Problema n° 8 de electrólisis. Porcentaje de ionización y ka, constante de equilibrio - TP05
Enunciado del ejercicio n° 8
Una solución 1 M de HA se ioniza en agua 2 %. Calcular kₐ.
Desarrollo
El HA desprende un ion hidrógeno (valencia = 1), por lo tanto, 1 M = 1 N.
Solución
Expresamos la ecuación balanceada de disociación:
HA + H₂O ⟶ H₃O⁺ + A⁻
La constante de equilibrio para un ácido (kₐ) es:
| kₐ = | [H₃O⁺]·[A⁻] |
| [HA] |
Planteamos los moles iniciales y en el equilibrio:
| Inicial | Equilibrio | |
|---|---|---|
| [H₃O⁺] | 0 | x |
| [A⁻] | 0 | x |
| [HA] | 1 moles | 1 - x |
Planteamos el porcentaje de ionización:
| Porcentaje de ionización = | [A⁻]·100 |
| [HA] |
Reemplazamos:
| 2 % = | x·100 |
| 1 - x |
Despejamos x:
2·(1 - x) = x·100
Aplicamos distributiva del producto con respecto a la resta:
2 - 2·x = x·100
2 = x·100 + 2·x
102·x = 2
| x = | 2 |
| 102 |
x = 0,019607843
Aplicamos la constante de equilibrio kₐ:
| kₐ = | [H₃O⁺]·[A⁻] |
| [HA] |
Reemplazamos y calculamos:
| kₐ = | 0,019607843·0,019607843 |
| 1 - 0,019607843 |
| kₐ = | 0,000384468 |
| 0,980392157 |
kₐ = 0,000392157
Respuesta: la constante de equilibrio kₐ de la solución 1 M de HA es 3,92·10⁻⁴.
Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina
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Ejemplo, cómo calcular la constante de equilibrio dado el porcentaje de ionización