AndalucíaAndalucía
MadridMadrid
CataluñaCataluña
GaliciaGalicia
MurciaMurcia
ValenciaValencia
En construcciónAñadimos comunidades, materias, años y soluciones de forma progresiva y constante.
T6: Equilibrios acido-base
Cálculos de disoluciones y neutralización
Problema
2020 · Extraordinaria · Titular
C3
Examen

Una disolución comercial de hidróxido de potasio (KOH\ce{KOH}) indica en su etiqueta una composición de un 40%40 \% de riqueza y densidad de 1,51 g/mL1,51 \text{ g/mL}. Calcule:

a) El volumen de la disolución de KOH\ce{KOH} comercial necesario para preparar 10 L10 \text{ L} de una disolución diluida de KOH 0,5 M\ce{KOH} \, 0,5 \text{ M} y el pH de dicha disolución.b) El volumen de una disolución acuosa de ácido sulfúrico (HX2SOX4) 0,25 M\ce{H2SO4}) \, 0,25 \text{ M} necesaria para neutralizar 100 mL100 \text{ mL} de la disolución de KOH\ce{KOH} diluida.

Datos: Masas atómicas relativas: K=39;O=16;H=1K=39; O=16; H=1.

neutralizaciónpreparación de disolucionespH
a) El volumen de la disolución de κοΗ comercial necesario para preparar 10 L de una disolución diluida de κοΗ 0,5 M y el pH de dicha disolución.

Calculamos primero la masa molar del hidróxido de potasio (κοΗ):

M(KOH)=39+16+1=56 g⋅mol−1M(\ce{KOH}) = 39 + 16 + 1 = 56 \text{ g} \cdot \text{mol}^{-1}

Determinamos los moles de κοΗ necesarios para preparar 10 L de una disolución 0,5 M y la masa de soluto puro correspondiente:

n=M⋅V=0,5 mol⋅L−1⋅10 L=5 molesn = M \cdot V = 0,5 \text{ mol} \cdot \text{L}^{-1} \cdot 10 \text{ L} = 5 \text{ moles}
mpuro=5 mol⋅56 g⋅mol−1=280 g de KOHm_{\text{puro}} = 5 \text{ mol} \cdot 56 \text{ g} \cdot \text{mol}^{-1} = 280 \text{ g de } \ce{KOH}

A partir de la riqueza (40 %) y la densidad (1,51 g/mL1,51 \text{ g/mL}), calculamos el volumen de la disolución comercial:

m_{\text{disol}} = \frac{280 \text{ g}}{0,40} = 700 \text{ g de disoluciÃ^{3}n comercial}
Vcomercial=mdisolρ=700 g1,51 g⋅mL−1=463,58 mLV_{\text{comercial}} = \frac{m_{\text{disol}}}{\rho} = \frac{700 \text{ g}}{1,51 \text{ g} \cdot \text{mL}^{-1}} = 463,58 \text{ mL}

Para calcular el pH, consideramos que el κοΗ es una base fuerte que se disocia totalmente en disolución acuosa:

KOH(aq)→KX+(aq)+OHX−(aq)\ce{KOH(aq) -> K+(aq) + OH-(aq)}

Por tanto, [OHX−]=[KOH]=0,5 M[\ce{OH-}] = [\ce{KOH}] = 0,5 \text{ M}. Calculamos el pOH y posteriormente el pH:

pOH=−log⁡[OHX−]=−log⁡(0,5)=0,301\text{pOH} = -\log [\ce{OH-}] = -\log (0,5) = 0,301
pH=14−pOH=14−0,301=13,699\text{pH} = 14 - \text{pOH} = 14 - 0,301 = 13,699
b) El volumen de una disolución acuosa de ácido sulfúrico (HX2SOX4\ce{H2SO4}) 0,25 M necesaria para neutralizar 100 mL de la disolución de KOH\ce{KOH} diluida.

La reacción de neutralización ajustada es:

HX2SOX4+2 KOH→KX2SOX4+2 HX2O\ce{H2SO4 + 2 KOH -> K2SO4 + 2 H2O}

Calculamos los moles de κοΗ presentes en 100 mL de la disolución 0,5 M:

n(KOH)=M⋅V=0,5 mol⋅L−1⋅0,1 L=0,05 molesn(\ce{KOH}) = M \cdot V = 0,5 \text{ mol} \cdot \text{L}^{-1} \cdot 0,1 \text{ L} = 0,05 \text{ moles}

Según la estequiometrÃa de la reacción (1:2), los moles de η2αο4 requeridos son:

n(HX2SOX4)=0,05 mol KOH2=0,025 molesn(\ce{H2SO4}) = \frac{0,05 \text{ mol KOH}}{2} = 0,025 \text{ moles}

Finalmente, calculamos el volumen necesario de la disolución de η2αο4 0,25 M:

V=nM=0,025 mol0,25 mol⋅L−1=0,1 L=100 mLV = \frac{n}{M} = \frac{0,025 \text{ mol}}{0,25 \text{ mol} \cdot \text{L}^{-1}} = 0,1 \text{ L} = 100 \text{ mL}