QuímicaMedioProblema · 2 pts

Valoraciones y neutralización

Andalucía · 2025 · Junio · Opción B

Enunciado

Se preparan

250\ \text{mL}

de una disolución acuosa de

\text{HNO}_3

a partir de

2\ \text{mL}

de una disolución comercial de densidad

1{,}12\ \text{g}\,\text{mL}^{-1}

20\ \%

de riqueza en masa.

a) ¿Qué molaridad y pH tendrá la disolución preparada?

b) ¿Qué volumen de una disolución de

\text{NaOH}

0{,}02\ \text{M}

será necesario añadir para neutralizar

100\ \text{mL}

de la disolución que se ha preparado?

Datos: Masas atómicas relativas:

\text{O} = 16

;

\text{N} = 14

;

\text{H} = 1

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

\boxed{\;\textbf{a) } M = 2{,}84\cdot 10^{-2}\ \text{mol}\,\text{L}^{-1};\qquad \text{pH} = 1{,}55\;}

\boxed{\;\textbf{b) } V(\text{NaOH}) = 142\ \text{mL}\;}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Dos partes muy distintas.

En a) hay una dilución: de la botella comercial se toman 2 mL y se llevan a 250 mL. La cadena de conversión es siempre la misma: volumen

\rightarrow

masa de disolución (con la densidad)

\rightarrow

masa de soluto (con la riqueza)

\rightarrow

moles (con la masa molar)

\rightarrow

molaridad (dividiendo por el volumen final). Como el

\text{HNO}_3

es un ácido fuerte, está totalmente disociado y

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

coincide con la molaridad.

En b) es una neutralización 1 : 1: en el punto de equivalencia los moles de ácido igualan a los de base.

Desarrollo

a) Molaridad y pH.

Masa de los 2 mL de disolución comercial:

m_{\text{disolución}} = V \cdot d = 2 \cdot 1{,}12 = 2{,}24\ \text{g}

De esa masa, solo el 20 % es

\text{HNO}_3

m_{\text{HNO}_3} = 0{,}20 \cdot 2{,}24 = 0{,}448\ \text{g}

Con

M(\text{HNO}_3) = 1 + 14 + 3\cdot 16 = 63\ \text{g}\,\text{mol}^{-1}

n = \frac{0{,}448}{63} = 7{,}11\cdot 10^{-3}\ \text{mol}

Esos moles se reparten en el volumen final de 250 mL:

M = \frac{7{,}11\cdot 10^{-3}}{0{,}250} = \mathbf{2{,}84\cdot 10^{-2}\ mol\,L^{-1}}

\text{HNO}_3

es un ácido fuerte y se disocia por completo:

\text{HNO}_3 + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{NO}_3^- + \text{H}_3\text{O}^+ \qquad [\text{H}_3\text{O}^+] = 2{,}84\cdot 10^{-2}\ \text{M}

\text{pH} = -\log(2{,}84\cdot 10^{-2}) = \mathbf{1{,}55}

b) Volumen de $\text{NaOH}$ necesario.

Reacción de neutralización, estequiometría 1 : 1:

\text{HNO}_3 + \text{NaOH} \longrightarrow \text{NaNO}_3 + \text{H}_2\text{O}

Moles de ácido en los 100 mL tomados:

n_{\text{HNO}_3} = 2{,}84\cdot 10^{-2} \cdot 0{,}100 = 2{,}84\cdot 10^{-3}\ \text{mol}

En el punto de equivalencia

n_{\text{NaOH}} = n_{\text{HNO}_3}

V_{\text{NaOH}} = \frac{n}{M} = \frac{2{,}84\cdot 10^{-3}}{0{,}02} = 0{,}142\ \text{L} = \mathbf{142\ mL}

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

Consejo

El fallo más caro de a) es dividir los moles entre los 2 mL de partida en lugar de entre los 250 mL finales. La molaridad que te piden es la de la disolución preparada: el volumen que va en el denominador es siempre el volumen final.

En b), cuidado con usar los 250 mL: el enunciado neutraliza solo 100 mL. Y no olvides que la estequiometría manda: si el ácido hubiese sido $\text{H}_2\text{SO}_4$ , harían falta el doble de moles de $\text{NaOH}$ .

La ponencia penaliza el resultado sin unidades: escribe "142 mL", no "142".