estiquiometria y pH



ESTEQUEOMETRIA DE LAS SOLUCIONES ACUOSAS
pH y pOH


Objetivos

Adquirir práctica en el manejo cuantitativo de las soluciones acuosas

Conocer el uso práctico de las soluciones y distinguir aquellas de uso cotidiano

Conocer y aplicar a situaciones concretas las distintas formas de concentración de las soluciones

Medir la acidez y/o la alcalinidad de una solución a partir del pHy/o del pOH






Introducción

Si colocamos por ejemplo una cucharadita de sal común (cloruro de sodio: NaCl) en 1 litro de agua y agitamos, observaremos cómo la sal se disuelve en el agua. Ya no podremos distinguir las sal del agua pues habremos obtenido un sistema homogéneo, es decir un sistema que presenta una sóla fase.
La sustancia que se disolvió, en este caso el NaCl, recibe elnombre de soluto; la sustancia que provocó dicha disolución, en este caso el agua, recibe el nombre de solvente o disolvente.
En realidad cualquier sistema homogéneo que contenga dos o más componentes puede ser considerado como una solución.
Podemos tener soluciones líquidas (como el ejemplo que recién vieron), soluciones gaseosas (como por ejemplo el aire, que está formado por O2 – N2 – algo devapor de H2O y de CO2 – un muy pequeño porcentaje de gases inertes ), y soluciones sólidas (como por ejemplo el bronce, que está formado por Cu y Sn).
Pero en particular a nosotros nos interesan las soluciones líquidas en las cuales el solvente es el agua, o sea las soluciones acuosas.
Respecto al soluto, trabajaremos siempre con ácidos, bases o sales, pues estas sustancias tienen la propiedadde ser solubles en agua.

Concentración de una solución

Para poder resolver situaciones problemáticas muy importantes, como por ejemplo medir la acidez o la alcalinidad de un sistema mediante el pH, es necesario conocer las formas más frecuentes en que suele expresarse la concentración de una solución.
La concentración mide la cantidad de soluto que se encuentra en una determinada cantidadde solvente.
A partir de este momento, y por una cuestión de comodidad, abreviaremos el término solvente como SV , el término soluto como ST y el término solución como SN.
Si por ejemplo disuelven 2 g de ácido clorhídrico (o sea 2 g de ST) en 60 g de H2O (o sea 60 g de SV) obtendremos 62 g de SN, de donde resulta MUY EVIDENTE que podemos escribir la siguiente relación:mSN = mST + mSV
También es MUY OBVIO que si a la masa de solución le restamos la masa de soluto obtendremos la masa de solvente, y que si a la masa de ................ (sigan ustedes).

Ahora sí les voy a explicar las formas más usuales de expresar la concentración de una solución.

a) % m/m : esta expresión se debe leer así : “porciento masa en masa” . Indica cuántosgramos de ST hay cada 100 g de SN.
Por ejemplo: si tenemos una solución 8% m/m (“ocho porciento masa en masa”) de ácido sulfúrico (H2SO4 ), significa que hay 8 g de ST (que es el H2SO4) cada 100 g de SN.
Esto equivale a decir que hay 8 g de ST cada 92 g de SV (que es el H2O) . (¿Entienden porqué?.........).
Para que fijen las ideas lean ahora este ejercicio tipo :
Un recipiente contiene 300 gde una solución al 25 % m/m de ácido nítrico. ¿Cuántos gramos de ST y de SV hay en el recipiente?
Resolución (¡regla de tres simple!):
100 g SN 25 g ST
300 g SN x x = 75 g de ST

300g SN – 75 g ST = 225 g de SV

Otro ejercicio tipo:
Se disuelven 5 g de hidróxido de sodio en 50 g de agua. Calcular el % m/m de la solución obtenida.

55 gSN 5 g ST
100 g SN x x = 9,09 g ST

Como esos 9,09 g de ST están cada 100 g de SN, el resultado final debe expresarse de la siguiente manera: 9,09 % m/m, y este resultado se lee así: “9,09 porciento masa en masa”.

b) % m/V: se lee “porciento masa en volumen”. Indica cuántos gramos de ST hay cada 100 cm3 de SN.
Por ejemplo si tenemos una SN...