Prerrequisitos
- Los óxidos de los metales del grupo 1 y 2 reaccionan con agua para formar el hidróxido correspondiente, una base fuerte
- Una base fuerte se disocia completamente: [OH-] se calcula a partir de la concentración y la fórmula del óxido/hidróxido
- La expresión de Kc para un equilibrio ácido-base sigue el mismo patrón que cualquier otro equilibrio: productos entre reactivos
El carácter ácido-base de los óxidos de los elementos depende de su posición en la tabla periódica. Se preparó una solución disolviendo 0,100 mol de óxido de sodio en agua destilada y llevando a un volumen total de 1,00 dm3. El ácido fosfórico, H3PO4, también reacciona con agua: H3PO4(aq) + H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + H2PO4-(aq).
b.i
Escriba la ecuación para la reacción entre el óxido de sodio y el agua.
[1]
b.ii
Calcule el pH de la solución resultante.
[2]
c.i
Indique una expresión para la constante de equilibrio, Kc, de la reacción del ácido fosfórico con agua.
[1]
Pistas progresivas
- 1General - esta ficha combina una reacción óxido-agua con cálculo de pH de base fuerte, y una expresión de Kc de un ácido débil distinto.
- 2Apartado b.i) - el óxido de sodio (Na2O) reacciona con agua para dar hidróxido de sodio: cada Na2O produce 2 NaOH.
- 3Apartado b.ii) - cada mol de Na2O libera 2 mol de OH- (vía NaOH). Calcula [OH-]=2×0,100 mol/dm3, luego pOH=-log[OH-] y pH=14,00-pOH.
- 4Apartado c.i) - para H3PO4+H2O⇌H3O+ + H2PO4-, la expresión de Kc es [H3O+][H2PO4-]/[H3PO4] (el agua, como disolvente en gran exceso, no aparece en la expresión).
Teoría básica
- Los óxidos metálicos del grupo 1/2 reaccionan con agua para formar el hidróxido correspondiente, una base fuerte.
- Una base fuerte se disocia completamente en solución; hay que contar cuántos OH- libera cada fórmula unidad.
- En la expresión de Kc, el disolvente (agua) no se incluye, ya que su concentración se considera prácticamente constante.
Refuerzo
Libro — Chemistry 2023 Oxford - Reactividad 3.1, óxidos ácido-base y expresiones de Kc.
Cuadernillo — Examen: EXAMENES AÑOS ANTERIORES/2024/MAYO 24/Chemistry_paper_2__SL_Spanish.pdf, pregunta 3(b)-(c); mark scheme en la misma carpeta.
Vídeo —
↗ — «»
Apartado b.i) —
Na2O(s) + H2O(l) → 2NaOH(aq).
Apartado b.ii) —
[OH-] = 2×0,100 = 0,200 mol/dm3. pOH = -log(0,200) = 0,699. pH = 14,00-0,699 = 13,30.
Apartado c.i) —
Kc = [H3O+][H2PO4-]/[H3PO4].