Ejercicios de Física y Química

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Reacción de neutralización: carácter ácido o básico de la mezcla final

Una muestra de 250 mL de Ca(OH)_2 0,04 M se agregó a 15 mL de HNO_3 0,10 M.
a) ¿La disolución resultante es básica o ácida? Razona tu respuesta.
b) ¿Cuántos moles de ácido o base quedan en exceso?
c) ¿Qué volumen de Ca(OH)_2 0,04 M o de HNO_3 010 M se necesitan para neutralizar la disolución resultante.


SOLUCIÓN:

a) Para poder responder es necesario calcular cuántos moles de OH^- y de H^+ habrá debido a las dos disoluciones antes de producirse la mezcla. El carácter ácido o básico de la disolución vendrá dado por el número de moles de cada uno.
0,25\ L\cdot \frac{0,04\ mol\ Ca(OH)_2}{1\ L}\cdot \frac{2\ mol\ OH^-}{1\ mol\ Ca(OH)_2} = 2\cdot 10^{-2}\ mol\ OH^-
1,5\cdot 10^{-3}\ L\cdot \frac{0,01\ mol\ HNO_3}{1\ L}\cdot \frac{1\ mol\ H^+}{1\ mol\ HNO_3} = 1,5\cdot 10^{-3}\ mol\ H^+
Como hay más moles de OH^- que de H^+, la disolución resultante será BÁSICA.
b) El exceso que resulta será como consecuencia de que reaccionen los H^+ con los OH^- para formar agua, siendo los H^+ el reactivo limitante y sobrando:
(2\cdot 10^{-2} - 1,5\cdot 10^{-3})\ mol\ OH^- = \bf 1,85\cdot 10^{-2}\ mol\ OH^-
c) El producto del volumen de ácido por la molaridad del ácido da lugar a los moles de H^+. Si le imponemos la condición de neutralización, que es que sean iguales los moles de H^+ y los de OH^-, podemos despejar el volumen de ácido total:
V_a\cdot M_a = 2\cdot 10^{-2}\ \to\ V_a = \frac{2\cdot 10^{-2}\ mol}{0,1\ mol/L} = 0,2\ L
Cuidado porque hemos calculado el volumen total de ácido necesario, pero ya teníamos 15 mL de ácido añadidos al principio, por lo que el volumen necesario para neutralizar la disolución resultante será:

(200 - 15)\ mL = \bf 185\ mL

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