QuímicaFácilProblema · 2,5 pts

Valoraciones y neutralización

Castilla-La Mancha · 2025 · Junio

Enunciado

Se dispone de

70\ \text{mL}

de una disolución acuosa de

\text{KOH}

0{,}3\ \text{M}

, a la que se añade una disolución acuosa de

\text{HCl}

0{,}15\ \text{M}

. Suponiendo que los volúmenes son aditivos. Calcule:

a) (1 punto) El pH cuando se han añadido

50\ \text{mL}

de la disolución acuosa de

\text{HCl}

.

b) (1 punto) El volumen de la disolución acuosa de

\text{HCl}

que es necesario añadir a la disolución inicial de

\text{KOH}

para neutralizarla.

c) (0,5 puntos) Justifique el valor final del pH correspondiente al apartado b.

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

\boxed{\text{a) pH} = 13{,}05 \qquad \text{b) } V_{\text{HCl}} = 140\ \text{mL} \qquad \text{c) pH} = 7}

En c), el

\text{KCl}

es una sal de ácido fuerte y base fuerte: sus iones no hidrolizan.

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Es una valoración de una base fuerte (

\text{KOH}

) con un ácido fuerte (

\text{HCl}

). Los dos están totalmente disociados, así que la única reacción que importa es la neutralización

\text{H}_3\text{O}^+ + \text{OH}^- \longrightarrow 2\,\text{H}_2\text{O}

que es completa y va mol a mol. La receta es siempre la misma:

Se cuentan los moles de $\text{OH}^-$ y de $\text{H}_3\text{O}^+$ (no las concentraciones: cada disolución tiene su volumen).
Se resta: lo que sobra de uno de los dos marca el pH, y su concentración se calcula con el volumen total de la mezcla.
En el punto de equivalencia no sobra nada y solo queda la sal, $\text{KCl}$ , que no hidroliza.

Desarrollo

Reacción de neutralización:

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

Estequiometría

1:1

. Moles de base de partida:

n(\text{OH}^-) = n(\text{KOH}) = 0{,}070\ \text{L}\cdot 0{,}3\ \text{mol}\,\text{L}^{-1} = 0{,}021\ \text{mol}

a) pH tras añadir 50 mL de HCl.

Moles de ácido añadidos:

n(\text{H}_3\text{O}^+) = 0{,}050\ \text{L}\cdot 0{,}15\ \text{mol}\,\text{L}^{-1} = 0{,}0075\ \text{mol}

El ácido se gasta entero y sobra base:

	$\text{OH}^-$	$\text{H}_3\text{O}^+$
Inicial (mol)	$0{,}021$	$0{,}0075$
Reaccionan (mol)	$-0{,}0075$	$-0{,}0075$
Final (mol)	$0{,}0135$	$\approx 0$

Volumen total (volúmenes aditivos):

70 + 50 = 120\ \text{mL} = 0{,}120\ \text{L}

[\text{OH}^-] = \frac{0{,}0135\ \text{mol}}{0{,}120\ \text{L}} = 0{,}1125\ \text{mol}\,\text{L}^{-1}

\text{pOH} = -\log 0{,}1125 = 0{,}95 \qquad \text{pH} = 14 - \text{pOH} = 14 - 0{,}95 = 13{,}05

La disolución sigue siendo muy básica: solo se ha neutralizado algo más de un tercio de la base.

b) Volumen de HCl para neutralizar.

En la neutralización completa, moles de ácido = moles de base:

n(\text{HCl}) = n(\text{KOH}) \;\Rightarrow\; V_{\text{HCl}}\cdot 0{,}15 = 0{,}021 \;\Rightarrow\; V_{\text{HCl}} = \frac{0{,}021\ \text{mol}}{0{,}15\ \text{mol}\,\text{L}^{-1}} = 0{,}140\ \text{L} = 140\ \text{mL}

Tiene sentido que sea el doble de

70\ \text{mL}

: el ácido está la mitad de concentrado que la base.

c) pH en el punto de equivalencia.

Al añadir los

140\ \text{mL}

no queda ni

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

\text{OH}^-

en exceso: la disolución solo contiene

\text{KCl}

disuelto (

\text{K}^+

\text{Cl}^-

) en agua.

El $\text{Cl}^-$ es la base conjugada de un ácido fuerte ( $\text{HCl}$ ): es una base conjugada despreciable y no capta protones del agua.
El $\text{K}^+$ procede de una base fuerte ( $\text{KOH}$ ): es un ácido conjugado despreciable y tampoco reacciona con el agua.

Ninguno de los dos iones hidroliza, así que las concentraciones de

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

\text{OH}^-

son las del agua pura (

[\text{H}_3\text{O}^+] = [\text{OH}^-] = 10^{-7}\ \text{mol}\,\text{L}^{-1}

25\ ^\circ\text{C}

\text{pH} = 7 \quad (\text{neutro})

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

Consejo

El fallo típico del apartado a) es dividir los moles que sobran entre el volumen de una sola disolución: tras mezclar, el volumen es la suma, $120\ \text{mL}$ .

Y no te quedes en el pOH: con exceso de base se calcula $[\text{OH}^-]$ , luego el pOH y al final $\text{pH} = 14 - \text{pOH}$ . Un pH ácido después de añadir menos ácido del necesario es señal de que algo se ha torcido.