Reacción y pH resultante de la neutralización entre HCl y NaOH (711)

, por F_y_Q

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Se hacen reaccionar 125 mL de ácido clorhídrico 0.2 M con 300 mL de hidróxido sódico 0.1 M. Escribe la reacción que tiene lugar entre ambos reactivos y calcula el pH resultante.

P.-S.

El primer paso tiene que ser escribir la reacción química ajustada. Tanto el HCl como el NaOH son ácido y base fuertes y están completamente disociados, por lo que la reacción es:

$$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O}}$$$


Necesitas calcular los moles de cada uno de los reactivos que haces reaccionar:

a) Moles de HCl:

$$$ \require{cancel} \color{forestgreen}{\bf{n = M \cdot V}}\ \to\ \text{n}_{\text{HCl}} = 0.2\ \dfrac{\text{mol}}{\cancel{\text{L}}}\cdot 0.125\ \cancel{\text{L}} = \color{royalblue}{\bf 0.025\ \text{moles de HCl}}$$$

Moles de NaOH:

$$$ \require{cancel} \color{forestgreen}{\bf{n = M \cdot V}}\ \to\ \text{n}_{\text{NaOH}} = 0.1\ \dfrac{\text{mol}}{\cancel{\text{L}}}\cdot 0.300\ \cancel{\text{L}} = \color{royalblue}{\bf 0.030\ \text{moles de NaOH}}$$$

Ahora debes determinar cuál es el reactivo limitante y cuánto sobra del otro. Como la relación estequiométrica es 1:1, reaccionarán 0.025 moles de HCl con 0.025 moles de NaOH, sobrando:

$$$ n_{\text{NaOH}} = (0.030 - 0.025)\ \text{moles} = \color{royalblue}{\bf 0.005\ \text{moles de NaOH}}$$$

El siguiente paso es calcular la concentración del NaOH que sobra, pero para ello debes conocer el volumen total de la mezcla. Si supones que los volúmenes son aditivos:

$$$ \text{V}_\text{T} = (125 + 300)\ \text{mL} = 425\ \text{mL} = \color{royalblue}{\bf 0.425\ L}$$$

La concentración de ion $$$ \text{OH}^-$$$ es la misma que la de NaOH porque está totalmente disociado y es:

$$$ \color{forestgreen}{\bf{[\text{OH}^-] = \dfrac{n_{\text{NaOH}}}{\text{V}_{T}}}} = \dfrac{0.005\ \text{mol}}{0.425\ \text{L}} = \color{royalblue}{\bf 1.176\cdot 10^{-2}\ M}$$$

Con este dato puedes calcular el pOH de la disolución resultante:

$$$ \color{forestgreen}{\bf{pOH = - log\ ([OH^-])}} = -\log\ (1.176\cdot 10^{-2}) = \color{royalblue}{\bf 1.93}$$$

El pH de la disolución lo calculas por diferencia, sabiendo que la suma del pH y el pOH tiene que ser igual a catorce:

$$$ \color{forestgreen}{\bf{pH + pOH = 14}}\ \to\ \text{pH} = 14 - \text{pOH} = 14 - 1.93 = \color{firebrick}{\boxed{\bf 12.07}}$$$

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