Cálculo del pH al valorar hidróxido de bario y ácido clorhídrico

Pregunta:

Calcule el pH producido al mezclar $ \ pu {25.0 mL} $ de $ \ pu {0.420 M} $ $ \ ce { Ba (OH) _2} $ con $ \ pu {125 mL} $ de $ \ pu {0.120 M} $ $ \ ce {HCl} $.

Intento:
I » Estoy aprendiendo sobre ácidos y bases en este momento (y todavía no estoy muy acostumbrado). Primero escribí la ecuación química $$ \ ce {2HCl + Ba (OH) _2 \ rightarrow 2H_2O + BaCl_2} $$

Luego calculé el número de moles de cada $ \ ce {Ba (OH) _2} $ tiene $$ \ pu {0.025 L} \ times \ pu {0.420 M} = 0.0105 $$ moles

y para $ \ ce {HCl} $ $$ 0.125 \ pu {mL} \ times \ pu {0.120 M} = 0.0150 $$ Entonces $ \ ce {Ba (OH) 2} $ es el reactivo limitante. Sin embargo, I «m ¡No estoy seguro de cómo proceder, por lo que realmente agradeceríamos cualquier ayuda!

Respuesta

Estás en el camino correcto, solo una cosa. $ \ ce {Ba (OH) 2} $ es en exceso y $ \ ce {HCl} $ es el reactivo limitante , lo que significa que todo el $ \ ce {HCl} $ se ha agotado. Eso solo nos dice que el pH está por encima de 7, ya que $ \ ce {Ba (OH) 2} $ es alcalino y no queda ácido.

Para encontrar el pH exacto de la solución resultante, primero Necesito encontrar la cantidad de $ \ ce {Ba (OH) 2} $ que queda. Dado que se usa todo el $ \ ce {HCl} $, podemos encontrar el número de moles de $ \ ce {Ba (OH) 2} $ necesarios para reaccionar con él. Como dijiste, la cantidad de moles de $ \ ce {HCl} $ es 0.0150. De la ecuación podemos ver que 2 moles de $ \ ce {HCl} $ reaccionan con 1 mol de $ \ ce {Ba (OH ) 2} $. Entonces 0.0150 moles de $ \ ce {HCl} $ reaccionarán con $ \ frac {0.0150} {2} $ = 0.0075 moles de $ \ ce {Ba (OH) 2} $. Pero hay 0.0105 moles de $ \ ce {Ba (OH) 2} $ presente. Por lo tanto, encontramos la diferencia para encontrar cuántos moles hay en la solución cuando finaliza la reacción.

Este número es 0.0105 – 0.0075 = 0.003 moles. Ahora, una cosa acerca de los ácidos y las bases, es que sus iones se disocian en solución. Cuantos más iones se disocian, más fuerte es el ácido o la base. Aquí, no queda ácido, pero solo 0.003 moles de dicha base están presentes. $ \ ce {Ba (OH) 2} $ se disocia de la siguiente manera: $$ \ ce {Ba (OH) 2 < = > 2OH – + Ba ^ 2 +} $$ Esto significa que un mol de $ \ ce {Ba (OH) 2} $ se disocia para formar 2 moles de iones $ \ ce {OH -} $. Entonces, 0.003 moles de $ \ ce { Ba (OH) 2} $ se disocia para formar 0.003 * 2 = 0.006 moles de iones $ \ ce {OH -} $. La solución resultante tiene un volumen de 125 + 25 = 150 mL. La concentración de iones $ \ ce {OH -} $ se calcula mediante $ \ frac {0.006} {0.150} $ = 0.04 M.

Para encontrar el pH, es más fácil encontrar primero el pOH . Eso se puede encontrar usando la fórmula: $$ \ ce {pOH = -log (OH ^ -)} $$ En su caso, el valor de $ \ ce {OH -} $ es 0.04 y el pOH es $$ \ ce {pOH = -log (0.04)} $$ o pOH = 1.397940. FINALMENTE, el pH se puede encontrar restando el pOH de 14 porque $$ \ ce {pOH + pH = 14} $$ En este caso, pH = 14 – 1.397940 = 12.60206.

Esta es mi primera respuesta en este sitio, espero que esto ayude. Si he cometido algún error, lo siento y siéntase libre de ayudar, comunidad siempre activa of Chemistry Stack Exchange

Comentarios

  • En mi opinión, ' sería es más fácil encontrar $ [H ^ {+}] $ dividiendo $ K_ {w} $ por $ [OH ^ {-}] $, y luego encontrando el registro negativo de eso. ' d omitir algunos pasos para trabajar con $ pOH $, etc.
  • Es ' todo uno y lo mismo, de verdad. Eso también funciona, pero a mí personalmente me gusta pOH. Es ' como yin y yang, pH y pOH; dos caras de una moneda y todo eso.
  • Sin embargo, una cosa. Si $ Ba (OH) _ {2} $ está en exceso, ¿por qué reaccionan todos los $ HCl $? ¿Por qué no ' no todos los $ Ba (OH) _ {2} $ reaccionan para dejar un exceso de $ HCl $?
  • @ iha99 Quizás esto debería Ser completamente obvio, pero cuando dice " está en el camino correcto. Ba (OH) 2 es el reactivo limitante, lo que significa que se agota todo el HCl. Eso solo nos dice que el pH está por encima de 7, ya que el Ba (OH) 2 es alcalino y no queda ácido ", I ' Estoy confundido porque si Ba (OH) 2 es el reactivo limitante, ¿no debería ' t usarse primero y dejar el ácido atrás?
  • Además, el volumen total de la solución ganó ' t sea 0,150 mol dm ^ -3. Será 0.025 mol dm ^ -3 – olvidó convertir 0.125 mL a L.

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