Para abordar este problema, primero recordemos algunos conceptos básicos de la química ácido-base.

1. Fórmula de la constante de disociación ácida (Ka):

La constante de disociación ácida (\(K_a\)) se define como el producto de la concentración de los iones hidronio (\([H_3O^+]\)) y los iones del ácido (\([A^-]\)), dividido por la concentración del ácido sin disociar (\([HA]\)). Para un ácido débil, la constante de disociación se expresa como:

\[ K_a = \frac{[H_3O^+][A^-]}{[HA]} \]

recordemos que
– \([H_3O^+]\) es la concentración de iones hidronio.
– \([A^-]\) es la concentración de los iones del ácido disociado.
– \([HA]\) es la concentración del ácido sin disociar.

Un ácido débil tiene una constante de disociación (\(K_a\)) pequeña, lo que significa que está menos disociado en solución. Por otro lado, un ácido fuerte tendría una constante de disociación grande, indicando una mayor disociación en solución.

2. Cálculo del pH:

El pH se define como el negativo del logaritmo en base 10 de la concentración de iones hidronio (\([H_3O^+]\)) en una solución acuosa. La relación se expresa como:

\[ pH = -\log [H_3O^+] \]

Ahora, apliquemos estos conceptos al problema dado:

a) Identificar el ácido más débil:

Para determinar qué ácido es más débil, comparamos sus constantes de disociación (\(K_a\)). Dado que el ácido acético tiene una \(K_a\) de \(1,8 \times 10^{-5}\) y el ácido salicílico tiene una \(K_a\) de \(1,0 \times 10^{-3}\), podemos concluir que el ácido acético es el más débil, ya que su constante de disociación es menor.

b) Determinar la disolución con menor pH:

El pH de una disolución está relacionado con la concentración de iones hidronio (\([H_3O^+]\)). Cuanto mayor sea la concentración de iones hidronio, menor será el pH de la solución.

Dado que el pH se relaciona inversamente con la constante de disociación (\(K_a\)), donde una mayor constante de disociación implica una mayor concentración de iones hidronio, podemos concluir que la disolución del ácido con una constante de disociación más alta tendrá un pH más bajo.

En este caso, como la constante de disociación (\(K_a\)) del ácido salicílico (1,0 × 10^(-3)) es mayor que la del ácido acético (1,8 × 10^(-5)), la disolución de ácido salicílico tendrá un pH más bajo.