AndalucíaAndalucía
MadridMadrid
CataluñaCataluña
GaliciaGalicia
MurciaMurcia
ValenciaValencia
En construcciónAñadimos comunidades, materias, años y soluciones de forma progresiva y constante.
T6: Equilibrios acido-base
pH y neutralización
Problema
2025 · Ordinaria · Titular
3B
Examen

Se preparan 250 mL250 \text{ mL} de una disolución acuosa de HNOX3\ce{HNO3} a partir de 2 mL2 \text{ mL} de una disolución comercial de densidad 1,12 g⋅mL−11,12 \text{ g} \cdot \text{mL}^{-1} y 20%20\% de riqueza en masa.

a) ¿Qué molaridad y pH tendrá la disolución preparada?b) ¿Qué volumen de una disolución de NaOH\ce{NaOH} 0,02 M0,02 \text{ M} será necesario añadir para neutralizar 100 mL100 \text{ mL} de la disolución que se ha preparado?

Datos: Masas atómicas relativas: O=16;N=14;H=1\ce{O} = 16; \ce{N} = 14; \ce{H} = 1

pHNeutralizaciónDisoluciones
a) Molaridad y pH de la disolución preparada.

La masa de disolución comercial de HNOX3\ce{HNO3} se calcula a partir de su volumen y densidad:

Masa de disolucioˊn=Volumen×Densidad=2 mL×1,12 g⋅mL−1=2,24 g\text{Masa de disolución} = \text{Volumen} \times \text{Densidad} = 2 \text{ mL} \times 1,12 \text{ g} \cdot \text{mL}^{-1} = 2,24 \text{ g}

La masa de HNOX3\ce{HNO3} puro se obtiene de la riqueza en masa de la disolución comercial:

Masa de HNOX3=2,24 g disolucioˊn×20 g HNOX3100 g disolucioˊn=0,448 g\text{Masa de } \ce{HNO3} = 2,24 \text{ g disolución} \times \frac{20 \text{ g } \ce{HNO3}}{100 \text{ g disolución}} = 0,448 \text{ g}

La masa molar del HNOX3\ce{HNO3} es:

MHNOX3=(1+14+3×16) g⋅mol−1=63 g⋅mol−1M_{\ce{HNO3}} = (1 + 14 + 3 \times 16) \text{ g} \cdot \text{mol}^{-1} = 63 \text{ g} \cdot \text{mol}^{-1}

Los moles de HNOX3\ce{HNO3} puros son:

Moles de HNOX3=0,448 g63 g⋅mol−1=0,007111 mol\text{Moles de } \ce{HNO3} = \frac{0,448 \text{ g}}{63 \text{ g} \cdot \text{mol}^{-1}} = 0,007111 \text{ mol}

La molaridad de la disolución preparada (250 mL=0,250 L250 \text{ mL} = 0,250 \text{ L}) es:

M=0,007111 mol0,250 L=0,02844 MM = \frac{0,007111 \text{ mol}}{0,250 \text{ L}} = 0,02844 \text{ M}

El HNOX3\ce{HNO3} es un ácido fuerte, por lo que se disocia completamente en disolución acuosa:

HNOX3(aq)→HX+(aq)+NOX3X−(aq)\ce{HNO3 (aq) -> H+ (aq) + NO3- (aq)}

Por tanto, la concentración de iones HX+\ce{H+} es igual a la molaridad del ácido:

[HX+]=0,02844 M[\ce{H+}] = 0,02844 \text{ M}

El pH de la disolución es:

pH=−log⁡[HX+]=−log⁡(0,02844)=1,546\text{pH} = -\log[\ce{H+}] = -\log(0,02844) = 1,546
b) Volumen de disolución de NaOH\ce{NaOH} 0,02 M0,02 \text{ M} necesario para neutralizar 100 mL100 \text{ mL} de la disolución de HNOX3\ce{HNO3} preparada.

La reacción de neutralización entre el ácido nítrico y el hidróxido de sodio es:

HNOX3(aq)+NaOH(aq)→NaNOX3(aq)+HX2O(l)\ce{HNO3 (aq) + NaOH (aq) -> NaNO3 (aq) + H2O (l)}

Esta reacción es estequiométricamente 1:1. Los moles de HNOX3\ce{HNO3} en 100 mL100 \text{ mL} (0,100 L0,100 \text{ L}) de la disolución preparada son:

Moles de HNOX3=Molaridad×Volumen=0,02844 M×0,100 L=0,002844 mol\text{Moles de } \ce{HNO3} = \text{Molaridad} \times \text{Volumen} = 0,02844 \text{ M} \times 0,100 \text{ L} = 0,002844 \text{ mol}

Para neutralizar esta cantidad de ácido, se necesitan los mismos moles de NaOH\ce{NaOH}:

Moles de NaOH=0,002844 mol\text{Moles de } \ce{NaOH} = 0,002844 \text{ mol}

El volumen de la disolución de NaOH\ce{NaOH} 0,02 M0,02 \text{ M} necesario es:

Volumen de NaOH=Moles de NaOHMolaridad de NaOH=0,002844 mol0,02 M=0,1422 L\text{Volumen de } \ce{NaOH} = \frac{\text{Moles de } \ce{NaOH}}{\text{Molaridad de } \ce{NaOH}} = \frac{0,002844 \text{ mol}}{0,02 \text{ M}} = 0,1422 \text{ L}

Expresado en mililitros:

Volumen de NaOH=0,1422 L×1000 mL1 L=142,2 mL\text{Volumen de } \ce{NaOH} = 0,1422 \text{ L} \times \frac{1000 \text{ mL}}{1 \text{ L}} = 142,2 \text{ mL}