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Actividad competencial
Equilbiros ácido-base, formulación inorgánica
Competencial
2026 · Extraordinaria · Titular
5
Examen
DESINFECCIÓN EN EL HOGAR: EL PAPEL QUÍMICO DE LA LEJÍA

En la limpieza doméstica es frecuente el uso de lejía para desinfectar superficies de cocina y baño. La lejía comercial es una disolución acuosa de NaClO\ce{NaClO} (M=74,5 g⋅mol−1\text{M}= 74,5 \text{ g} \cdot \text{mol}^{-1}), cuya concentración suele rondar el \ce{5%} en masa, con una densidad de 1,08 g ⋅m LX−1\ce{1,08 g \cdot mL^{-1}}, aunque existen formulaciones más concentradas destinadas a usos profesionales. El ion hipoclorito actúa como agente oxidante y desinfectante. En agua, el ion hipoclorito se hidroliza parcialmente, generando pequeñas cantidades de ácido hipocloroso (Ka=3,5⋅10−8\text{K}_{\text{a}}= 3,5 \cdot 10^{-8}), un desinfectante incluso más eficaz que el propio ion hipoclorito debido a su mayor capacidad para atravesar las membranas celulares de los microorganismos. Cuando la lejía se almacena durante largos periodos, especialmente en lugares cálidos o expuestos a la luz, el NaClO\ce{NaClO} se descompone lentamente produciendo cloruro de sodio y NaClOX3\ce{NaClO3}. A temperatura ambiente, después de seis meses, es habitual que al menos un \ce{8%} del NaClO\ce{NaClO} inicial se haya transformado en NaClOX3\ce{NaClO3}, lo que modifica tanto la eficacia desinfectante como las características de la disolución.

a) Nombre o formule según corresponda el ácido y las sales que se mencionan en el texto.

NaClO\ce{NaClO} ácido hipocloroso cloruro de sodio NaClOX3\ce{NaClO3}

b) Justifique el carácter ácido o básico de la lejía comercial, basándose en la reacción química correspondiente.c) Determine la concentración en mol⋅L−1\text{mol} \cdot \text{L}^{-1} de NaClOX3\ce{NaClO3} que hay después de seis meses en una disolución obtenida al mezclar 40 mL\ce{40 mL} de lejía con agua hasta completar 1 L\ce{1 L}, basándose en la reacción de descomposición del NaClO\ce{NaClO} ajustada.d) Nombre qué material de los siguientes se debe emplear para preparar una disolución diluida de lejía.
Imagen del ejercicio
química en la vida cotidianaequilibrio ácido-baseformulación inorgánica
a) NaClO\ce{NaClO}: Hipoclorito de sodio ácido hipocloroso: HClO\ce{HClO} cloruro de sodio: NaCl\ce{NaCl} NaClOX3\ce{NaClO3}: Clorato de sodiob) La lejía comercial es una disolución acuosa de NaClO\ce{NaClO}. El hipoclorito de sodio es una sal que procede de una base fuerte (NaOH) y un ácido débil (HClO). En disolución acuosa, la sal se disocia completamente en sus iones: El ion NaX+\ce{Na+} es el ácido conjugado de una base fuerte, por lo que no hidroliza el agua. El ion hipoclorito (ClOX−\ce{ClO-}) es la base conjugada de un ácido débil (ácido hipocloroso, HClO\ce{HClO}), por lo que hidroliza el agua, aceptando un protón y generando iones hidroxilo (OHX−\ce{OH-}). La reacción de hidrólisis es:
ClOX−(aq)+HX2O(l)⇌HClO(aq)+OHX−(aq)\ce{ClO- (aq) + H2O (l) <=> HClO (aq) + OH- (aq)}

La formación de iones OHX−\ce{OH-} en la disolución provoca un aumento del pH, lo que confiere a la lejía un carácter básico.

c) 1. Cálculo de la concentración inicial de NaClO\ce{NaClO} en la lejía comercial: Considerando 1 L1 \text{ L} de lejía: La masa de 1 L1 \text{ L} de lejía es:
mdisolucioˊn=Vdisolucioˊn×ρ=1000 mL×1,08 g⋅mL−1=1080 gm_{\text{disolución}} = V_{\text{disolución}} \times \rho = 1000 \text{ mL} \times 1,08 \text{ g} \cdot \text{mL}^{-1} = 1080 \text{ g}

La masa de NaClO\ce{NaClO} en 1 L1 \text{ L} de lejía (5% en masa) es:

mNaClO=1080 g de disolucioˊn×0,05=54 g de NaClOm_{\ce{NaClO}} = 1080 \text{ g de disolución} \times 0,05 = 54 \text{ g de NaClO}

Los moles de NaClO\ce{NaClO} en 1 L1 \text{ L} de lejía son:

nNaClO=54 g74,5 g⋅mol−1=0,7248 moln_{\ce{NaClO}} = \frac{54 \text{ g}}{74,5 \text{ g} \cdot \text{mol}^{-1}} = 0,7248 \text{ mol}

La concentración molar inicial de NaClO\ce{NaClO} en la lejía comercial es 0,7248 mol⋅L−10,7248 \text{ mol} \cdot \text{L}^{-1}. 2. Moles de NaClO\ce{NaClO} en los 40 mL40 \text{ mL} de lejía inicial:

nNaClO=0,7248 mol⋅L−1×0,040 L=0,02899 moln_{\ce{NaClO}} = 0,7248 \text{ mol} \cdot \text{L}^{-1} \times 0,040 \text{ L} = 0,02899 \text{ mol}

Estos moles se diluyen en 1 L1 \text{ L}, por lo que la concentración de NaClO\ce{NaClO} en la disolución diluida antes de la descomposición es 0,02899 M0,02899 \text{ M}. 3. Reacción de descomposición del NaClO\ce{NaClO} ajustada:

3 NaClO(aq)→2 NaCl(aq)+NaClOX3(aq)\ce{3NaClO (aq) -> 2NaCl (aq) + NaClO3 (aq)}

4. Moles de NaClO\ce{NaClO} que se descomponen: Se descompone un 8%8\% del NaClO\ce{NaClO} inicial.

nNaClO,descompuesto=0,02899 mol×0,08=0,002319 moln_{\ce{NaClO}, \text{descompuesto}} = 0,02899 \text{ mol} \times 0,08 = 0,002319 \text{ mol}

5. Moles de NaClOX3\ce{NaClO3} formados: Según la estequiometría de la reacción ajustada, 33 moles de NaClO\ce{NaClO} producen 11 mol de NaClOX3\ce{NaClO3}.

nNaClOX3=0,002319 mol NaClO×1 mol NaClO33 mol NaClO=0,000773 mol NaClO3n_{\ce{NaClO3}} = 0,002319 \text{ mol NaClO} \times \frac{1 \text{ mol NaClO3}}{3 \text{ mol NaClO}} = 0,000773 \text{ mol NaClO3}

6. Concentración de NaClOX3\ce{NaClO3} en la disolución final: El volumen final de la disolución es 1 L1 \text{ L}.

CNaClOX3=0,000773 mol1 L=7,73×10−4 MC_{\ce{NaClO3}} = \frac{0,000773 \text{ mol}}{1 \text{ L}} = 7,73 \times 10^{-4} \text{ M}
d) Para preparar una disolución diluida de lejía con un volumen final exacto, se debe emplear un matraz aforado (también conocido como matraz volumétrico). La imagen muestra un matraz aforado de 1000 mL1000 \text{ mL} (1 L).