Volumetrías ácido-base PARTE I.

Equilibrios ácido-base
A. Tratamiento sistemático de equilibrios

1. Calcular la molaridad de un ácido nítrico, HNO3 (63.0 g/mol), del 40.0%, si su densidad
es 1.250 g/mL.
R = 7.94 M

2. Calcular la cantidad de agua que debe añadirse a 150 g de ácido nítrico del 63.0%, densidad
1.39 g/mL, para obtener una disolución 0.400 M.
R = 3.66 L

3. Calcular la concentración molar en una solución al 70% en peso de ácido nítrico, HNO 3
(63.0 g/mol); la densidad de la solución es 1.42 g/mL.
R = 15.8 M

4. Calcular la molaridad y la normalidad de una solución de ácido sulfúrico, H 2SO4 (98.0

g/mol) del 26% de riqueza y de densidad 1.19 g/mL. ¿Qué cantidad de agua habrá que
añadir a 200 mL de dicho ácido para obtener una solución 2.00 N?
R = 3.15 M; 6.30 N; 430 mL

5. Calcular el pH de las disoluciones siguientes usando tratamiento sistemático:

a) HBr 1.0 x 10 8 M
−

R = 6.98
b) H2SO4 1.0 x 10 8 M (considerar que: H2SO4 → 2H+ + SO42 )
− −

R = 6.96

6. a) Describa como prepararía 250 mL de una solución 0.10 M y 0.10 N de HCl (36.46
g/mol), si el ácido concentrado está a 37% en peso y tiene una densidad de 1.18 g/mL. b)
De esta solución, se toma una alícuota de 0.2 mL y se lleva a un matraz aforado de 1 litro,
para enrazar con agua. De esta nueva disolución de HCl se toma nuevamente 1 mL y se
vuelve a enrazar con agua en un matraz aforado de 1 litro. Calcular el pH final.
R = Disolver 2.09 mL de HCl concentrado en agua y diluir a 250 mL con agua. pH = 6.96

7. a) Describa la preparación de 100 mL de HCl 6.0 M a partir de HCl (36.46 g/mol)

concentrado cuyo recipiente indica 1.18 g/mL y 37% (p/p). b) De esta solución, se toma
una alícuota de 0.05 mL y se lleva a un matraz aforado de 1 litro, para enrazar con agua. De
esta nueva disolución de HCl se toma nuevamente 0.05 mL y se vuelve a enrazar con agua
en un matraz aforado de 1 litro. Calcular el pH final.
R = Disolver 50 mL de HCl concentrado en agua y diluir a 100 mL con agua; pH = 6.97

8. Se tiene una disolución de NaOH (base fuerte) de concentración 0.0100 M. De esta

solución, se toma una alícuota de 1.00 mL y se lleva a un matraz aforado de 1 litro, para
enrazar con agua. De esta nueva disolución de NaOH se toma nuevamente 1.00 mL y se
vuelve a enrazar con agua en un matraz aforado de 1 litro.
a) Calcule el pH de la solución final.
R = 7.02
b) Calcule el pH si a 2 litros de la disolución final de base, se le agregan 1.00 mL de HCl
1.0 x 10 4 M.
−

R = 6.91

9. Se tiene una disolución de HCl (ácido fuerte) de concentración 0.0100 M. De esta

disolución, se toma una alícuota de 1.00 mL y se lleva a un matraz aforado de 1 litro, para
enrazar con agua. De esta nueva disolución de HCl se toma nuevamente 1.00 mL y se
vuelve a enrazar con agua en un matraz aforado de 1 litro. ¿Cuál será el pH de la última
disolución?
R = 6.98

10. Se tiene una disolución de H2SO4 de concentración 0.0100 M. De esta disolución, se

toma una alícuota de 1.00 mL y se lleva a un matraz aforado de 1 litro, para enrazar con agua.
De esta nueva disolución de H2SO4 se toma nuevamente 1.00 mL y se vuelve a enrazar
con agua en un matraz aforado de 1 litro. ¿Cuál será el pH de la última solución? Considere
que la disociación es: H2SO4 → 2H+ + SO42 . −

R = 6.96

11. Se tiene una disolución de HCl de concentración 0.0500 M. De esta disolución, se toma
una alícuota de 1.00 mL y se lleva a un matraz aforado de 1 litro, para enrazar con agua. De
esta nueva disolución de HCl se toma nuevamente 1.00 mL y se vuelve a enrazar con agua
en un matraz aforado de 1 litro. ¿Cuál será el pH de la última disolución?
R = 6.89

12. Se tiene una disolución de LiOH de concentración 0.0500 M. De esta solución, se toma
una alícuota de 1.00 mL y se lleva a un matraz aforado de 1 litro, para enrazar con agua. De
esta nueva disolución de LiOH se toma nuevamente 1.00 mL y se vuelve a enrazar con
agua en un matraz aforado de 1 litro.
a) Calcule el pH de la solución final.
R = 7.11
b) Calcule el pH si a 2 litros de la disolución final de base, se le agregan 1.00 mL de HCl
2.0 x 10 4 M.
−

R = 6.89

13. Un frasco de HNO3 (63.0 g/mol) comercial tiene en su etiqueta la siguiente

información: 0.5 % (p/p) y densidad 0.250 g/mL. De esta solución, se toma una alícuota de
1.00 mL y se lleva a un matraz aforado de 1 litro, para enrazar con agua. De esta nueva
disolución de HNO3 se toma nuevamente 1.00 mL y se vuelve a enrazar con agua en un
matraz aforado de 1 litro. Calcule el pH de la solución final.
R = 6.96

14. El hidróxido de calcio, Ca(OH)2, (74.1g/mol) es una base fuerte utilizada para preparar
las conocidas lechadas de cal, que sirven como agentes precipitantes en algunos procesos
industriales. En el rótulo de un frasco que contiene esta disolución se señala que su
concentración es de 0.552 % en masa y una densidad de 0.336 g/mL. De esta solución, se
toma una alícuota de 1.00 mL y se lleva a un matraz aforado de 1 litro, para enrazar con agua.
De esta nueva disolución se toma nuevamente 1.00 mL y se vuelve a enrazar con agua
en un matraz aforado de 1 litro. Calcule el pH de la disolución final.
R = 7.11

15. El hidróxido de Magnesio, Mg(OH)2, (41.3g/mol) es una base fuerte utilizada como
antiácido. En el rótulo de un medicamento dice contiene esta disolución y señala que su
concentración es de 1.3 % en masa y una densidad de 0.07 g/mL. De esta solución, se toma
una alícuota de 1.00 mL y se lleva a un matraz aforado de 1 litro, para enrazar con agua. De
esta nueva disolución se toma nuevamente 1.00 mL y se vuelve a enrazar con agua en un
matraz aforado de 1 litro. Calcule el pH de la disolución final.
R = 7.09

B. pH: Ácidos y Bases Fuertes y Débiles

16. Calcular el pH del jugo gástrico que contiene 0.020 moles por litro de HCl.
R = 1.70

17. Calcular el pH de una disolución de hidróxido de sodio, NaOH 0.40 N.

R = 13.60

18. A 37ºC, el pH de una muestra de sangre es de 7.40. Calcúlese: a) la concentración de

H+, y b) la concentración de OH de esta muestra de sangre. La Kw a 37ºC es 2.51 x 10 14.
− −

R = a) 3.98 x 10 8 M y b) 6.31 x 10 7 M
− −

19. Calcular la concentración de protones en una disolución cuyo pH es igual a 6.80.

R = 1.58 x 10 7 M
−

20. Calcular la concentración de hidroxilos en una disolución de pH = 9.60.

R = 3.98 x 10 5 M
−

21. Calcular el pH y el grado de disociación de una disolución de ácido benzoico 0.100 M,

sabiendo que la constante de ionización de dicho ácido tiene un valor de 6.60 x 10 5.
−

R = pH = 2.59; 0.0257

22. ¿Cuál es el pH de una disolución preparada disolviendo 1.23 g de 2-nitrofenol (139.110

g/mol) (Ka = 6.2 x 10 8) en 0.250 L?
−

R = 4.33

23. El pH de una disolución de o-cresol 0.010 M es 6.05. Hallar el pKa de este ácido débil.
R = 10.10
24. El ingrediente activo de la aspirina es el ácido acetilsalicílico, HC9H7O4 (180 g/mol) un
ácido monoprótico con Ka =3.3 x 10 4 a 25ºC. ¿Cuál es el pH de una disolución preparada
−

disolviendo 3.25 mg de este ácido en 250 mL de disolución?

R = 4.22

25. La efedrina, C10H15ON, un estimulante del sistema nervioso central, se usa en aerosoles
nasales como descongestionante. Este compuesto es una base débil con un valor de Kb de
1.4 x 10 4.
−

a) ¿Qué pH esperaría para una disolución 0.035 M de efedrina?

R = 11.32
b) ¿Cuál es el valor de la pKa del ácido conjugado de la efedrina?
R = 10.15

26. La codeína, C18H21NO3, principio activo utilizado para el tratamiento de la tos, es una
base débil con pKb = 5.79. Calcular el pH de una disolución 0.020 M.
R = 10.26

27. El plasma sanguíneo puede contener una cantidad elevada de ión amonio (considere
como NH4X) del orden de 0.040 M. Suponiendo que no hay más ácidos o bases presentes,
calcúlese el pH de esta disolución. El pKb del amoniaco (NH3) = 4.74
R = 5.32

28. Si disponemos de una disolución 0.200 M de una base débil B con un pH de 12.55,
¿Cuál será la Kb de dicha base?
R = 7.66 x 10 3
−

29. Calcular la concentración molar analítica de una disolución de la base débil D cuyo pH
es 11.47, sabiendo que su Kb tiene un valor de 5.25 x 10-4.
2
R = 1.95 x 10 M
−

26. Calcular el pH de disoluciones de ácido acético a las concentraciones 1.0 x 10 2 M, 1.0

−

x 10 4 M, 1.0 x 10 5 M y 1.0 x 10 6 M. Datos: Ka = 1.8 x 10 5, pKa = 4.74.

− − − −

R = 3.38, 4.46, 5.14 y 6.02 respectivamente.

30. Calcular el pH de una disolución de amoniaco en agua de concentración 0.18 M. Datos:

Kb = 1.8 x 10 5.
−

R = 11.26

31. Una disolución de piridina, C5H5N, que es una base orgánica débil, presenta un pH de
9
8.40. Calcular su concentración molar. Datos: Kb = 1.5 x 10 . −

R = 4.20 x 10 3 M
−

32. a) Un comprimido de aspirina que pesa 0.600 g contiene 580 mg de ácido

acetilsalicílico (AAS) y el resto son excipientes. Calcular el contenido en AAS y expresarlo
en % (p/p). b) la molaridad si se disuelven en 1 L de agua. c) Calcular el pH de la misma
solución. Datos: PM = 176.12 g/mol; pKa de 4.09
R = 96.7%, 3.29x10-3 M, pH = 3.32
C. pH: Sales derivadas de ácidos y bases débiles (Hidrólisis)

33. Calcular el pH de disoluciones de acetato de sodio, NaAc, 0.010, 1.0 x 10 3 y 1.0 x 10 4

− −

M, sabiendo que la constante de ionización del ácido acético es 1.8 x 10 5.

−

R = 8.37; 7.88 y 7.37 respectivamente.

34. Calcular la concentración de una disolución de acetato de sodio cuyo pH = 8.97. Datos:
Ka (HAc) = 1.8 x 10 5. −

R = 0.156 M

35. Hallar la concentración de iones hidroxilo en una disolución acuosa de cloruro de

amonio, NH4Cl, 0.010 M. Datos: Kb (NH3) = 1.8 x 10 5. −

9
R = 4.3 x 10 M.
−

36. Calcular la constante de acidez del ácido benzoico sabiendo que una disolución acuosa
0.010 M de benzoato sódico presenta un pH de 8.09.
R = 6.6 x 10 5
−

37. La quinina, C20H24N2O2, medicamento utilizado en el tratamiento de la malaria, es una

base débil cuyo pKb vale 5.48. Debido a que es poco soluble en agua, suele suministrarse
como cloruro de quinina, que es una sal bastante soluble. Determine el pH de una
disolución 0.200 M de cloruro de quinina.
R = 4.61

38. El ácido sórbico, HC6H7O2, es un ácido monoprótico débil con Ka = 1.7 x 10 5. Su sal
−

(sorbato de potasio) se agrega al queso para inhibir la formación de mohos. ¿Cuál es el pH

de una solución que contiene 4.93 g de sorbato de potasio (112.13 g/mol) en 0.500 Lde
solución?
R = [OH ] = 7.2 x 10 6 M, pH = 8.86
− −

39. Calcular el pH de una disolución de acetato de amonio, NH4Ac 0.010 M. Datos: Ka

(HAc) = 1.8 x 10 5; Kb (NH3) = 1.8 x 10 5.
− −

R = 7.00

40. Calcular el pH de una disolución de cianuro de amonio, NH4CN 0.010 M. Datos: Ka

(HCN) = 4.0 x 10 10; Kb (NH3) = 1.8 x 10 5.
− −

R = 9.33

41. Calcular el pH de una disolución 0.010 M de cianato de amonio, NH 4CNO. Datos: Ka

4 5
(HCNO) = 2.13 x 10 ; Kb (NH3) = 1.8 x 10 .
− −

R = 6.46
D. pH: Disoluciones reguladoras (Amortiguadores)

42. Calcular el pH de una disolución formada por 100 mL de NH3 0.10 M y 5.35 g de
5
NH4Cl (53.49 g/mol). Datos: Kb (NH3) = 1.8 x 10 −

R = 8.25

43. Se desea preparar una disolución reguladora de pH 3.60. Se dispone de los siguientes
ácidos y sus sales sódicas: ácido acético (Ka = 1.8 x 10-5), ácido fórmico (Ka = 1.7 x 10-4) y
ácido cloroacético (Ka = 1.35 x 10-3). ¿Qué ácido y qué sal deben utilizarse para obtener
una disolución reguladora óptima? Justificar la respuesta.
R = Ácido Fórmico/Formiato sódico

44. ¿Cuántos gramos de acetato sódico (82.05 g/mol)) se deben agregar a 100 mL de ácido
acético 0.500 M para preparar una disolución reguladora de pH = 4.50?
Datos: Ka = 1.8 x 10-5
R = 2.47 g

45. ¿Cuál es el pH de una disolución 0.020 M en benzoato sódico y 0.010 M en ácido

benzoico? Datos: Ka (HC6H5COO) = 6.3 x 10-5
R = pH = 4.50

46. Se prepara una disolución reguladora disolviendo en agua 2.00 moles de acetato de
sodio y 2.00 moles de ácido acético, enrasando a un litro. Calcular el pH: a) en la
disolución resultante; b) de la que resultaría si añadimos a la anterior 0.40 moles de hidróxido
de sodio; c) de la que resultaría si en vez de hidróxido de sodio añadiésemos 0.60 moles de
ácido clorhídrico (se supone que no hay variación de volumen).
Datos: Ka = 1.8 x 10-5
R = a) pH = 4.74; b) pH = 4.92; c) pH = 4.47

47. ¿Que variación de pH se produce cuando añadimos 1.00 mL de NaOH 1.00 M a 100
mL de una disolución que contiene 0.18 moles por litro de NH 3 y 0.10 moles por litro de
NH4Cl? Datos: Kb (NH3) = 1.8 x 10-5
R = ∆pH = + 0.06

48. Calcular la relación de concentraciones “acético/acetato” que debe existir en una

disolución reguladora de pH = 5.00. Deducir el cambio de pH que se producirá si a un litro
de la disolución anterior, que es 0.10 M en acético, se añaden 50 mL de HCl 1.0 M.
Datos: Ka (HCH3COO) = 1.8 x 10-5
R = Relación = 0.55; ∆pH = −0.32

49. ¿Cuál es el pH de una solución que a) se preparó al disolver 9.20 g de ácido láctico (90.08
g/mol) (Ka = 1.38 x 10 4) y 11.15 g de lactato de sodio (112.06 g/mol) en agua y se diluyó
−

hasta 1.00 L? y b) es 0.0550 M en ácido acético (Ka = 1.75 x 10 5) y 0.110 M en acetato de

−

sodio?
R = a) 3.85 y b) 4.06
50. ¿Qué peso de formiato de sodio se debe agregar a 400.0 mL de ácido fórmico 1.00 M
para producir una solución reguladora que tenga un pH de 3.50? Datos: Ka = 1.80 x 10 4
−

R = 15.5 g

51. a) Calcular el pH de una solución que es 0.200 M en NH3 y 0.300 M en NH4Cl. b)

Calcular el cambio de pH que ocurre cuando se adiciona una porción de 100 mL de i)
NaOH 0.0500 M y ii) HCl 0.0500 M a 400 mL de la solución amortiguadora. Datos: Kb =
1.75 x 10 5
−

R = a) 9.07; b) i) 9.11 (∆pH = 0.04), ii) 9.02 (∆pH = −0.05)

52. ¿Cuál es pH de una solución que se preparó al disolver 3.30 g de (NH 4)2SO4
(132.13 g/mol) en agua, se adicionaron 125.0 mL de NaOH 0.1011 M y se diluyó hasta
500.0 mL? Datos: Kb (NH3) = 1.8 x 10 5
−

R = 8.78

53. Se disuelven en agua 0.040 moles de ácido ciánico, HCNO, y 0.060 moles de cianato de
sodio, NaCNO, aforando finalmente a 1.00 L. Calcular su pH: a) inicialmente, b) si la
disolución se diluye 10 veces y c) si se diluye 100 veces. Datos: Ka (HCNO) = 2.13 x 10 4
−

R = a) 3.85; b) 3.87; c) 4.03

54. ¿Cuál es pH de una solución que se preparó al disolver 3.00 g de ácido salicílico,
C6H4(OH)COOH (138.12 g/mol) (Ka = 1.06 x 10 3) en 50.0 mL de NaOH 0.1130 M y se
−

diluyó hasta 500.0 mL? Sugerencia: en este caso no funciona la ecuación simplificada de
Henderson-Hasselbalch.
R = 2.63

55. ¿Cuál es pH de una solución que se preparó al disolver 1.50 g de ácido

Ascorbico, C6H8O6 (176.12 g/mol) (Ka = 8 x 10 5) en 50.0 mL de NaOH 0.1130 M y se
−

diluyó hasta
2000.0 mL? Sugerencia: en este caso no funciona la ecuación simplificada de
Henderson- Hasselbalch.
R = 4.41

E. pH: Mezcla de ácidos o bases o sales de distinta naturaleza

56. Calcular el pH de la disolución que resulta de mezclar 25.00 mL de NaOH 0.100 M con
25.00 mL de KOH 0.010 M.
R = 12.74

57. Se dispone de 50.0 mL de una disolución mezcla de los ácidos monopróticos HA 0.100
M y HB 0.100 M, cuyos valores de pKa son respectivamente 3.00 y 7.00. Calcular: a) el pH
de esta disolución; b) el pH de la disolución resultante cuando se añaden 25.0 mL de NaOH
0.100
M.
R = a) pH = 2.02; b) pH = 3.00
58. Calcular la concentración de protones y de iones propionato en una disolución que
contiene 50.0 mL de HCl 0.200 M y 25.0 mL de ácido propiónico, C 2H5COOH, 0.100 M
(Ka = 1.26 x 10 5).
−

R = [H+] = 0.133 M y [C2H5COO ] = 3.15 x 10 6 M

− −

59. Calcular el pH y la concentración de iones acetato, CH3COO , y cianuro, CN , en una

− −

disolución 0.100 M en ácido acético y 0.200 M en HCN. Datos: Ka (CH3COOH) = 1.8 x

10 5; Ka (HCN) = 4.0 x 10 10.
− −

R = pH = 2.87; [Ac ] = 1.34 x 10 3 M y [CN ] = 6.0 x 10 8 M.

− − − −

60. Calcular el pH de la solución que resulta cuando 20.0 mL de ácido fórmico 0.200 M (Ka
= 1.80 x 10 4),
−

a) se diluyen hasta 45.0 mL con agua destilada.

R = 2.41
b) se mezclan con 25.0 mL de solución de NaOH 0.160 M.
R = 8.35
c) se mezclan con 25.0 mL de solución de NaOH 0.200 M.
R = 12.35
d) se mezclan con 25.0 mL de solución de formiato de sodio 0.200 M.
R = 3.84

61. Calcular el pH de la solución que resulta cuando 40.0 mL de NH 3 0.100 M (Kb = 1.75 x
10 5)
−

a) se diluyen hasta 200.0 mL con agua destilada.

R = 10.77
b) se mezclan con 20.0 mL de solución de HCl 0.200M.
R = 5.21
c) se mezclan con 20.0 mL de solución de HCl 0.250 M.
R = 1.78
d) se mezclan con 20.0 mL de solución de NH4Cl 0.200 M.
R = 9.24
e) se mezclan con 20.0 mL de solución de HCl 0.100 M.
R = 9.24

62. Calcular el pH de una solución que es:

a) 0.0100 M en HCl y 0.0200 M en ácido pícrico (Ka = 0.43)
R = 1.54
b) 0.0100 M en HCl y 0.0200 M en ácido benzoico (Ka = 6.28 x 10 5) −

R = 1.99
c) 0.0100 M en NaOH y 0.100 M en Na2CO3 [(H2CO3) Ka2 = 4.69 x 10 11] −

R = 12.07
d) 0.0100 M en NaOH y 0.100 M en NH3 (Kb = 1.75 x 10 5) −

R = 12.01

63. Calcular el pH de una solución que contiene:

a) 50 mL de NH3 0.010 M + 30 mL de NH4Cl 0.10 M [Kb (NH3) = 1.75 x 10 5] −
R = 8.46
b) 50 mL de NH3 0.10 M + 15 mL de NaOH 0.10 M
R = 12.36
c) 100 mL de NH4CN 0.020 M [Ka (HCN) = 4.0 x 10 10; Kb (NH3) = 1.75 x 10 5]
− −

R = 9.32
d) 50 mL de NaHS 0.20 M [(H2S) Ka1 = 1.0 x 10 7; Ka2 = 1.0 x 10 13]
− −

R = 10.00

64. Calcule el pH de las siguientes mezclas: Datos: Ka (CH3COOH) = 1.8 x 10 5 −

a) 100 mL NaCl 0.10 M + 250 mL CH3COONa 0.010 M + 100 mL KCl 0.010 M

R = 8.25
b) 30 mL HCl 0.10 M + 50 mL NaOH 0.010 M + 100 mL NaCl 0.010 M
R = 1.85
c) 100 mL CH3COONa 0.010 M + 10 mL CH3COOH 0.10 M
R = 4.74
d) 100 mL NaOH 0.10 M + 20 mL CH3COONa 0.10 M, + 100 mL NaCl 0.10 M
R = 12.65
e) 100 mL HCl 0.10 M + 100 mL CH3COOH 0.10 M + 100 mL KCl 0.010 M
R = 1.48

65. Calcular la concentración de iones sulfuro en una disolución que es 0.025 M en H 2S y

0.010 M en HCl. Datos: [(H2S) Ka1 = 1.0 x 10 7; Ka2 = 1.0 x 10 13]
− −

18
R = 2.5 x 10 M
−

66. Calcular el pH de las disoluciones que resultan de mezclar: a) 90.0 mL de NH 3 0.100 M

con 10.0 mL de HCl 0.100 M y b) 55.0 mL de NH3 0.100 M con 45.0 mL de HCl 0.100 M.
Datos: Kb (NH3) = 1.8 x 10 5
−

R = a) 10.15; b) 8.60