\text{Cl}^-$ es una base prácticamente nula. Para $\text{HClO}$, $K_a = 3{,}2\cdot 10^{-8}$, luego $K_b(\text{ClO}^-) = 3{,}1\cdot 10^{-7}$. Para $\text{NH}_3$, $K_b = 1{,}8\cdot 10^{-5}$. Como $K_b(\text{Cl}^-) < K_b(\text{ClO}^-) < K_b(\text{NH}_3)$, el orden creciente es $\text{Cl}^- < \text{ClO}^- < \text{NH}_3$.

c) Calcule el volumen de disolución acuosa preparada con 2,0 g de HClO para que el pH sea 2.

Solución: $1{,}2\cdot 10^{-5}\text{ L} / 0{,}012\text{ mL}$