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1.-Para una disolución 100 mL de ácido fórmico 0.25 M cuya Ka= 2,1 10^-4, calcula el pH y grado de disociación si se añaden 25 mL de KOH 0.5 M.

Hay que calcular primera la concentración de todas las especies antes de la mezcla.

En el caso del KOH es fácil al tratarse de un hidróxido que se disocia totálmente tendremos:

[K⁺]=0,5 M
[OH^-]=0,5 M

En el caso del ácido al ser débil  tenemos que hacer el equilibrio;

     HCOOH + H₂O ⇔ COOH^- + H₃O⁺

In     0,25                -              -

Var   -x                  +x             +x

Eq    0,25-x             x                x


Ka=x²/0,25-x         x=7,14.10^-3 M

[HCOOH]=0,243 M       [COOH^-]= 7,14.10^-3 M  [H₃O⁺]= 7,14.10^-3 M

Como mezclamos las concentraciones van a variar al aumentar el volumen, tenemos que multiplicar cada concentracion por su volumen y dividir por el nuevo volumen total:

[OH^-]=0,5.25/125= 0,1 M
[HCOOH]=0,243.100/125= 0,1944 M
[COOH^-]= 7,14.10^-3.100/125=0,0057M

La nueva concentración de protones no la pongo por que el hidróxido va a reaccionar con los mismos y los va a retirar del medio pero a la vez que retiramos los protones el equilibrio se desplaza hacia la derecha para reponerlos.

Por ultimo hay que tener en cuenta este desplazamiento con lo que la concentración de ácido disminuirá y la de iones aumentará, el aumento y disminución será igual a la concentración del causante (del hidróxido), la nuevas concentraciones seran:

[HCOOH]=0,1944- 0,1= 0,0944 M
[COOH^-]=0,0057+0,1=0,1057 M
[H₃O⁺]= X

Los protones entre que reaccionan y luego se reponen no sabemos como quedan, por eso le ponemos X.

Aplicamos nuevamente Kc:

2,1 10^-4=0,1057.X/0,0944        X=1,875.10^-4 esta es la concentración de protones y por tanto el pH será:
pH=-log(1,875.10^-4)=3,73.

En cuanto al grado de disociacíon: [HCOOH]_o=0,25.100/125=0,2 M

α=[HCOOH]_o-[HCOOH]/[HCOOH]_o=0,2-0,0944/0,2=0,528    52,8 %

Recuerda que el grado de ionizacíon es la concentración que se disocia (por eso hemos restado lo que había al principio menos lo que queda al final) partido la concentración inicial.