A 25 oC, ¿cuál es la concentración de ion hidronio en cloruro de anilina 2.00 x 10-3 M?

La concentración de ion hidronio \([H_3O^+]\) en una solución de cloruro de anilina se puede calcular considerando que el cloruro de anilina es una sal formada por un ácido débil (el ion anilinio \(\mathrm{C_6H_5NH_3^+}\)) y una base conjugada fuerte (el ion cloruro \(\mathrm{Cl^-}\)).

El ion anilinio se comporta como un ácido débil en solución acuosa, lo que significa que se disociará parcialmente para donar protones (\(\mathrm{H^+}\)), generando ion hidronio \(\mathrm{H_3O^+}\) en el proceso.

La ecuación de disociación para el ion anilinio es:

\[
\mathrm{C_6H_5NH_3^+} \rightleftharpoons \mathrm{C_6H_5NH_2} + \mathrm{H^+}
\]

Dado que el ácido es débil, necesitamos la constante de acidez \(K_a\) del ion anilinio para calcular la concentración de \( [H_3O^+]\). Sabemos que:

\[
K_a = \frac{[H_3O^+][C_6H_5NH_2]}{[C_6H_5NH_3^+]}
\]

Como \([H_3O^+] = [C_6H_5NH_2]\) y \([C_6H_5NH_3^+] = 2.00 \times 10^{-3} \, \text{M}\), necesitamos el valor de \(K_a\) para el ion anilinio. A 25°C, el valor de \(K_a\) del ion anilinio es aproximadamente \(2.4 \times 10^{-5}\).

Aplicamos la ecuación de \(K_a\):

\[
K_a = \frac{[H_3O^+]^2}{[C_6H_5NH_3^+]}
\]

Sustituyendo los valores:

\[
2.4 \times 10^{-5} = \frac{[H_3O^+]^2}{2.00 \times 10^{-3}}
\]

Despejamos para \( [H_3O^+] \):

\[
[H_3O^+]^2 = (2.4 \times 10^{-5}) \times (2.00 \times 10^{-3}) = 4.8 \times 10^{-8}
\]

\[
[H_3O^+] = \sqrt{4.8 \times 10^{-8}} \approx 6.93 \times 10^{-4} \, \text{M}
\]

Por lo tanto, la concentración de ion hidronio es aproximadamente \(6.93 \times 10^{-4}\, \text{M}\).

¿Te gustaría más detalles o tienes alguna pregunta?

### Preguntas relacionadas:
1. ¿Cómo se calcula \( K_b \) a partir de \( K_a \) para la anilina?
2. ¿Cómo afecta la constante de acidez a la concentración de \( [H_3O^+] \)?
3. ¿Qué papel juega el cloruro en esta disociación?
4. ¿Cómo afecta la temperatura a la constante de acidez?
5. ¿Qué sucede si la concentración de cloruro de anilina cambia?

### Tip:
Recuerda que cuando se trabaja con ácidos y bases débiles, la concentración de ion hidronio es generalmente baja, por lo que siempre es útil comprobar el \(K_a\) del compuesto en cuestión.

Find the concentration of hydronium ion ([H3O+]) in a 2.00 x 10-3 M solution of aniline chloride at 25°C. This problem involves chemical equilibrium concepts and the use of the acid dissociation constant (Ka) to determine the concentration of ions in a weak acid solution. Ideal for undergraduate chemistry students.

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