Reacción de neutralización: carácter ácido o básico de la mezcla final (4786)

, por F_y_Q

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Una muestra de 250 mL de \ce{Ca(OH)2} 0.04 M se agregó a 15 mL de \ce{HNO3} 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 \ce{Ca(OH)2} 0.04 M o de \ce{HNO3} 0.10 M se necesitan para neutralizar la disolución resultante.

P.-S.

a) Para poder responder es necesario calcular cuántos moles de \ce{OH^-} y de \ce{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.

\left 0.25\ \cancel{L}\cdot \dfrac{0.04\ \cancel{\ce{mol\ Ca(OH)2}}}{1\ \cancel{L}}\cdot \dfrac{2\ \ce{mol\ OH^-}}{1\ \cancel{\ce{mol\ Ca(OH)2}}} = {\color[RGB]{0,112,192}{\textbf{0.02 \ce{mol\ OH^-}}}} \atop 1.5\cdot 10^{-3}\ \cancel{L}\cdot \dfrac{0.01\ \cancel{\ce{mol\ HNO3}}}{1\ \cancel{L}}\cdot \dfrac{1\ \ce{mol\ H^+}}{1\ \cancel{\ce{mol\ HNO3}}} = {\color[RGB]{0,112,192}{\bm{1.5\cdot 10^{-3}}\ \textbf{\ce{mol\ H^+}}}} \right \}

Como hay más moles de \ce{OH^-} que de \ce{H^+}, la disolución resultante será básica.

b) El exceso que resulta será como consecuencia de que reaccionen los \ce{H^+} con los \ce{OH^-} para formar agua, siendo los \ce{H^+} el reactivo limitante y sobrando:

(2\cdot 10^{-2} - 1.5\cdot 10^{-3})\ \ce{mol\ OH^-} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{1.85\cdot 10^{-2}}\ \textbf{\ce{mol OH^-}}}}


c) El producto del volumen de ácido por la molaridad del ácido da lugar a los moles de \ce{H^+}. Si le impones la condición de neutralización, es decir, que sean iguales los moles de \ce{H^+} y los del exceso de \ce{OH^-}, puedes despejar el volumen de ácido total:

V_a\cdot M_a = 2\cdot 10^{-2}\ \to\ V_a = \frac{1.85\cdot 10^{-2}\ \cancel{mol}}{0,1\ \cancel{mol}\cdot L^{-1}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 0.185\ L}}