[Ej. Estequiometría de la molaridad]
Se prepara una
disolución mezclando 1.5 g de LiOH con 23.5 mL de
una disolución 1.000 M de HNO₃.
(a) Escribe la ecuación química balanceada de
la reacción que ocurre entre los solutos.
(b) Calcula la concentración de cada ion que
permanece en disolución.
(c) ¿La disolución resultante es ácida o básica?
Etapa analítica
(a) Escribe la ecuación química balanceada de
la reacción.
LiOH (s) + HNO₃ (aq) →
LiNO₃ (aq) + H2O (l)
(b) Calcula la concentración de cada ion que
permanece en disolución.
Para proceder
correctamente es necesario seguir una secuencia ordenada de pasos:
(b1) identificar el reactivo limitante con la forma [1] de [Teoremas
Estq. molaridad de reactivo limitante desconocido] que sirve para
sustancias en disolución y con la forma [3] de [Teorema
del reactivo limitante];Calcularemos la masa molar del sólido por [Teorema
de masa molar teórica].
M(LiOH)
= (6.94 + 16.00 + 1.01) u = 23.95 u
(b2) calcular la concentración del producto clave de
ionización no despreciable (en este caso, el agua presenta una ionización despreciable)
con la forma [2] de [Teoremas
Estq. molaridad de reactivo limitante desconocido] y luego la de iones
usando [Teoremas.
Estequiometría de ionización completa].
(b3) determinar la concentración del reactivo en exceso que
permanece sin reaccionar con la forma [3] de [Teoremas
Estq. molaridad de reactivo limitante desconocido] y luego la de iones
usando [Teoremas.
Estequiometría de ionización completa];
(b4) sumar los iones comunes, donde la cantidad neta de cada
ion común corresponde a la suma del ion proveniente del producto y del ion
remanente del reactivo en exceso.
(c) ¿La disolución resultante es ácida o básica?
Depende del reactivo limitante.
Etapa Numérica por factor de conversión
(b1) identificar el
reactivo limitante con la forma [1] de [Teoremas
Estq. molaridad de reactivo limitante desconocido];
(b2) calcular la concentración del producto clave de
ionización no despreciable (en este caso, el agua presenta una ionización despreciable)
con la forma [2] de [Teoremas
Estq. molaridad de reactivo limitante desconocido] y luego la de iones
usando [Teoremas.
Estequiometría de ionización completa].; En este caso el volumen de
equilibrio es igual al volumen del ácido, debido a que asumimos disolución
ideal y a que la base estaba sólida.
(b3) determinar la concentración del reactivo en exceso que
permanece sin reaccionar con la forma [3] de [Teoremas
Estq. molaridad de reactivo limitante desconocido] y luego la de iones
usando [Teoremas.
Estequiometría de ionización completa];
(b4) sumar los iones comunes, donde la cantidad neta de cada
ion común corresponde a la suma del ion proveniente del producto y del ion
remanente del reactivo en exceso.
(c) ¿La disolución resultante es ácida o básica?
Dado que el reactante en exceso es la base LiOH, y que el
ion OH- queda en exceso, podemos afirmar que la disolución final es
básica.
Etapa Numérica por teoremas
(b1) identificar el
reactivo limitante con la forma [1] de [Teoremas
Estq. molaridad de reactivo limitante desconocido];
(b2) calcular la concentración del producto clave de
ionización no despreciable (en este caso, el agua presenta una ionización despreciable)
con la forma [2] de [Teoremas
Estq. molaridad de reactivo limitante desconocido] y luego la de iones
usando [Teoremas.
Estequiometría de ionización completa].; En este caso el volumen de
equilibrio es igual al volumen del ácido, debido a que asumimos disolución
ideal y a que la base estaba sólida.
(b3) determinar la concentración del reactivo en exceso que
permanece sin reaccionar con la forma [3] de [Teoremas
Estq. molaridad de reactivo limitante desconocido] y luego la de iones
usando [Teoremas.
Estequiometría de ionización completa];
(b4) sumar los iones comunes, donde la cantidad neta de cada
ion común corresponde a la suma del ion proveniente del producto y del ion
remanente del reactivo en exceso.
Lo interesante es que la notación Delta en el ion hidróxido
enfatiza su naturaleza como ion en exceso.
(c) ¿La disolución resultante es ácida o básica?
Dado que el reactante en exceso es la base LiOH, y que el
ion OH- queda en exceso, podemos afirmar que la disolución final es
básica.
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