Question

PPROBLEMA 2.- Calcula:
a) El pH de l a disolución que resulta de mezclar 250 mL de HCl 0,1 M con 150 mL de NaOH
0,2 M. Se supone que los volúmenes son aditivos.
b) La riqueza de un NaOH comercial, si 30 g necesitan 50 mL de H2SO4 3 M, para su
neutralización.
DATOS: Ar
(Na) = 23 u; Ar
(H) = 1 u; Ar
(O) = 16 u.


Prueba de Selectividad, Andalucia, Junio 2014, QUIMICA

Answer 1

Respuesta para el problema 2 de la prueba de Selectividad, Andalucia, Junio 2014, QUIMICA

a)Los ácidos y las bases tienen un comportamiento de reacción en el que dan lugar a sales según la reacción de neutralización: 

                                  ácido + base → sal + H₂O. 

De la resolución resultante el pH va a  depender de las cantidades relativas del ácido y la base, y de su naturaleza. En el este que nos indican en el problema tanto el ácido como la base son fuertes por lo tanto la sal que se forma (NaCl) no se hidroliza ni forma disoluciones amortiguadoras del pH: 

                                           HCl + NaOH → NaCl + H₂O

y el pH final está determinado por el reactivo que esté en exceso.

Conociendo esto calculamos cuales son los moles de ácido y de base iniciales:

n(HCl) = M.V = 0,1. $\frac{mol}{L}.0,250L =$ 0,025 mol

n(NaOH) = M.V = 0,2.$\frac{mol}{L}.0,150L =$ 0,030 mol

De acá notamos que el reactivo limitante es el HCl:
 
                                          HCl      +        NaOH     →     NaCl   +   H₂O
Condiciones iniciales        0,025              0,030                 -           exceso
Condiciones finales              0                 0,005              0,025      exceso

El hidróxido que no se logra neutralizar pasa a descomponerse creando una disolución básica:

                                          NaOH     →     Na⁺   +   OH⁻
Condiciones iniciales        0,005                -               -
Condiciones finales             0                   0,005    0,005

[OH⁻] = $\frac{n(OH^{-} )}{V(L)}$ = $\frac{0,005}{0,400} =$ 0,0125 mol/L

pOH⁻ = -log[OH⁻] = -log (0,0125) = 1,9

pH = 14 - pOH = 14 - 1,9 = 12,1

b)Si queremos conocer cual es la pureza del reactivo comercial se debe calcular los moles reales de NaOH que reaccionan con la cantidad que nos dan del ácido, comenzando desde la reacción:

                              H₂SO₄ + 2 NaOH → Na₂SO₄ + 2 H₂O 

De allí determinamos cuales son los moles de ácido que consumen 30g de reactivo comercial:

0,05L. 3M = 0,15 moles H₂SO₄ 

y aplicando estequiometria:

0,15 moles H₂SO₄. $\frac{2 mol}{1 mol} \frac{NaOH }{ H_{2} SO_{4}} =$ 0,30 mol NaOH. $\frac{40g}{1mol} =$ 12 g NaOH

Para conocer cual es la riqueza del reactivo:

R(%) = $\frac{m(NaOH)}{m(reactivo)} x100$% = $\frac{12g}{30g}x100$% = 40%

∴ La riqueza es de 40%