Problema n° 10 de estequiometría de las soluciones, neutralización de soluciones - TP02

Enunciado del ejercicio n° 10

Durante una titulación se neutralizan 30 ml de una solución de H2SO4 con 21 ml de solución 0,5 N de NaOH, calcular:

a) Normalidad de la solución ácida.

b) Molaridad de la solución ácida.

Desarrollo

Datos:

V1 = 30 ml de solución de H2SO4

V2 = 21 ml de solución 0,5 N de NaOH

Solución

a)

Método razonado

La ecuación estequiométrica balanceada es la siguiente:

2·NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2·H2O

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

2·NaOH: 2·(23 g + 16 g + 1 g) = 80 g

H2SO4: 2·1 g + 32 g + 4·16 g = 98 g

Na2SO4: 2·23 g + 32 g + 4·16 g = 142 g

2·H2O: 2·(2·1 g + 16 g) = 36 g

2·NaOH+H2SO4Na2SO4+2·H2O
80 g+98 g=142 g+36 g

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.

Eg =98 g
2

Eg = 49 g (H2SO4)

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

Eg =40 g
1

Eg = 40 g (NaOH)

Calculamos la masa de hidróxido de sodio que hay en 21 cm³ de solución 0,5 N:

1 N40 g de NaOH/l
0,5 Nx
x =0,5 N·40 g de NaOH/l
1 N

x = 20 g de NaOH/l

1.000 cm³ de solución20 g de NaOH
21 cm³ de soluciónx
x =21 cm³ de solución·20 g de NaOH
1.000 cm³ de solución

x = 0,42 g de NaOH (puro)

Calculamos la masa de ácido sulfúrico necesaria para neutralizar 0,42 g de NaOH, de la ecuación estequiométrica tenemos:

80 g de NaOH98 g de H2SO4
0,42 g de NaOHx
x =0,42 g de NaOH·98 g de H2SO4
80 g de NaOH

x = 0,5145 g de H2SO4 (puro)

Calculamos la masa de ácido sulfúrico que hay en 1.000 cm³ de solución:

30 cm³0,5145 g de H2SO4
1.000 cm³x
x =1.000 cm³·0,5145 g de H2SO4
30 cm³

x = 17,15 g de H2SO4

Finalmente calculamos la normalidad de la solución de ácido sulfúrico:

49 g de H2SO41 N
17,15 g de H2SO4x
x =17,15 g de H2SO4·1 N
49 g de H2SO4

Resultado, la normalidad de los 30 ml de la solución de ácido sulfúrico es:

x = 0,35 N

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:

V1 =V2·N2
N1

Reemplazamos por los datos y calculamos:

N1 =21 cm³·0,5 N
30 cm³

V1 = 0,35 N

b)

Molaridad (M): es el número de moles que tiene una solución por 1.000 cm³ de solución.

De los cálculos anteriores sabemos que la masa de ácido sulfúrico en 1.000 cm³ de solución es 17,15 g.

Calculamos la molaridad:

98 g de H2SO41 M
17,15 g de H2SO4x
x =17,15 g de H2SO4·1 M
98 g de H2SO4

Resultado, la molaridad de los 30 ml de la solución de ácido sulfúrico es:

x = 0,175 M

Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina

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Ejemplo, cómo calcular la normalidad y la molaridad en la neutralización de soluciones

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