QuímicaFácilProblema · 2 pts

Valoraciones y neutralización

También trata: Teorías ácido-base e hidrólisis

Castilla-La Mancha · 2026 · Julio

Enunciado

En una planta de tratamiento de aguas se utiliza una disolución de hidróxido sódico (NaOH) para neutralizar contaminantes ácidos. Para ajustar el pH antes del vertido, se añade ácido nítrico (

\text{HNO}_3

) de concentración conocida. Se dispone de 75 mL de una disolución de NaOH

0{,}20\ \text{M}

, a la que se añade

\text{HNO}_3

0{,}10\ \text{M}

. Se supone que los volúmenes son aditivos. Calcule:

a) (0,5 puntos) El pH cuando se han añadido 50 mL de

\text{HNO}_3

.

b) (1 punto) Escriba la reacción de neutralización. Calcule el volumen de

\text{HNO}_3

necesario para alcanzar el punto de equivalencia y el pH en dicho punto.

c) (0,5 puntos) Si en lugar de ácido nítrico se utilizara ácido acético (

\text{CH}_3\text{COOH}

), prediga sin cálculo numérico el valor de pH (pH > 7 o pH < 7) de una disolución acuosa de acetato sódico (

\text{CH}_3\text{COONa}

). Razone el resultado.

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

\boxed{\text{a) pH} = 12{,}90 \qquad \text{b) } V = 150\ \text{mL},\ \text{pH} = 7 \qquad \text{c) pH} > 7}

En c) la disolución es básica por la hidrólisis del acetato, base conjugada de un ácido débil.

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Base fuerte con ácido fuerte: los dos están totalmente disociados y la reacción es, simplemente,

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

, mol a mol.

En a) se cuentan los moles de $\text{OH}^-$ de partida y los de $\text{H}_3\text{O}^+$ añadidos. Sobra base, así que el pH lo marca el $\text{OH}^-$ que queda, repartido en el volumen total (75 + 50 mL).
En b), el punto de equivalencia es cuando los moles de ácido igualan a los de base. La sal que queda, $\text{NaNO}_3$ , viene de un ácido fuerte y una base fuerte: no se hidroliza y el pH es neutro.
En c) cambia todo: el acetato es la base conjugada de un ácido débil y sí reacciona con el agua (hidrólisis).

Desarrollo

a) Moles de cada especie:

n(\text{OH}^-) = 0{,}075\ \text{L}\cdot 0{,}20\ \text{mol}\,\text{L}^{-1} = 0{,}015\ \text{mol}

n(\text{H}_3\text{O}^+) = 0{,}050\ \text{L}\cdot 0{,}10\ \text{mol}\,\text{L}^{-1} = 0{,}0050\ \text{mol}

El ácido se consume entero y sobra base:

n(\text{OH}^-)_{\text{exceso}} = 0{,}015 - 0{,}0050 = 0{,}010\ \text{mol}

Con volúmenes aditivos,

V_{\text{total}} = 75 + 50 = 125\ \text{mL} = 0{,}125\ \text{L}

[\text{OH}^-] = \frac{0{,}010\ \text{mol}}{0{,}125\ \text{L}} = 0{,}080\ \text{mol}\,\text{L}^{-1}

\text{pOH} = -\log 0{,}080 = 1{,}10 \qquad \text{pH} = 14 - 1{,}10 = 12{,}90

Tiene sentido: todavía no se ha neutralizado ni la mitad de la base y la disolución sigue siendo muy básica.

b) Reacción de neutralización (molecular e iónica):

\text{HNO}_3(ac) + \text{NaOH}(ac) \longrightarrow \text{NaNO}_3(ac) + \text{H}_2\text{O}(l)

\text{H}_3\text{O}^+(ac) + \text{OH}^-(ac) \longrightarrow 2\,\text{H}_2\text{O}(l)

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

n(\text{HNO}_3) = n(\text{NaOH}) = 0{,}015\ \text{mol}

V(\text{HNO}_3) = \frac{0{,}015\ \text{mol}}{0{,}10\ \text{mol}\,\text{L}^{-1}} = 0{,}150\ \text{L} = 150\ \text{mL}

En ese punto solo queda en disolución

\text{NaNO}_3

, totalmente disociada en

\text{Na}^+

\text{NO}_3^-

. El

\text{Na}^+

es el ácido conjugado de una base fuerte y el

\text{NO}_3^-

la base conjugada de un ácido fuerte: ninguno de los dos reacciona con el agua. El pH lo fija la autoionización del agua:

[\text{H}_3\text{O}^+] = [\text{OH}^-] = 10^{-7}\ \text{mol}\,\text{L}^{-1} \;\Rightarrow\; \text{pH} = 7 \quad (\text{a } 25\ ^\circ\text{C})

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

c) El acetato sódico es una sal soluble que se disocia por completo:

\text{CH}_3\text{COONa}(s) \longrightarrow \text{CH}_3\text{COO}^-(ac) + \text{Na}^+(ac)

El $\text{Na}^+$ procede de una base fuerte (NaOH): no se hidroliza.
El $\text{CH}_3\text{COO}^-$ es la base conjugada de un ácido débil (el acético), así que es una base apreciable y capta protones del agua:

\text{CH}_3\text{COO}^-(ac) + \text{H}_2\text{O}(l) \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COOH}(ac) + \text{OH}^-(ac)

Se generan iones

\text{OH}^-

, de modo que

[\text{OH}^-] > [\text{H}_3\text{O}^+]

y la disolución es básica: pH > 7. Por lo mismo, si se valorase el NaOH con ácido acético, el punto de equivalencia quedaría por encima de 7.

Consejo

El error más común en a) es dividir los moles que sobran entre los 75 mL iniciales: al mezclar, el volumen es la suma (125 mL). Y fíjate en qué sobra: si es base, calcula el pOH primero.

En c) no basta con decir «la sal es básica»: hay que escribir la reacción de hidrólisis del acetato y explicar que el $\text{Na}^+$ no se hidroliza porque viene de una base fuerte.