PROBLEMA 5?

PROBLEMA 5.

- Se dispone de una disolución acuosa de KOH de concentración

0, 04 M y unadisolución acuosa de HCl de concentración 0, 025 M.

Calcula :

a) El pH de las dos disoluciones.

concentración inicial de la base.

KOH<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7BH_%7B2%7DO%7D%7B%7D%5C%0A%5Ctextgreater%20%5C%20" /> K⁺ +

OH⁻

C.

Iniciales C₀ - -

C.

Finales = 0 C₀

C₀

[OH⁻] = c₀ = 0, 04 M

Conocida la concentración de oxidrilos [OH⁻], se calcula el pOH, y de este el pH (pH = 14 - pOH).

POH = - log[OH⁻] = - log(0, 04) = 1, 4 ⇒ 12, 6

HCl + H₂O → Cl⁻ + H₃O⁺

C.

Iniciales : c₀ exceso - -

C.

Finales = 0 exceso c₀ c₀ [H₃O⁺] = c₀ = 0, 025 M

Por definición de pH

pH = - log[H₃O⁺] = - log(0, 025) = 1, 6

b) El pH de la disolución que se obtiene si se mezclan 50 mL de la disolución

de KOH y 20mL de la disolución de HCl.

Reacción de neutralización entre un ácido fuerte y una base fuerte, se neutralizan formando agua hasta que se agota el reactivo que está en defecto, el reactivo en exceso sigue disociándose hasta que se agota.

Para hacer el cuadro de reacción hay que calcular las concentraciones de ácido y base que se han modificado al mezclar las disoluciones

•<img src="https://tex.z-dn.net/?f=KOH%3AV_%7Bo%7D.%5BKOH%29_%7Bo%7D%3DV_%7BT%7D.%5BKOH%5D%3A%5BKOH%5D%3D%5BKOH%5D_%7Bo%7D%3D%5Cfrac%7BV_%7Bo%7D%7D%7BV_%7BT%7D%7D%3D0%2C04." /><img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B50.10%5E%7B-3%7D%7D%7B70.10%5E%7B-3%7D%7D%3D0%2C029M%20" />

•<img src="https://tex.z-dn.net/?f=HCl%3AV_%7Bo%7D.%5BHCl%5D_%7Bo%7D%3DV_%7BT%7D.%5BHCl%5D%3A%5BHCl%5D%3D%5BHCl%5D_%7Bo%7D%3D%5Cfrac%7BV_%7Bo%7D%7D%7BV_%7BT%7D%7D%3D0%2C025.%20%5Cfrac%7B20.10%5E%7B-3%7D%7D%7B70.10%5E%7B-3%7D%7D%3D" /><img src="https://tex.z-dn.net/?f=7%2C1.10%5E%7B-3%7DM%20" /> H₂O HCl + KOH → Cl⁻ (aq) + K⁺ (aq) + OH⁻ + H₂O

C.

I 0, 029 7, 1×10⁻³ - - - exceso

C.

F. 0 0 0, 029 7, 1×10⁻³ 0, 029 - 7, 1×10⁻³ exceso

[OH⁻] = 0, 029 - 7, 1×10⁻³ = 0, 021 M

La concentración de OH⁻ permite calcular el pOH, y conocido el pOH se calcula el pH.

POH = - log [OH⁻] = - log (0, 021) = 1, 68⇒ pH = 14 - 1, 68 = 12, 32

c) El volumen de agua que habría que añadir a 50 mL de la disolución

deKOH para obteneruna disolución de pH 12.

El apartado se resuelve por la definición de molaridad conocida la concentración y el número de moles en disolución.

La concentración se obtiene del pOH por tratarse de una base fuerte :

[KOH] = [OH⁻] = 10<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5E%7B-pOH%7D%20" /> = 10<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5E%7B-%2814-pH%29%7D%20" /> = 10<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5E%7BpH-14%7D%20" /> = 10<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5E%7B12-14%7D%20" /> = 10tex] ^ { - 2} [ / tex] M.

Los moles de KOH se calculan con el volumen y concentración de la disolución empleada.

N(KOH) = M· V = 0, 04 mol / L· 50× 10⁻³ = 2× 10⁻³ mol

Conocidos los moles y la concentración molar se calcula el volumen de la disolución.

<img src="https://tex.z-dn.net/?f=M%3D%20%5Cfrac%7Bn%7D%7BV%7D%3AV%3D%20%5Cfrac%7Bn%7D%7BM%7D%3D%20%5Cfrac%7B2.10%5E%7B-3%7D%7D%7B10%5E%7B-2%7D%7D%3D0%2C2L%3D200mL%20%20%20" />

El volumen de agua que habrá que añadir será la diferencia entre el volumen de la disolución y el volumen de la disolución de KOH usado :

V(H₂O) = 200 - 50 = 150 mL

Prueba de Selectividad Madrid, Junio 2011, QUIMICA.