1.
a. ( underset { text {acid}} {HSO ^ −_ {4} , (aq)} + underset { text {base}} {H_2O , (l)} rightleftharpoons underset { text {base conjugada}} {SO ^ {2 -} _ {4} , (aq)} + underset { text {conjugate acid}} {H_3O ^ + , (aq)} )
b. ( underset { text {base}} {C_3H_7NO_ {2} , (aq)} + underset { text {acid}} {H_3O ^ + , (aq)} rightleftharpoons underset { text { ácido conjugado}} {C_3H_8NO ^ + _ {2} , (aq)} + underset { text {conjugate base}} {H_2O , (l)} )
c. ( underset { text {acid}} {HOAc , (aq)} + underset { text {base}} {NH_ {3} , (aq)} rightleftharpoons underset { text {base conjugada }} {CH_3CO ^ −_ {2} , (aq)} + underset { text {conjugate acid}} {NH ^ + _ {4} , (aq)} )
d. ( underset { text {acid}} {SbF_ {5} , (aq)} + underset { text {base}} {2 , HF , (aq)} rightleftharpoons underset { text {ácido conjugado}} {H_2F ^ + , (aq)} + underset { text {base conjugada}} {SbF_6 ^ – (aq)} )
2.
a. ( underset { text {acid}} {HF , (aq)} + underset { text {base}} {H_2O , (l)} rightleftharpoons underset { text {conjugate acid}} { H_ {3} O ^ {+} , (aq)} + underset { text {conjugate base}} {F ^ {-} , (aq)} )
b. ( underset { text {base}} {CH_ {3} CH_ {2} NH_ {2} , (aq)} + underset { text {acid}} {H_ {2} O , (l )} rightleftharpoons underset { text {conjugate acid}} {CH_ {3} CH_ {2} NH_ {3} ^ {+} , (aq)} + underset { text {base conjugada}} {OH ^ {-} , (aq)} )
c. ( underset { text {acid}} {C_ {3} H_ {7} NO_ {2} , (aq)} + underset { text {base}} {OH ^ {-} , (aq )} rightleftharpoons underset { text {conjugate base}} {C_ {3} H_ {6} NO_ {2} ^ {-} , (aq)} + underset { text {conjugate acid}} {H_ {2} O , (l)} )
d. ( underset { text {base}} {CH_ {3} CO_ {2} H , (aq)} + underset { text {acid}} {2 , HF , (aq)} rightleftharpoons underset { text {conjugate acid}} {CH_ {3} C (OH) _ {2} ^ {+} , (aq)} + underset { text {conjugate base}} {HF_ {2} ^ {-} (aq)} )
3. ( underset { text {base}} {NaH , (s)} + underset { text {acid}} {H_ {2} O , (l)} rightleftharpoons underset { text {conjugate acid}} {H_ {2} , (g)} + underset { text {conjugate base}} {NaOH , (aq)} )
4.
a. (K_a = frac {[CO_ {3} ^ {2 -}] [H_ {3} O ^ {+}]} {[HCO_ {3} ^ {-}]} )
b. (K_a = frac {[formato] [H_ {3} O ^ {+}]} {[formic , ácido]} )
c. (K_a = frac {[H_ {2} PO_ {4} ^ {-}] [H_ {3} O ^ {+}]} {[H_ {3} PO_ {4}]} )
5.
a. (K_b = frac {[CO_ {3} ^ {2 -}] [H_ {3} O ^ {+}]} {[HCO_ {3} ^ {-}]} )
b. (K_b = frac {[NH_ {3}] [OH ^ {-}]} {[NH_ {2} ^ {-}]} )
c. (K_b = frac {[HS ^ {-}] [OH ^ {-}]} {[S ^ {2 -}]} )
6. Los ácidos fuertes tienen el (pK_a ) más pequeño.
a. El equilibrio se encuentra principalmente a la derecha porque (HBr ) ( (pK_a = -8.7 )) es un ácido más fuerte que (H_ {3} O ^ {+} ) ( (pK_a = -1.7 )) y (H_ {2} O ) ( (pK_a = 14 )) es una base más fuerte que (Br ^ – ) ( (pK_a = -8.7 )).
b. El equilibrio se encuentra principalmente a la izquierda porque (H_ {2} ) ( (pK_a = 36 )) es un ácido más fuerte que (NH_ {3} ) ( (pK_a = 38 )) y ( ( NaNH_2 )) ( (pK_a = 38 )) es una base más fuerte que (NaH ) ( (pK_a = 35 )).
c. El equilibrio se encuentra principalmente a la izquierda porque (CH_ {3} OH ) ( (pK_a = 17 )) es un ácido más fuerte que (NH_ {3} ) ( (pK_a = 38 )) y ( NH_ {2} ^ {-} ) ( (pK_a = 38 )) es una base más fuerte que (OCH_ {3} ^ {-} ) ( (pK_a = 25 )).
d. El equilibrio se encuentra a la derecha porque (HCl ) ( (pK_a = -7 )) es un ácido más fuerte que (NH_ {4} ^ {+} ) ( (pK_a = 9.3 )) y ( NH_ {3} ) es una base más fuerte que (Cl ^ {-} ) ( (pK_a = -7 )).
7. Para identificar la base más fuerte podemos determinar su ácido conjugado más débil. Los ácidos conjugados de (CH_ {3} ^ {-} ), (NH_ {2} ^ {-} ) y (S_ {2} ^ {-} ) son (CH_ {4} ), (NH_ {3} ) y (HS ^ {-} ), respectivamente. Luego, consideramos que la acidez aumenta con la carga positiva en la molécula, descartando que (S_ {2} ^ {-} ) es la base más débil. Finalmente, consideramos que la acidez aumenta con la electronegatividad, por lo tanto, (NH_ {3} ) es el segundo más básico y (CH_ {4} ) es el más básico. Para distinguir entre la fuerza de los ácidos (HIO_3 ), (H_ {2} SO_ {4} ) y (HClO_4 ) podemos considerar que el mayor estado de electronegatividad y oxidación del no metal central es mayor ácido, por lo tanto, el orden de acidez es: (HIO_3 ) < (H_ {2} SO_ {4} ) < (HClO_4 ) porque la electronegatividad y el estado de oxidación aumenta de la siguiente manera: (I (+5) < S (+6) 8. No es exacto decir que una solución 2.0 M de (H_2SO_4 ), que contiene dos protones ácidos por molécula, es 4.0 M en (H ^ + ) porque una solución 2.0 M de ( H_2SO_4 ) es equivalente a 4.0 N en (H ^ + ). ( frac {2.0 , mol , H_ {2} SO_ {4}} {1 , L} times frac {2 , eq , H ^ {+}} {1 , mol , H_ {2} SO_ {4}} = frac {4 , eq , H ^ {+}} {L} = 4 , N , H ^ {+} ) 9. La alcalinidad es una medida de la capacidad de neutralización del ácido. La basicidad del suelo se define de esta manera porque bases como (HCO_ {3} ^ {-} ) y (CO_ {3} ^ {2 -} ) pueden neutralizar los ácidos en el suelo. Debido a que la mayoría del suelo tiene un pH entre 6 y 8, la alcalinidad se puede estimar solo por sus especies de carbonato. A un pH casi neutro, la mayoría de las especies de carbonatos son bicarbonatos. 10. Las soluciones acuosas de sales como (CaCl_ {2} ) son neutras porque se crea a partir de ácido clorhídrico (un ácido fuerte) e hidróxido de calcio (una base fuerte). Una solución acuosa de (NaNH_2 ) es básica porque puede desprotonar alquinos, alcoholes y una gran cantidad de otros grupos funcionales con protones ácidos como ésteres y cetonas. 11. a. (Li_3N ) es una base porque el par solitario en el nitrógeno puede aceptar un protón. b. (NaH ) es una base porque el hidrógeno tiene una carga negativa. c. (KBr ) es neutral porque está formado por (HBr ) (un ácido fuerte) y (KOH ) (una base fuerte). d. (C_2H_5NH_3Cl ) es ácido porque puede donar un protón. 12. a. Se espera que el pH aumente. ( underset { text {acid}} {LiCH_ {3} , (aq)} + underset { text {base}} {H_2O , (l)} rightleftharpoons underset { text {base conjugada }} {LiOH , (aq)} + underset { text {conjugate acid}} {CH_ {4} , (aq)} ) b. Se espera que el pH aumente. ( underset { text {acid}} {MgCl_ {2} , (aq)} + underset { text {base}} {H_2O , (l)} rightleftharpoons underset { text {conjugate acid }} {2 , HCl , (aq)} + underset { text {base conjugada}} {MgO , (aq)} ) c. Se espera que el pH permanezca igual. (K_ {2} O , (aq) + H_2O , (l) rightleftharpoons 2 , KOH , (aq) ) d. Se espera que el pH aumente. ( underset { text {acid}} {(CH_3) _2NH_2 ^ + Br ^ – , (aq)} + underset { text {base}} {H_2O , (l)} rightleftharpoons underset { text {conjugate acid}} {H_3O ^ {+} , (aq)} + underset { text {conjugate base}} {(CH_ {3}) _ {2} NH , (aq)} ) 13. Se espera que (Sn (H_2O) _4 ^ {2 +} ) sea más ácido que (Pb (H_2O) _4 ^ {2 +} ) porque (Sn ) es más electronegativo que (Pb ). 14. Se espera que (Sn (H_2O) _6 ^ {4 +} ) sea más ácido que (Sn (H_2O) _4 ^ {2 +} ) porque la carga en (Sn ) es mayor ( (4 ^ +> 2 ^ + )). 15. Sí, es posible que el orden de aumento de la resistencia base sea: (LiH