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Valoraciones y neutralización

Extremadura · 2017 · Junio · Opción A

Enunciado

Se desea conocer la concentración de una disolución de HCl, para lo cual se valoran

15\ \text{mL}

de esta disolución con KOH

0{,}5\ \text{M}

, gastándose

24\ \text{mL}

de esta especie.

a) (1 punto) ¿Cuál será la concentración molar de la disolución de HCl?

b) (1 punto) Razonar cuál será el pH en el punto de equivalencia.

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

\boxed{\;[\text{HCl}] = 0{,}8\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\;}\qquad \boxed{\;\text{pH} = 7\ (\text{neutro: el KCl no se hidroliza})\;}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Es la valoración de un ácido fuerte con una base fuerte. La reacción de neutralización es mol a mol, así que en el punto de equivalencia los moles de

\text{OH}^-

añadidos igualan a los de

\text{H}_3\text{O}^+

que había. Con los moles de KOH gastados se obtienen los de HCl y, dividiendo entre su volumen, la concentración.

En b) se mira qué queda en el punto de equivalencia: solo la sal KCl, y hay que decidir si sus iones se hidrolizan.

Desarrollo

a) Concentración del HCl

Reacción de neutralización:

\text{HCl}(aq) + \text{KOH}(aq) \longrightarrow \text{KCl}(aq) + \text{H}_2\text{O}(l)

Moles de KOH gastados:

n(\text{KOH}) = M \cdot V = 0{,}5\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1} \cdot 0{,}024\ \text{L} = 0{,}012\ \text{mol}

La estequiometría es 1 : 1, así que en el punto de equivalencia:

n(\text{HCl}) = n(\text{KOH}) = 0{,}012\ \text{mol}

[\text{HCl}] = \frac{n}{V} = \frac{0{,}012\ \text{mol}}{0{,}015\ \text{L}} = 0{,}8\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}

Equivalentemente,

M_\text{a}\,V_\text{a} = M_\text{b}\,V_\text{b}

M_\text{a} \cdot 15 = 0{,}5 \cdot 24

, de donde

M_\text{a} = 0{,}8\ \text{M}

. Tiene sentido: se gasta más volumen de base que de ácido, así que el ácido es más concentrado que la base.

Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)

b) pH en el punto de equivalencia

En el punto de equivalencia todo el HCl y todo el KOH se han neutralizado: en la disolución solo hay

\text{K}^+

\text{Cl}^-

y agua.

El $\text{Cl}^-$ es la base conjugada de un ácido fuerte (HCl): es una base tan débil que no reacciona con el agua.
El $\text{K}^+$ procede de una base fuerte (KOH): tampoco se hidroliza.

Como ningún ion de la sal se hidroliza, las únicas especies

\text{H}_3\text{O}^+

\text{OH}^-

son las de la autoionización del agua,

[\text{H}_3\text{O}^+] = [\text{OH}^-] = 10^{-7}\ \text{M}

25\ ^\circ\text{C}

, y la disolución es neutra:

\text{pH} = 7

Consejo

El pH en el punto de equivalencia no es siempre 7: lo es solo cuando ácido y base son fuertes. Si el ácido fuera débil (acético con KOH), la sal se hidrolizaría y el pH sería mayor que 7; con una base débil (amoniaco con HCl), menor que 7. Justifícalo siempre con la hidrólisis de los iones de la sal, no con la frase «ácido + base = neutro».

Paso 1 de 3

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