Ejercicio resuelto de Valoraciones ácido-base · Química · 2025

Se preparan 250 mL de una disolución acuosa de $\text{HNO}_{3}$ a partir de 2 mL de una disolución comercial de densidad $1{,}12\ \text{g mL}^{-1}$ y 20 % de riqueza en masa.

a) ¿Qué molaridad y pH tendrá la disolución preparada? [1 punto]

b) ¿Qué volumen de una disolución de NaOH $0{,}02\ \text{M}$ será necesario añadir para neutralizar 100 mL de la disolución que se ha preparado? [1 punto]

Datos: Masas atómicas relativas: O = 16; N = 14; H = 1.

$\textbf{a) ¿Qué molaridad y pH tendrá la disolución preparada? [1 punto]}$

Calculamos las moles de ácido nítrico que aportan los 2 mL de disolución comercial, pasando de volumen a masa con la densidad y de masa de disolución a masa de soluto con la riqueza.

$m_{\text{disolución}}=2\ \text{mL}\cdot 1{,}12\ \text{g mL}^{-1}=2{,}24\ \text{g}$

$m(\mathrm{HNO_3})=2{,}24\cdot 0{,}20=0{,}448\ \text{g}$

$M(\mathrm{HNO_3})=1+14+3\cdot 16=63\ \text{g mol}^{-1} \Rightarrow n=\dfrac{0{,}448}{63}=7{,}11\cdot 10^{-3}\ \text{mol}$

Esas moles son las que quedan repartidas en los 250 mL de la disolución preparada.

$c=\dfrac{n}{V}=\dfrac{7{,}11\cdot 10^{-3}}{0{,}250}=2{,}84\cdot 10^{-2}\ \text{M}$

El ácido nítrico es un ácido fuerte y se disocia por completo, de modo que la concentración de iones oxonio coincide con la del ácido.

$\mathrm{HNO_3}+\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{NO_3^-}+\mathrm{H_3O^+}$

$\text{pH}=-\log[\mathrm{H_3O^+}]=-\log\left(2{,}84\cdot 10^{-2}\right)$

$\text{pH}=1{,}55$

La disolución preparada es $2{,}84\cdot 10^{-2}\ \text{M}$ y tiene un pH de 1,55.

$\textbf{b) ¿Qué volumen de una disolución de NaOH 0,02 M será necesario añadir para neutralizar 100 mL de la disolución que se ha preparado? [1 punto]}$

La reacción entre el ácido nítrico y el hidróxido de sodio es una neutralización de estequiometría 1:1.

$\mathrm{HNO_3}+\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{NaNO_3}+\mathrm{H_2O}$

Calculamos las moles de ácido contenidas en los 100 mL que se toman.

$n(\mathrm{HNO_3})=2{,}84\cdot 10^{-2}\cdot 0{,}100=2{,}84\cdot 10^{-3}\ \text{mol}$

En el punto de equivalencia hacen falta las mismas moles de base.

$n(\mathrm{NaOH})=2{,}84\cdot 10^{-3}\ \text{mol}$

$V=\dfrac{n}{c}=\dfrac{2{,}84\cdot 10^{-3}}{0{,}02}=0{,}142\ \text{L}$

Serán necesarios $142{,}2\ \text{mL}$ de la disolución de hidróxido de sodio.