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5 mL de acido sulfurico al 98% masa/masa y densidad 1.32 g/mL se añaden a 50 mL de una solucion de hidroxido de aluminio 2,5 normal. determine:
a) la concentracion en mol/L de sulfato de aluminio.
b) la concentracion en %m/v del reactivo sobrante .
c) ¿cuantos mL del reactivo limitante se debe añadir a la solucion para consumir todo el reactivo sobrante?

Número de moles de H₂SO₄:

                                                          98 g soluto       1 mol soluto
5 mL solución · 1.32 g/mL solución · ------------------- · ---------------- = 0.066 mol H₂SO₄
                                                         100 g solución    98 g soluto

Número de moles de Al(OH)₃ (molaridad = normalidad / número de OH^-):

0.050 L · 2.5/3 mol/L = 0.042 mol Al(OH)₃

3 H₂SO₄ + 2 Al(OH)₃   →   Al₂(SO₄)₃ + 6 H₂O

Cada 3 mol de H₂SO₄ reaccionan con 2 mol de Al(OH)₃ y producen 1 mol de Al₂(SO₄)₃, por tanto, con los 0.066 moles de H₂SO₄ que tenemos se necesitarán

                                2 mol Al(OH)₃
0.066 mol H₂SO₄ · ------------------- = 0.044 mol Al(OH)₃
                                3 mol H₂SO₄

Y puesto que solo hay 0.042 mol Al(OH)₃ este será el reactivo limitante. Reaccionará, por tanto, todo el Al(OH)₃ y sobrará parte del H₂SO₄.

El Al₂(SO₄)₃ formado será

                                1 mol Al₂(SO₄)₃
0.042 mol Al(OH)₃ · --------------------- = 0.021 mol Al₂(SO₄)₃
                                  2 mol Al(OH)₃

a) La concentración molar del Al₂(SO₄)₃, teniendo en cuenta que el volumen de la solución es 55 mL, es

       0.021 mol
M = -------------- = 0.38 mol/L
         0.055 L

b) El H₂SO₄ que sobra se calcula restando moles iniciales - moles que reaccionan y, teniendo en cuenta que cada 3 mol de H₂SO₄ reaccionan con 2 mol de Al(OH)₃,

0.066 - 0.042 · 3/2 = 0.003 mol H₂SO₄, que tienen una masa de

0.003 mol · 98 g/mol = 0.029 g

La concentración pedida será

0.029
-------- · 100 = 0.053 g/100 mL
  55

c) Para consumir los 0.003 mol de H₂SO₄ en exceso habrá que añadir

                           3 mol Al(OH)₃
0.003 mol H₂SO₄ · ---------------- = 0.0045 mol Al(OH)₃
                            2 mol H₂SO₄

El volumen necesario de solución de Al(OH)₃ es

      0.0045 mol
V = ---------------- = 0.0054 L = 5.4 mL
      2.5 / 3 mol/L

Saludos