Respuestas
Venga.
Problema 7.
Mira; no se si requieras todo el procedimiento para obtener la normalidad (si es así, coméntamelo), pero hay una manera que considero mucho más sencilla de obtenerla.
Primero, calculamos la molaridad de la solución:
M = (n. moles de ácido sulfúrico)/(volumen de solución (L))
Recordemos que para obtener el número de moles de una sustancia utilizamos:
n. moles = (masa de la sustancia)/(peso molecular de la sustancia)
Entonces, podemos aplicar directamente la fórmula del n. moles a la de molaridad y sustituimos los valores que nos dan:
M = ((masa de H2SO4)/(peso molecular del H2SO4))/(volumen de solución (L)
M = ((0.02 g H2SO4)/(98 g/mol H2SO4))/(0.25 L solución)
M = (0.02 g H2SO4)/((0.25 L solución)(98 g/mol H2SO4))
M = 8.1632x10^-4 M H2SO4
Para convertir la concentración molar a normal, simplemente utilizamos la siguiente relación:
N = (M)(#)
En este caso, el signo # refiere al número de iones hidrógeno presentes en la molécula del H2SO4 (que son 2). Entonces, lo único que hacemos es multiplicar la molaridad por un factor de 2:
N = (8.1632x10^-4 M H2SO4)(2) = 1.6326x10^-3 N H2SO4.
Y listo.
Problema 8.
Aquí también sería ideal realizar una conversión de molaridad a normalidad, ya que regularmente se utiliza la concentración molar para la gran mayoría de cálculos químicos; en este caso, el cálculo del pH.
Utilizamos la misma relación de arriba. Aquí no tenemos que hacer un gran cálculo; sabemos que el ácido nítrico (HNO3) tiene un solo ion hidrógeno en su molécula; entonces, se entiende que su # = 1. Por lo tanto, la normalidad del ácido nítrico también se puede manejar directamente como su molaridad.
Debemos hacer uso de otra fórmula:
c1*v1 = c2*v2
de la cuál, "c" hace referencia a las distintas concentraciones y "v" a los distintos volúmenes que se nos dan. En este caso, queremos preparar 250 ml de una solución 0.5 N (0.5 M) de HNO3 a partir de una de 2 N (2 M). Entonces, buscamos v1:
v1 = (c2*v2)/c1
Designemos c2 = 0.5 M, v2 = 250 ml y c1 = 2 M:
v1 = ((0.5 M HNO3)(250 ml sol. HNO3))/(2 M HNO3)
v1 = 62.5 ml HNO3
Experimentalmente, lo que se tendría que realizar es medir un volumen de 62.5 ml de solución 2 N de HNO3 y diluirlos con un volumen de agua destilada de 187.5 ml. De esta forma, la solución alcanza el volumen de 250 ml y la concentración de 0.5 N.
Finalmente, el pH estaría determinado por la concentración del ácido nítrico; entonces, simplemente utilizamos la fórmula:
pH = -log(M HNO3)
donde el -log(M HNO3) hace referencia al menos logaritmo (de base diez) de la concentración del ácido.
pH = -log(0.5 M HNO3)
pH = 0.301029
Eso sería todo. Espero te sirva mucho.
Saludos y éxito.