Problema nº 9 de estequiometría de las disoluciones, neutralización de soluciones - TP02

Enunciado del ejercicio nº 9

¿Qué volumen de solución 0,1 N de KOH son necesarios para neutralizar totalmente a 25 cm³ de solución 0,5 N de H₂SO₄?

Solución

Método razonado

La ecuación estequiométrica balanceada es la siguiente:

2·KOH + H₂SO₄ ⟶ K₂SO₄ + 2·H₂O

Calculamos las masas de los moles que intervienen en la reacción en equilibrio:

2·KOH: 2·(39 g + 16 g + 1 g) = 112 g

H₂SO₄: 2·1 g + 32 g + 4·16 g = 98 g

K₂SO₄: 2·39 g + 32 g + 4·16 g = 174 g

2·H₂O: 2·(2·1 g + 16 g) = 36 g

Ecuación equilibrada de la reacción

Calculamos los equivalentes gramo.

El equivalente gramo del ácido sulfúrico es su mol dividido la cantidad de átomos de hidrógeno que posee en su mol.

Cálculo del equivalente gramo de sustancias químicas

Eg = 49 g (H₂SO₄)

El equivalente gramo del hidróxido de potasio es su mol dividido la cantidad de oxhidrilos que posee en su mol.

Cálculo del equivalente gramo de sustancias químicas

Eg = 56 g (KOH)

Calculamos la masa de ácido sulfúrico que hay en 25 cm³ de solución 0,5 N:

Cálculo de la masa del soluto en una solución

x = 24,5 g de ácido/l

Cálculo de la masa del soluto en una solución

x = 0,6125 g de H₂SO₄ (puro)

Calculamos la masa de hidróxido de potasio necesaria para neutralizar 0,6125 g de ácido, de la ecuación estequiométrica tenemos:

Cálculo de la masa del soluto en una solución

x = 0,7 g de KOH (puro)

Calculamos la masa de hidróxido de potasio que hay en una solución 0,1 N:

Cálculo de la masa del soluto en una solución

x = 5,6 g de KOH/l

Finalmente calculamos el volumen de solución que contiene 0,7 g de KOH:

Cálculo del volumen en soluciones químicas

Resultado, el volumen de solución 0,1 N de KOH necesario para neutralizar 25 cm³ de solución 0,5 N de H₂SO₄ es:

x = 125 cm³

Método sencillo

De otro modo, mucho más sencillo, teniendo en cuenta que "se neutraliza equivalente gramo a equivalente gramo" y que:

V₁·N₁ = V₂·N₂

Despejamos V₁:

Cálculo del volumen en concentraciones normales

Reemplazamos por los datos y calculamos:

Cálculo del volumen en soluciones químicas

V₁ = 125 cm³

Mismo resultado.

Ejemplo, cómo calcular el volumen de neutralización en soluciones normales

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