Prerrequisitos
- Un ácido de Brønsted-Lowry es un donante de protones; una base de Brønsted-Lowry es un receptor de protones
- pH = -log[H+]; [H+] = 10^(-pH). De forma análoga, pOH = -log[OH-]
- Producto iónico del agua: Kw = [H+][OH-] = 1,00×10⁻¹⁴ a 298 K, así que pH + pOH = 14,00
- En una neutralización, n(ácido) = n(base) en el punto de equivalencia (para una relación estequiométrica 1:1)
El ácido metanoico, HCOOH, es un ácido monoprótico débil. Se determinó su concentración por valoración con una solución estándar 0,200 mol/dm3 de hidróxido de sodio, NaOH(aq), usando un indicador para determinar el punto final.
a
Calcule el pH de la solución de hidróxido de sodio.
[2]
b
Escriba una ecuación para la reacción del ácido metanoico con hidróxido de sodio.
[1]
c
22,5 cm3 de NaOH(aq) neutralizaron 25,0 cm3 de ácido metanoico. Determine la concentración del ácido metanoico.
[1]
Pistas progresivas
- 1General - el apartado a) es sobre el NaOH puro (una base fuerte), no sobre el ácido metanoico; los apartados b) y c) son sobre la reacción entre ambos.
- 2Apartado a) - el NaOH es una base fuerte, se disocia completamente: [OH-] = 0,200 mol/dm3. Usa Kw = [H+][OH-] para hallar [H+], o calcula pOH = -log[OH-] y luego pH = 14,00 - pOH.
- 3Apartado b) - un ácido monoprótico (HCOOH) reacciona con una base fuerte (NaOH) en proporción 1:1 para dar una sal (formiato de sodio) y agua.
- 4Apartado c) - en el punto de equivalencia, n(ácido) = n(base). Usa los moles de NaOH (a partir de su concentración y volumen) y el volumen de ácido metanoico para hallar su concentración.
Teoría básica
- pH = -log[H+]; pOH = -log[OH-]. A 298 K, pH + pOH = 14,00 porque Kw = [H+][OH-] = 1,00×10⁻¹⁴.
- Una base fuerte como el NaOH se disocia completamente en solución acuosa, así que [OH-] es directamente la concentración de la base.
- En una neutralización ácido-base monoprótica, n(ácido) = n(base) en el punto de equivalencia: concentración x volumen de uno = concentración x volumen del otro.
Refuerzo
Libro — Chemistry 2023 Oxford - Reactividad 3.1, ácidos y bases de Brønsted-Lowry.
Cuadernillo — Cuadernillo de datos 2025 - ecuaciones de pH, pOH y Kw. Examen: EXAMENES AÑOS ANTERIORES/2023/JUNIO 2023/Chemistry_paper_2__SL_Spanish.pdf, pregunta 5(a)-(c); mark scheme en la misma carpeta.
Vídeo —
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Apartado a) —
El NaOH es una base fuerte: [OH-] = 0,200 mol/dm3. [H+] = Kw/[OH-] = (1,00×10⁻¹⁴)/0,200 = 5,00×10⁻¹⁴ mol/dm3. pH = -log(5,00×10⁻¹⁴) = 13,30 (alternativa: pOH = -log(0,200) = 0,699; pH = 14,000 - 0,699 = 13,301).
Apartado b) —
HCOOH(aq) + NaOH(aq) → HCOONa(aq) + H2O(l).
Apartado c) —
n(ácido) = n(OH-): [ácido] = (0,200 mol/dm3 × 22,5 cm3) / 25,0 cm3 = 0,180 mol/dm3.