Ejercicio - Concepto de pH y pOH

Solución: La acidez de un ácido depende de su constante de acidez \( K_a \). Cuanto mayor es \( K_a \), más disociado está el ácido en agua, y por tanto, más fuerte es. Según los datos: \[ K_a(\text{HClO}_2) = 10^{-2} > K_a(\text{HF}) = 10^{-4} > K_a(\text{C}_6\text{H}_5\text{COOH}) = 10^{-5} > K_a(\text{HCN}) = 10^{-10} \] Esto significa que el orden de acidez (de mayor a menor) es: \[ \text{HClO}_2 > \text{HF} > \text{C}_6\text{H}_5\text{COOH} > \text{HCN} \] \( \textbf{Conclusión:} \quad \text{El ácido más fuerte es el } \text{HClO}_2, \text{ y el más débil es el } \text{HCN}. \)

Solución: El pH de una disolución ácida depende de la concentración de iones \( \text{H}_3\text{O}^+ \) (o \( \text{H}^+ \)) que libera el ácido en el equilibrio. A igualdad de concentración, el ácido que tiene mayor constante de acidez \( K_a \) se disocia más, y por tanto libera una mayor cantidad de iones \( \text{H}_3\text{O}^+ \), lo que implica un pH más bajo. Dado que: \[ K_a(\text{HClO}_2) = 10^{-2} \] es el valor más alto entre los ácidos propuestos, el ácido \( \text{HClO}_2 \) es el que más se disocia y, por tanto, el que genera mayor concentración de protones. \( \textbf{Conclusión:} \quad \text{El ácido con menor pH en disolución es } \text{HClO}_2. \)

Solución: Cuando un ácido se disuelve en agua, dona un protón \( (\text{H}^+) \) al agua, formando el ion hidronio \( \text{H}_3\text{O}^+ \). Lo que queda del ácido después de ceder el protón es su \textbf{base conjugada}. Los equilibrios de ionización para cada ácido son: \[ \text{HClO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{ClO}_2^- + \text{H}_3\text{O}^+ \quad \Rightarrow \quad \text{Base conjugada: } \text{ClO}_2^- \] \[ \text{HF} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{F}^- + \text{H}_3\text{O}^+ \quad \Rightarrow \quad \text{Base conjugada: } \text{F}^- \] \[ \text{C}_6\text{H}_5\text{COOH} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{C}_6\text{H}_5\text{COO}^- + \text{H}_3\text{O}^+ \quad \Rightarrow \quad \text{Base conjugada: } \text{C}_6\text{H}_5\text{COO}^- \] \[ \text{HCN} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{CN}^- + \text{H}_3\text{O}^+ \quad \Rightarrow \quad \text{Base conjugada: } \text{CN}^- \] \( \textbf{Conclusión:} \quad \text{Las bases conjugadas son: } \text{ClO}_2^-, \, \text{F}^-, \, \text{C}_6\text{H}_5\text{COO}^- \text{ y } \text{CN}^-. \)