Question

Pregunta A4.- Para las siguientes reacciones de neutralización, formule la reacción y calcule el pH de la disolución que resulta tras:
a) Mezclar 50 mL de ácido sulfúrico 2 M con 50 mL de hidróxido de sodio 5 M.
b) Añadir 0,1 g de hidróxido de sodio y 0,1 g de cloruro de hidrógeno a un litro de agua destilada. Datos. Masas atómicas: H =1,0; O = 16,0; Na = 23,0; Cl = 35,5. Puntuación máxima por apartado: 1 punto. PRUEBA SELECTIVIDAD MADRID CONVOCATORIA SEP 2013-2014 QUIMICA.

Answer 1

Pregunta A4.- Para las siguientes reacciones de neutralización, formule la reacción y calcule el pH de la disolución que resulta tras: 

a) Mezclar 50 mL de ácido sulfúrico 2 M con 50 mL de hidróxido de sodio 5 M. 

Solucion: 

Reacción de neutralización:

H₂SO₄ + 2 NaOH → Na₂SO₄ + 2 H₂O
n(H₂SO₄) = V · M = 50×10⁻³L· 2 mol/L = 0,1 mol.
n(NaOH) =  V · M = 50×10⁻³L· 5 mol/L = 0,25 mol.

La reacción de neutralización se lleva a cabo hasta que se agote alguno de los reactivos

                                             H₂SO₄ + 2 NaOH → Na₂SO₄ + 2 H₂O
Condiciones iniciales (mol)      0,1         0,25               -          exceso
Reacciona                               -0,1        -2·0,1            0,1        exceso
Condiciones finales (mol)         0             0,05            0,1        exceso

Una vez que se agota el ácido sulfúrico, quedan 0,05 mol de NaOH en exceso que dan una concentración de:

$[NaOH]= \frac{n(NaOH)exc}{V(L)}= \frac{0,05}{100x10^{-3}}=0,5M$

El hidróxido de sodio por ser una base fuerte se disocia totalmente originando una concentración de oxidrilos de igual valor.

$NaOH \frac{H_{2}O}{}Na^{+}+OH^{-}$
$[OH^{-}]=[NaOH]_{exc}=0,5M \\ pOH=-log[OH^{-}]=log(0,5)=0,3=\ \textgreater \ pH=14-0,3=13,7$

b) Añadir 0,1 g de hidróxido de sodio y 0,1 g de cloruro de hidrógeno a un litro de agua destilada. 

Datos: Masas atómicas: H =1,0; O = 16,0; Na = 23,0; Cl = 35,5.

$NaOH+HCL=\ \textgreater \ NaCl+H_{2}O$ 

$n(NaOH)= \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)}= \frac{0,1g}{40 \frac{g}{mol}}2,5x10^{-3}mol \\n(HCl)= \frac{m(HCl)}{M(HCl)}= \frac{0,1g}{36,5 \frac{g}{mol}}2,74x10^{-3}mol$

La reacción de neutralización se lleva a cabo hasta que se agote uno de los reactivos: 

                                                 NaOH       +      HCl  →       NaCl     +   H₂O
Condiciones iniciales (mol)    2,5×10⁻³          2,74×10⁻³                      exceso
Reacciona                             -2,5×10⁻³          -2,5×10⁻³    2,5×10⁻³    exceso
Condiciones finales (mol)           0                  2,4×10⁻⁴    2,5×10⁻³     exceso

Una vez que se agota el hidróxido de sodio, quedan sin reaccionar 2,4×10⁻⁴ mol de ácido clorhídrico, que al ser un ácido fuerte se disocia totalmente originando una concentración de protones de igual valor.

$[HCl]_{exc}= \frac{n(HCl)_{exc}}{V(L)}= \frac{2,4x10^{-4}}{1}=2,4x10^{-4}M \\ HCl + H_{2}O =\ \textgreater \ Cl^{-}+H_{3}O^{+}$=[HCl]_{exc}=2,4x10^{-4}M [/tex]
$[tex]pH=log[H_{3}O^{+}]=-log(2,4x10^{-4})=3,62$ 

PRUEBA SELECTIVIDAD MADRID CONVOCATORIA SEP 2013-2014 QUIMICA.