Equilibrio ácido-base: pH, anfótero y principio de Le Chatelier (2014)

, por F_y_Q

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Considera el equilibrio: \ce{H2SO4 + H2O <=> HSO4- + H3O+}:

a) ¿Cuál será el pH del sistema si el \ce{H2SO4} tiene una concentración 0.2 M?

b) La especie \ce{HSO_4-}, ¿es un ácido o una base? Escribe el equilibrio o los equilibrios que ilustren tu respuesta.

c) ¿Qué ocurrirá con el pH del sistema si añadimos bisulfato de potasio al equilibrio? Razona la respuesta.

P.-S.

a) Dado que el ácido sulfúrico es un ácido muy fuerte, estará completamente disociado y las concentraciones serán:

[\ce{HSO4-}] = [\ce{H3O+}] = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 0.2\ M}

El pH es:

pH = -\log\ [\ce{H3O+}]\ \to\ pH = -\log\ 0.2 = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 0.7}}


b) Es un anfótero, es decir, puede actuar como ácido o como base, según sea el medio. Los equilibrios que puede establecer son:

\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{\ce{HSO4- + H2O <=> SO4^{2-} + H3O+}}}}

\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{\ce{HSO4- + H2O <=> H2SO4 + OH-}}}}


c) El pH aumentará. Al añadir \ce{KHSO4}, que se disocia en \ce{K+} y \ce{HSO4-}, aumenta la concentración de esta especie en el equilibrio dado, con lo que este se desplaza hacia la izquierda, según el principio de Le Chatelier, y se consume parte del \ce{H3O+}, lo que hace que aumente el valor del pH.