QuímicaMedioProblema · 2 pts

Valoraciones y neutralización

Andalucía · 2020 · Septiembre

Enunciado

Bloque C · C3. Una disolución comercial de hidróxido de potasio (

\text{KOH}

) indica en su etiqueta una composición de un

40\ \%

de riqueza y densidad de

1{,}51\ \text{g}\cdot\text{mL}^{-1}

. Calcule:

a) El volumen de la disolución de

\text{KOH}

comercial necesario para preparar

10

L de una disolución diluida de

\text{KOH}

0{,}5

M, y el pH de dicha disolución.

b) El volumen de una disolución acuosa de ácido sulfúrico (

\text{H}_2\text{SO}_4

)

0{,}25

M necesaria para neutralizar

100

mL de la disolución de

\text{KOH}

diluida.

Datos: masas atómicas

\text{K} = 39

;

\text{O} = 16

;

\text{H} = 1

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

\boxed{\;\textbf{a) } V(\text{comercial}) = 464 \text{ mL} \;;\quad \text{pH} = 13{,}70\;}

\boxed{\;\textbf{b) } V(\text{H}_2\text{SO}_4) = 100 \text{ mL}\;}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

El apartado a) recorre la cadena del reactivo comercial al revés: se sabe cuántos moles hacen falta y se pregunta qué volumen de comercial los contiene.

n \xrightarrow{\;\times M\;} m_{\text{soluto}} \xrightarrow{\;\div \tfrac{\%}{100}\;} m_{\text{disolución}} \xrightarrow{\;\div d\;} V

Como el

\text{KOH}

es una base fuerte,

[\text{OH}^-]

coincide con su molaridad y el pH sale del pOH.

En b), cuidado con el 2 del ácido sulfúrico: es diprótico, así que cada mol neutraliza dos de base.

Desarrollo

a) Volumen de comercial y pH de la disolución diluida.

Moles de $\text{KOH}$ necesarios para

10

L de disolución

0{,}5

n = M\cdot V = 0{,}5 \cdot 10 = 5{,}0 \text{ mol}

Masa de $\text{KOH}$ puro, con

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

m(\text{KOH}) = 5{,}0 \cdot 56 = 280 \text{ g}

Masa de disolución comercial (riqueza del

40\ \%

m_{\text{dis}} = \frac{280}{0{,}40} = 700 \text{ g}

Volumen, con la densidad:

V = \frac{m_{\text{dis}}}{d} = \frac{700}{1{,}51}

\boxed{V(\text{KOH comercial}) = 464 \text{ mL}}

pH de la disolución diluida. El

\text{KOH}

es una base fuerte y se disocia por completo:

\text{KOH} \longrightarrow \text{K}^+ + \text{OH}^- \;\Longrightarrow\; [\text{OH}^-] = 0{,}5 \text{ M}

\text{pOH} = -\log(0{,}5) = 0{,}30

\text{pH} = 14 - 0{,}30

\boxed{\text{pH} = 13{,}70}

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

b) Volumen de $\text{H}_2\text{SO}_4$ $0{,}25$ M.

Reacción de neutralización ajustada:

\text{H}_2\text{SO}_4 + 2\,\text{KOH} \longrightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\,\text{H}_2\text{O}

Moles de base en los $100$ mL:

n(\text{KOH}) = 0{,}5 \cdot 0{,}100 = 5{,}0\cdot 10^{-2} \text{ mol}

Moles de ácido necesarios, con la relación

1\!:\!2

n(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{5{,}0\cdot 10^{-2}}{2} = 2{,}5\cdot 10^{-2} \text{ mol}

Volumen:

V = \frac{n}{M} = \frac{2{,}5\cdot 10^{-2}}{0{,}25}

\boxed{V(\text{H}_2\text{SO}_4) = 0{,}100 \text{ L} = 100 \text{ mL}}

Comprobación por equivalentes:

1 \cdot 0{,}5 \cdot 100 = 2 \cdot 0{,}25 \cdot V \;\Longrightarrow\; 50 = 0{,}5\,V \;\Longrightarrow\; V = 100 \text{ mL} \;\checkmark

Consejo

En a), la cadena del reactivo comercial se recorre al revés que de costumbre, así que hay que dividir entre la riqueza y entre la densidad (en el sentido habitual se multiplica). Equivocar el sentido es el error más frecuente.

Como control alternativo, calcula la molaridad del comercial: $M = \frac{1000 \cdot 1{,}51 \cdot 0{,}40}{56} = 10{,}79 \text{ M} \;\Longrightarrow\; V = \frac{5{,}0}{10{,}79} = 0{,}464 \text{ L} \;\checkmark$ Y no confundas pOH con pH. Con una base, el número que sale del logaritmo es el pOH y hay que restarlo de 14. Responder $0{,}30$ sería afirmar que una disolución de potasa cáustica es un ácido fortísimo.