Química, 2º Bachillerato. Problemas resueltos

Reacciones de transferencia de protones (ácidos y bases).

Reacción de neutralización de ácidos y bases fuertes. Valoraciones ácido-base

 

 

Problema 1.

Se tienen dos disoluciones, una obtenida de disolver 0,6 g de hidróxido de sodio en 100 mL de agua y otra disolución de ácido sulfúrico 0,25 M. ¿Qué pH tendrá una disolución obtenida al mezclar 50 mL de cada una?

Datos: Masas atómicas: Na = 23; O = 16; H = 1

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Solución.

Determinaremos primero las masas moleculares que podemos necesitar.

 

 

Calculamos el número de moles

 

 

La concentración molar de 100 mL de disolución es,

 

 

La reacción de neutralización tiene lugar al mezclar 50 mL de NaOH 0,15 M con 50 mL de H2SO4 0,25 M.

 

 

El sulfato de sodio es una sal que proviene de un ácido fuerte (H2SO4) y una base fuerte (NaOH), por tanto, no sufre hidrólisis. Sus disoluciones son, por la presencia de la sal, neutras (en condiciones ideales). Pero esto sería así si los dos reactivos reaccionaran totalmente y no sobrara nada de alguno de ellos, y en este caso sí sobra de uno de ellos. Esto quiere decir que el pH de la mezcla vendrá dado por la cantidad sobrante de uno de los reactivos.

Determinamos el número de moles de cada sustancia presente en la disolución

 

número de moles, n = Molaridad · Volumen

 

 

Hay que determinar cuál de los dos reactivos está en exceso y cuánto sobrará del mismo. Para ello debemos tener en cuenta la estequiometría de la reacción de neutralización (cada mol de ácido sulfúrico necesita de dos moles de hidróxido sódico para neutralizarse). Es fácil ver que hay menos moles de hidróxido sódico y que la relación estequiométrica de la reacción hace que éste sea el reactivo en defecto. El número de moles de ácido sulfúrico necesarios para neutralizar 0,0075 moles de hidróxido sódico es:

 

 

 

Por tanto, los moles de ácido sulfúrico sobrantes son:

 

 

Estos moles de ácido sulfúrico están disueltos en 100 mL de disolución, su concentración molar será:

 

 

Consideramos que el ácido sulfúrico es un ácido fuerte en su segunda disociación, por tanto,

 

 

Por cada mol de ácido sulfúrico sobrante aparecen en disolución dos moles de hidronio,

 

 

Entonces, el pH de la mezcla será:

 

 

 

 

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