Question

alcular el pH y pOH para cada una de las moléculas,H₂SO₄ si se toman 0,12 gramos y se llevan a un volumen de 700 mL.

Answer 1

El pH de la solución es 2,54 y el pOH 11,46

Explicación:

Se calcula concentración molar de ácido sulfúrico, para ello se sabe que:

$M = \frac{moles}{litros}$

Se calculan los moles de ácido sulfúrico, mediante el peso molecular

$moles = \frac{masa}{PM} = \frac{0,12g}{98,079 g/mol} = 1,22*10^{-3} mol$

Se lleva los mL a L, sabiendo que 1000 mL equivalen a 1 L

700 mL * (1L/1000 mL) = 0,7 L

Se sustituye en la ecuación de concentración:

$M = \frac{1,22*10^{-3} moles}{0,7 L} = 1,74 *10^{-3} M$

La disociación de ácido sulfúrico es en dos partes, la primera es un disociación directa:

   H₂SO₄       →             H⁺          +         HSO₄⁻²

1,74 *10⁻³M

                             1,74 *10⁻³M          1,74 *10⁻³M

y la segunda:

    HSO₄⁻²       ↔             H⁺          +       SO₄⁻²

1,74 *10⁻³M             1,74 *10⁻³M  

      -x                             +x                       +x

1,74 *10⁻³M - x        1,74 *10⁻³M + x     1,74 *10⁻³M + x

La constante de disociación del ácido sulfúrico es 1,3*10⁻²

Se sabe que:

$Ka = \frac{[H^+]*[SO_4^{-2}]}{[HSO_4^{-}]}$

Sustituyendo

$1,3*10^{-2} = \frac{(1,74 *10⁻³M + x)*(1,74 *10⁻³M + x)}{(1,74 *10⁻³M - x)}$

Simplificando

1,3*10⁻²(1,74 *10⁻³M - x) = (1,74 *10⁻³M + x)²

1,3*10⁻²*1,74 *10⁻³M - 1,3*10⁻²x = 3,04 *10⁻⁶M +2*1,74 *10⁻³M*x +x²

2,26*10⁻⁵ - 1,3*10⁻²x = 3,04 *10⁻⁶M +3,48 *10⁻³M*x +x²

Se pasa todo a un lado de la igualdad

0 = 3,04 *10⁻⁶M +3,48 *10⁻³M*x + x² - 2,26*10⁻⁵ + 1,3*10⁻²x

0 = -1,963*10⁻⁵M +0,01648 M*x + x²

Aplicando la ecuación cuadrática para obtener el valor de x

$x = \frac{-b+\sqrt{b^2 - 4*a*c} }{2*a}$

Sustituyendo

$x = \frac{-0,01648+\sqrt{0,01648^2 - 4*1*-1,963*10^{-5}}}{2*1}$

x = 1,114*10⁻³M

$x = \frac{-0,01648-\sqrt{0,01648^2 - 4*1*-1,963*10^{-5}}}{2*1}$

x = - 0,0175 M

Se toma x = 1,114*10⁻³M, ya que nos proporciona una valor positivo de concentración

[H+] = 1,74 *10⁻³M + 1,114*10⁻³M  = 2,85*10⁻³M

Se calcula el pH como el logaritmo de la concentración de H+

pH = - log(2,85*10⁻³M) = 2,54

Y el pOH

pH + pOH = 14

pOH = 14 - pH = 14 - 2,54 = 11,46

El pH de la solución es 2,54 y el pOH 11,46