Ejercicio resuelto de Valoraciones ácido-base · Química · 2022

Una muestra de 500 mg de un ácido monoprótico fuerte $(\text{HA})$ disuelto en agua se neutralizó con 33,16 mL de disolución 0,15 M de $\text{KOH}$. Calcule:

a) La masa molar del ácido. (Hasta 1,0 puntos)

b) El pH resultante cuando al ácido inicial se hubieran añadido 40 mL de la base, suponiendo un volumen final de 50 mL. (Hasta 1,0 puntos)

$\textbf{a) La masa molar del ácido. (Hasta 1,0 puntos)}$

En el punto de neutralización, los moles de base añadida igualan a los de ácido, porque el ácido es monoprótico y el hidróxido monohidroxílico:

$\mathrm{HA} + \mathrm{KOH} \rightarrow \mathrm{KA} + \mathrm{H_2O}$

$n(\mathrm{KOH}) = 0{,}15 \cdot 0{,}03316 = 4{,}974\cdot 10^{-3}\ \mathrm{mol}$

Esos son también los moles de ácido contenidos en los 500 mg de muestra, así que la masa molar es el cociente entre masa y cantidad de sustancia:

$M = \dfrac{m}{n} = \dfrac{0{,}500}{4{,}974\cdot 10^{-3}} = 100{,}5\ \mathrm{g/mol}$

$\textbf{b) El pH resultante cuando al ácido inicial se hubieran añadido 40 mL de la base, suponiendo un volumen final de 50 mL. (Hasta 1,0 puntos)}$

Con 40 mL se ha pasado del punto de equivalencia, que necesitaba 33,16 mL, de modo que sobra base.

$n(\mathrm{KOH}) = 0{,}15 \cdot 0{,}040 = 6{,}0\cdot 10^{-3}\ \mathrm{mol}$

$n(\mathrm{OH^-})_{\text{exceso}} = 6{,}0\cdot 10^{-3} - 4{,}974\cdot 10^{-3} = 1{,}026\cdot 10^{-3}\ \mathrm{mol}$

Ese exceso queda repartido en los 50 mL finales:

$[\mathrm{OH^-}] = \dfrac{1{,}026\cdot 10^{-3}}{0{,}050} = 2{,}05\cdot 10^{-2}\ \mathrm{mol/L}$

$\mathrm{pOH} = -\log(2{,}05\cdot 10^{-2}) = 1{,}69 \qquad \mathrm{pH} = 14 - 1{,}69 = 12{,}31$

La disolución final es netamente básica. La sal formada no influye: procede de ácido y base fuertes, así que no se hidroliza.