• Asignatura: Química
  • Autor: gisselaguevara
  • hace 8 años

Una muestra de 20.0 mL de una disolución de HBr 0.200 M se titula con una disolución de NaOH 0.200 M. Calcule el pH de la disolución después de que se agregan los siguientes volúmenes de base: (a) 15.0 mL, (b) 19.9 mL, (c) 20.0 mL, (d) 20.1 mL, (e) 35.0 mL.

Respuestas

Respuesta dada por: ales2892
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El pH de la disolucion después de que se agrega cierto volumen de base es:

a) 1.52

b) 3.3

c) 7

d) 10.7

e) 12.74

Explicación:

La reacción que tiene lugar en la titulación es:

NaOH (ac) + HBr (ac) ⇒ NaBr (ac) + H₂O (l)

a) Número de moles contenidos en las cantidades agregadas:

moles de HBr= 0.2 mol/L * 0.02 L= 4 x 10 ⁻³ mol

moles de NaOH= 0.2 mol/L * 0.015 L= 3 x 10⁻³ mol

De acuerdo con la estequiometría de la reacción:

Moles de NaOH que reaccionan:

4 x 10 ⁻³ mol HBr * (1 mol NaOH / 1 mol HBr) = 4 x 10 ⁻³ mol NaOH

Cómo las moles de NaOH son menores a las que se necesitan para que el ácido reacciones completamente, quedan moles de HBr sin reaccionar:

4 x 10 ⁻³ - 3 x 10⁻³ = 1 x 10⁻³ mol HBr

Se calcula la concentración molar del ácido que queda sin reaccionar, se consideran los volúmenes como aditivos.

[HBr]= 1 x 10⁻³ mol / (0.02+0.015)L = 0.03 M

Con esta concentración se determinará el pH.

El HBr es un ácido fuerte, por tanto la concentración de protones H⁺ es igual a la concentración del ácido.  

HBr (ac) ⇒ H⁺ (ac) +  Br⁻ (ac)

[HBr]= [ H⁺]= 0.03 M

pH= -log [ H⁺]= 1.52

b) Número de moles contenidos en las cantidades agregadas:

moles de HBr= 0.2 mol/L * 0.02 L= 4 x 10 ⁻³ mol

moles de NaOH= 0.2 mol/L * 0.0199 L= 3.98 x 10⁻³ mol

Se necesitan  4 x 10 ⁻³ mol NaOH  para que reaccionen completamente con el ácido.

Moles de HBr que quedan sin reaccionar:

4 x 10 ⁻³ - 3.98 x 10⁻³ = 2 x 10⁻⁵ mol HBr

Concentración molar del ácido que queda sin reaccionar:

[HBr]= 2 x 10⁻⁵  mol / (0.02+0.0199)L = 5.01 x 10⁻⁴ M

Con esta concentración se determinará el pH.

[HBr]=  [ H⁺]= 5.01 x 10⁻⁴ M

pH= -log [ H⁺]= 3.3 M

c) Número de moles contenidos en las cantidades agregadas:

moles de HBr= 0.2 mol/L * 0.02 L= 4 x 10 ⁻³ mol

moles de NaOH= 0.2 mol/L * 0.02 L=  4 x 10 ⁻³ mol

La cantidad de NaOH es suficiente para neutralizar completamente el ácido, por tanto:

[OH⁻]=  [ H⁺]

pH= 7

d) Número de moles contenidos en las cantidades agregadas:

moles de HBr= 0.2 mol/L * 0.02 L= 4 x 10 ⁻³ mol

moles de NaOH= 0.2 mol/L * 0.0201 L= 4.02 x 10⁻³ mol

Las moles de NaOH son mayores a las que se necesitan para que el ácido reaccione completamente.

Moles de NaOH que quedan sin reaccionar:

4.02 x 10 ⁻³ - 4 x 10⁻³ = 2 x 10⁻⁵ mol NaOH

Concentración molar de la base que queda sin reaccionar:

[NaOH]= 2 x 10⁻⁵  mol / (0.02+0.0201)L = 4.99 x 10⁻⁴ M

El pH está dado por la concentración de la base que queda en el medio.

El NaOH es una base fuerte, por lo cual se ionizará completamente.

NaOH (ac)  ⇒ Na⁺ (ac) + OH⁻ (ac)

[NaOH]=  [OH⁻]= 4.99 x 10⁻⁴ M

pOH= -log [ OH⁻ ]= 3.3 M

pH= 14 - pOH= 10.7

e) Número de moles contenidos en las cantidades agregadas:

moles de HBr= 0.2 mol/L * 0.02 L= 4 x 10 ⁻³ mol

moles de NaOH= 0.2 mol/L * 0.035 L= 7 x 10⁻³ mol

Las moles de NaOH son mayores a las que se necesitan para que el ácido reaccione completamente.

Moles de NaOH que quedan sin reaccionar:

7 x 10 ⁻³ - 4 x 10⁻³ = 3 x 10⁻³ mol NaOH

Concentración molar de la base que queda sin reaccionar:

[NaOH]= 3 x 10⁻³  mol / (0.02+0.035)L =  0.055 M

El pH está dado por la concentración de la base que queda en el medio.

[NaOH]=  [OH⁻]= 0.055 M

pOH= -log [ OH⁻ ]= 1.26 M

pH= 14 - pOH= 12.74

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