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pH. Reacciones ácido-base

Thursday, February 18th, 2010

Se dispone de una disolución 0,15M de hidróxido de sodio y otra 0,25M de ácido sulfúrico. ¿Qué pH se obtendrá si se mezclan 250mL de la primera con 300mL de la segunda?

Solución

pH=-log[H+]

  • Escribimos la reacción ácido base

Ácido + Base → Sal + Agua
H2SO4 → 2H+ + (SO4)-2
NaOH → Na+ + (OH)-
H2SO4 + NaOH → Na2SO4 + H2O

  • Ajustamos la reacción

H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

  • Pasamos a moles

n(H2SO4)=M.V=0,25.0,3=0,075moles
n(NaOH)=M.V=0,15.0,25=0,0375moles

  • Vemos cuál es el reactivo limitante y cuál es el reactivo en exceso utilizando la estequiometría de la reacción

Si 1 mol de ácido sulfúrico reacciona con 2 moles de hidróxido de sodio
0,075 moles reaccionarán con x=0,075.2=0,15 moles de NaOH
Puesto que no tengo 0,15moles de NaOH, este será el reactivo limitante y deberé plantear la regla de tres en el sentido contrario:
Si 2 moles de hidróxido de sodio reaccionan con 1 mol de ácido sulfúrico
0,0375 reaccionarán con x=0,0375/2=0,0188 moles

Me va a sobrar ácido sulfúrico: n=0,075-0,0188=0,038 moles
Este ácido sulfúrico estará en un V=Vácido + Vbase=0,25+0,3=0,55L

El ácido súlfurico estará disociado según:
H2SO4 → 2H+ + (SO4)-2
Si por cada mol de ácido sulfúrico obtengo 2 moles de H+
con 0,038 moles obtendré x=0,076 moles
[H+]=n/V=0,076/0,55=0,138M

pH=-log[H+]=-log(0,138)=0,86

Solución: pH=0,86. pH ácido puesto que lo que sobra es ácido sulfúrico

Reacción ácido-base. Neutralización

Thursday, February 18th, 2010

¿Qué volumen de disolución de ácido clorhídrico 0,1M se necesita para neutralizar 10mL de disolución 0,2M de hidróxido de bario?

Solución

Neutralizar significa obtener un pH=7, es decir, que todo el acído reaccione con toda la base, que no sobre ácido ni base. Para ello necesitamos cantidades estequiométricas.

  • Escribimos la reacción

Ácido + Base → Sal + Agua
La sal se forma con la parte negativa del ácido y la parte positiva de la base.
HCl → H+ + Cl-
Ba(OH)2 → Ba2+ + 2(OH)-
HCl + Ba(OH)2 → BaCl2 + H2O

  • Ajustamos la reacción

2HCl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2H2O

  • Pasamos a moles

V=10mL=0,01L ; M=0,2M → M=n/V → n=M.V=0,2.0,01=0,002moles

  • Calculamos el Ba(OH)2 necesario para que reaccionen los 0,002moles de HCl utilizando la estequiometría de la reacción.

Si 2 moles de HCl reaccionan con 1mol de Ba(OH)2
x moles reaccionarán con 0,002 moles de Ba(OH)2

x=0,004moles

Como el ácido clorhídrico es una disolución 0,1M=N/V → V=n/M=0,004/0,1=0,040L=40mL de disolución

Solución: V(HCl)=40mL