1eras y Segundas PCs

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE PETRÓLEO, GAS NATURAL Y PETROQUÍMICA. PQ - 211

PRIMERA PRÁCTICA CALIFICADA

1.- Determine un esquema general del proceso analítico químico inorgánico. De una breve explicación en cada paso. (3 PTOS)

2.- Calcule la solubilidad molar del hidróxido de cadmio Cd(OH)2 haciendo uso de los balances de carga y masa, además de las suposiciones o aproximaciones, para luego su verificación.Datos: Kps (Cd(OH)2)= 2,5x10-24 ; Kw = 1,00x10-14 (3 ptos)

3.- Se prepara una solución acuosa de acetato de calcio (CH3COONa) cuya fuerza iónica es 0,09 a 25ºC, Calcular:

a) Concentración de ácido acético en la solución.b) pHDato: Para el ácido ácido acético pKa = 4,74 (3 ptos)

4.- Calcule analíticamente la concentración de todas las especies presentes en una solución de ácido butírico CH3CH2CH2COOH, o en su forma abreviada HBu (ácido monoprótico), de olor muy desagradable, que tiene una Ka = 1,48x10-5. Calcule además el pH de una solución 0.0010M de HBu. (3 ptos)

5.- Los iones complejos de amoniaco de plata son disociados de la forma:

[Ag(NH3)2]+ Ag+ + 2 NH3

Determinar la molaridad de la solución utilizada Ag(NH3)2+ cuya masa molar es 159 g/mol para

su disociación conociendo su sensibilidad, si se deben utilizarse 0,5 ml de una solución con la dilución límite de 1/ 250000, respecto del solvente.Masa atómica: Ag =108; N = 14; H = 1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE PETROLEOPQ-211 2014 – I


1.- Indique los pasos a seguir en el análisis cuantitativo típico. Explique cada paso.

2.- Complete las siguientes frases:a) _________________conjunto de instrucciones generales para generar el proceso analítico.b) La __________________se analiza, el _____________________ se determina y la propiedad se ____________.c) En el proceso de sensibilidad se tiene dos aspectos importantes: _________________________________________________ mínima cantidad de analito que un determinado proceso puede detectar con absoluto seguridad; y __________________________________________ mínima cantidad de analito de un determinado proceso puede determinar con absoluta seguridad.d)____________________, parámetro que evalúa como de cercano esta el valor experimental del aceptado y _________________________,parámetro que evalúa como se dé cercano están entre si los valores experimentales.

3.- Los iones complejos de cianuro de Cinc son disociados de la forma:

[Zn(CN)4]2- Zn2+ + 4 CN-

Determine la molaridad de la solución de [Zn(CN)4]2- utilizada cuya masa molar esta dado en g/mol para su disociación conociendo su sensibilidad, si se deben utilizarse 0,5 ml de una solución con la dilución límite de 1:400000, respecto del solvente.Masa atómica: Zn =65,409; N = 14,0067; C = 12,0107

4.- En un litro de agua pura se disuelve cloruro de potasio (KCl), hasta obtener una fuerza iónica igual a 0,100.Luego, se le pide:a) Calcule la concentración molar del Ion hidronio.Si el coeficiente de actividad real del Ion hidronio y del Ion hidroxilo. Son 0,83 y 0,76 respectivamente:b) Calcule las concentraciones molares reales del Ion hidronio e hidroxilo.c) Calcule el pH de la disolución.d) Justificar el pH obtenido.

5.- Calcule el pH de una solución en la que la concentración de ácido acético es 0,030M y la concentración del acetato de sodio es 0,020M. La constante de acidez del ácido débil es 1,80x10-5

.

Luego calcule el pH de una solución que se preparó de la siguiente manera: se diluyeron 200 ml de la solución anterior hasta un volumen de 500 ml.

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1.- Calcule la solubilidad molar del hidróxido de magnesio Mg(OH)2 haciendo uso de los balances de carga y masa, además de las suposiciones o aproximaciones, para luego su verificación.Datos: Kps (Mg(OH)2)= 7,1x10-12 ; Kw = 1,00x10-14

2.- Se prepara una solución tampón mezclando 50ml de hidrazina (N2H4) 2M con 50ml de su sal, como cloruro, de concentración 2M. Luego de disolver 3,28g de hidróxido de sodio (NaOH) el pH cambia a 9. Calcular:a) Kb de la hidrazinab) pH inicial del Buffer.

3.- Utilizar la relación de electroneutralidad y las constantes de equilibrios para calcular:a) El pH de una disolución de soda cáustica (NaOH) 10-7M.b) Si el pH de una disolución es medible hasta 0,02 unidades, ¿qué cantidad de soda puede ponerse en un litro de agua pura para que la variación del pH sea despreciable?

4.- En un litro de agua pura se disuelve cloruro de litio (LiCl), hasta obtener una fuerza iónica igual a 0,100.Luego, se le pide:a) Calcular la concentración molar del Ion hidronio.Si el coeficiente de actividad real del Ion hidronio y del Ion hidroxilo. Son 0,83 y 0,76 respectivamente.b) Calcular las concentraciones molares reales del Ion hidronio e hidroxilo.c) Calcule el pH de la disolución.d) Justificar el pH obtenido.

5.- .- Los iones complejos ferrocianuros Fe(CN)64- son detectados mediante el Fe3+ mediante la

siguiente reacción:

Fe(CN)64- + Fe3+ Fe4[Fe(CN)6]3

¿Cuál es la sensibilidad de la reacción para K4[Fe(CN)6] cuya masa molar es 348 g/mol; si deben usarse 0,5 ml de una solución con la concentración límite de 1:400000? Determinar la molaridad de la solución utilizada.

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1.- Calcular el pH de una solución en la que la concentración de ácido acético es 0,030M y laconcentración del acetato de sodio es 0,020M. La constante de acidez del ácido débil es 1,80x10Luego calcular el pH de una solución que se preparó de la siguiente manera: se diluyeron 200 mlde la solución anterior hasta un volumen de 500 ml.

2.- Determine un esquema general del proceso analítico químico inorgánico. De una breveexplicación en cada paso.

3.- Los iones complejos de amoniaco de plata son disociados de la forma:

[Ag(NH3)2]+ Ag+ + 2 NH3

Determinar la molaridad de la solución utilizada Ag(NH3)2+ cuya masa molar es 159 g/mol

disociación conociendo su sensibilidad, si se deben utilizarse 0,5 ml de una solución con la diluciónlímite de 1/ 250000, respecto del solvente.Masa atómica: Ag =108; N = 14; H = 1

4.- El hipoclorito de sodio (NaOCl), un blanqueador doméstico, es un desinfectante de uso común.a) Despreciando los efectos de la fuerza iónica determine las concentraciones de las especies HOCly OCl- (denominadas cloro libre) en una solución recién preparada de NaOCl 10-3M en agua.b) ¿Cuál es la concentración de HOCl, la especie más efectiva como desinfectante, si se tienen encuenta los efectos de la fuerza iónica?Dato: Kb(OCl-)=10-6,5

5.- Calcule analíticamente la concentración de todas las especies presentes en una solución deácido butírico CH3CH2CH2COOH, o en su forma abreviada HBu (ácido monoprótico), de olor muydesagradable, que tiene una Ka = 1,48x10-5. Calcule además el pH de una solución 0.0010M deHBu.

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1.- Calcular la concentración del ion hidronio y oxidrilo que resulta afectada por la fuerza iónica de una solución cuando se mezclan volúmenes iguales de sulfato de sodio (Na2SO4) 0.0020M y sulfato de aluminio (Al2(SO4)3) 0.0010M.

2.- Determine un esquema general del proceso analítico químico inorgánico. De una breve explicación en cada paso.

3.- Los iones complejos ferrocianuros Fe(CN)64- son detectados mediante el Fe3+ mediante la

siguiente reacción:

Fe(CN)64- + Fe3+ Fe4[Fe(CN)6]3

¿Cuál es la sensibilidad de la reacción para K4[Fe(CN)6] cuya masa molar es 348 g/mol; si deben usarse 0,5 ml de una solución con la concentración límite de 1:400000? Determinar la molaridad de la solución utilizada.

4.- calcule analíticamente la concentración de todas las especies presentes en una solución de HBO2 10-2M cuyo pKa = 9,2.

5.- Calcular el cambio de pH que ocurre cuando se adicionan 0,050milimoles de HAc (ka= 1,78x10-5) a 100 ml de una solución buffer que es 0,100M de HAc y 0,100M de AcNa. Supóngase que no hay variación de volumen.

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SEGUNDA PRACTICA CALIFICADA

1.- Utilizando las ecuaciones del análisis químico cualitativo, calcule la constante de disociación del ácido débil monopólico (HA), sabiendo que su disolución posee una concentración de 10-2 M, cuando posee un pH = 4,75.

2.-Considerar una solución de Malonato (Mal), donde CMal = 0,010M. Calcule las concentraciones de todas las especies que se encuentren presentes, cuando el pH tiene un valor igual a 5,5.

Datos: Considere al ácido malónico como un ácido diprótico con las constantes de disociación igual a K1 = 1,5x10–3 y K2 = 2,2x10–6

3.- Supongamos que se desea preparar 1 litro de solución amortiguadora formada por carbonato sódico y bicarbonato sódico, con un pH = 9,70 y de tal composición que, por formación de 60 mmoles del ion hidrógeno durante el curso de una reacción química, el pH no disminuya por debajo de 9,30 ¿Cuáles son las concentraciones mínimas necesarias de carbonato sódico y bicarbonato de sodio para preparar la solución amortiguadora necesaria?

4.- Escriba las reacciones de hidrólisis de las siguientes sales e indique si el pH resultante será: ácido, básico, neutro.a) NaCN (HCN es un ácido débil)b) KClc) NH4Cl (NH3 es una base débil)

5.- Calcular el pH de una solución formada de NaHCO3 0,005M en una solución acuosa. Hacer las suposiciones y aproximaciones para la resolución.Datos: k1 = 3,5x10-7, k2 = 6,0x10-11

(Recomendación; hacer hasta la tercera aproximación).

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SEGUNDA PRÁCTICA CALIFICADA

1.- Escriba las reacciones de hidrólisis de las siguientes sales e indique si el pH resultante será: ácido, básico, neutro.

a) NaCN (HCN es un ácido débil)b) KClc) NH4Cl

2.- Se mezclan 100ml de Ce4+ 0,2M con 100 ml de Sn2+ 0,2M ocurriendo la reacción (no balanceada): Ce4+ + Sn2+ Sn4+ + Ce3+ de E = 0,15V. Luego al añadir a la solución anterior 0,02moles de Ce4+ ( sin que varíe el volumen) el nuevo valor de E es 0,58V. Calcular:a) Eº1 ( potencial estándar) para el par Sn4+/Sn2+

b) Eº2 (potencial estandar) para el par Ce4+/Ce3+

c) La constante de reacción.d) Las concentraciones de Ce4+ y de Sn2+ en el equilibrio.

3.- Establecer los diagramas de los potenciales aparente en función del pH para los sistemas oxido-reductoras del bromo: Br(-1) / Br(0) /Br(+5), sabiendo que se tiene:Br2 + 2e- 2Br- Eº = 1,09 VBrO3

- 6H+ + 5e- 1/2Br2 + 3H2OEº = 1,48 VHBrO3 BrO3

- + H+ pKa = 0,2(concentraciones: 10-2 M)

4.- Si la f.e.m. de la pila:Ag / Ag(S2O3)2

3- (0,001M), S2O32- (2M) // Ag+(0,05M) / Ag es 0,903V.

Hallar K para Ag(S2O3)23-

Dato:Ag(S2O3)2

3- Ag+ + 2 S2O32-

Ag+ 0,80V Ag

5.- Considerar una solución de Malonato, donde CMal = 0,010M. Calcular [H2Mal], [HMal–] y [Mal2–] cuando el pH tiene un valor igual a 5,5.

Datos: K1 = 1,5x10–3 y K2 = 2,2x10–6

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1. Se agrega una solución de 10-2 mol de Na2HPO4 a 1 litro de solución:a) Escriba el balance de masas para Na y PO4, CT,Na y CTPO4

b) Escriba la condición de protones.c) Escriba el balance de cargas.

2. Utilizando las ecuaciones del análisis químico cualitativo, calcule la constante de disociación del ácido cloroso (HClO2), sabiendo que su disolución 10-2 M posee un pH = 4,75.

3. Se disuelve 0,1 mol de ácido oxálico en un litro de agua. Calcule:a) pHb) Concentración de todas las especies presentes.c) Concentración del ion oxalato ácido cuando se regula el pH = 13.Datos: para el ácido oxálico (H2C2O4): pK1 = 1,3; pK2 = 4,3

4. Supongamos que se desea preparar 1 litro de solución amortiguadora formada por carbonato sódico y bicarbonato sódico, con un pH = 9,70 y de tal composición que, por formación de 60 mmoles del ion hidrógeno durante el curso de una reacción química, el pH no disminuya por debajo de 9,30 ¿Cuáles son las concentraciones mínimas necesarias de carbonato sódico y bicarbonato de sodio para preparar la solución amortiguadora necesaria? K1 = 3,5x10-7 y K2 = 6,0x10-11

5. Calcule el grado de hidrólisis y el pH de NH4C2H3O2 0,010M. El valor de Ka para el HC2H3O2 es de 1,8x10-5 y Kb para el NH3 es 1,8x10-5.

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1.- Supongamos que se desea preparar 1 litro de solución amortiguadora formada por carbonato sódico y bicarbonato sódico, con un pH = 9,70 y de tal composición que, por formación de 60 mmoles del ion hidrógeno durante el curso de una reacción química, el pH no disminuya por debajo de 9,30 ¿Cuáles son las concentraciones mínimas necesarias de carbonato sódico y bicarbonato de sodio para preparar la solución amortiguadora necesaria?

2.- Calcular el grado de hidrólisis y el pH de NH4C2H3O2 0,010M. El valor de Ka para el HC2H3O2 es de 1,8x10-5 y Kb para el NH3 es 1,8x10-5.

3.- Para una celda galvánica:

Pt / PuO2+ (0,01M), Pu4+ (10–3M),H+ (0,1M) // Cu2+ (10–3M) / Cu

a) Escribir la reacción global de la celda y calcular ΔE.b) Hallar Ke de la celdac) Se introduce una barra de Cu puro de 127g en un litro de solución 0,05M de

PuO2(ClO4)2 a un pH=3,¿Cuál es la concentración de PuO22+?

Datos: PuO2+ / Pu4+ Eº = 1,067V Cu2+ / Cu Eº = 0,34V.

4.- Calcular los potenciales normales de los sistemas óxidos reductores siguientes:a) Br5+ / Br-

b) I / I-

Sabiendo que los potenciales normales (pH =0) de los sistemas:Br5+ / Br Eº = 1,52V y Br / Br- Eº = 1,09V.I5+ / I Eº = 1,20V y I5+ / I- Eº = 1,08V.

5.- Escriba las reacciones de hidrólisis de las siguientes sales e indique si el pH resultante será: ácido, básico, neutro.a) NaCN (HCN es un ácido débil)b) KClc) NH4Cl


FACULTAD DE PETROLEO

PQ-211



a) NaCN (HCN es un ácido débil)

b) KCl

c) NH4Cl

2.- Se prepara una solución tampón mezclando 50 ml de hidracina (N2H4) 2M con 50 ml de su sal como cloruro, de concentración 2M. Luego al disolver 3,28 g de NaOH el pH cambia a 9. Calcular:

a) Kb de la hidracina

b) el pH inicial del Buffer.

3.- Calcular el grado de hidrólisis y el pH de NH4C2H3O2 0,010M. El valor de Ka para el HC2H3O2

es de 1,8x10-5 y Kb para el NH3 es 1,8x10-5.

4.- Se disuelve 0,1 mol de ácido oxálico en un litro de agua. Calcular:

a) pH

b) Concentración de todas las especies presentes.

c) Concentración del ion oxalato ácido cuando se regula el pH = 13.

Datos : para el ácido oxálico (H2C2O4): pK1 = 1,3; pK2 = 4,3

5.- Si la f.e.m. de la pila:

Ag / Ag(S2O3)23- (0,001M), S2O3

2- (2M) // Ag+(0,05M) / Ag es 0,903V.


Dato:

Ag(S2O3)23- Ag+ + 2 S2O3

2-

Ag+ 0,80V Ag

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1.-Utilizando las ecuaciones del análisis químico cualitativo, calcule la constante de disociación del ácido hipocloroso (HClO), sabiendo que su disolución 10-2 M posee un pH = 4,75.

2.- Se tiene una solución 0,1 mol de ácido oxálico (H2C2O4) en un litro de agua, cuyas constantes de acidez poseen: pK1 = 1,3; pK2 = 4,3. Se le pide que calcule:a) pH de la solución.b) Concentración de todas las especies presentes.c) Concentración del ion oxalato ácido cuando se regula el pH = 13.

3.- Se agrega una solución de 10-2 mol de Na2HPO4 a 1 litro de solución:a) Escriba el balance de masas para Na y PO4, CT,Na y CTPO4-

b) Escriba la condición de protones.c) Escriba el balance de cargas.

4.- Supongamos que se desea preparar 1 litro de solución amortiguadora formada por carbonato sódico y bicarbonato sódico, con un pH = 9,70 y de tal composición que, por formación de 60 mmoles del ion hidrógeno durante el curso de una reacción química, el pH no disminuya por debajo de 9,30 ¿Cuáles son las concentraciones mínimas necesarias de carbonato sódico y bicarbonato de sodio para preparar la solución amortiguadora necesaria? K1 = 3,5x10-7 y K2 = 6,0x10-11

5.- Si la f.e.m. de la pila:Ag / Ag(S2O3)2

3- (0,001M), S2O32- (2M) // Ag+(0,05M) / Ag es 0,903V.


Dato:Ag(S2O3)2

3- Ag+ + 2 S2O32-

Ag+ 0,80V Ag

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FACULTAD D EPETROLEO

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1.- Calcular el pH de una solución formada de NaHCO3 0,005M y de Na2CO3 0,005M

Datos: k1 = 3,5x10-7, k2 = 6,0x10-11

(Recomendación; hacer hasta la tercera aproximación).

2.- Calcular el cambio de pH que ocurre cuando se adicionan 0,050milimoles de HAc (ka= 1,78x10-5) a 100 ml de una solución buffer que es 0,100M de HAc y 0,100M de AcNa. Supóngase que no hay variación de volumen.

3.- Utilizar la relación de electroneutralidad y las constantes de equilibrios para calcular:

a) El pH de una disolución de soda cáustica (NaOH) 10-7M.

b) Si el pH de una disolución es medible hasta 0,02 unidades, ¿qué cantidad de soda puede ponerse en un litro de agua pura para que la variación del pH sea despreciable?

4.- Se prepara una solución A: mezclando volúmenes iguales de NH3 0,200M y NH4Cl 0,400M; y otra solución B: disolviendo 0,080 moles de cloruro de amonio en 200 ml de amoniaco 0,1M. Se pide:

a) Calcular el pH inicial de las soluciones A y B.

b) ¿Qué volúmenes (en ml) de las soluciones A y B deben mezclarse para obtener una solución amortiguadora de pH =8,8. pK(NH3) = 4,74

c) La variación de pH final que resulta al añadir 20 ml de HCl 0,4M al último Buffer.

5.- Considerar una solución de Malonato, donde CMal = 0,010M. Calcular [H2Mal], [HMal–] y [Mal2–] cuando el pH tiene un valor igual a 5,5.

Datos: K1 = 1,5x10–3 y K2 = 2,2x10–6

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FACULTADS DE PETROLEO

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a) NaCN (HCN es un ácido débil)

b) KCl

c) NH4Cl

2.-Estudiar la variación del potencial de óxido-reducción de una mezcla de Hg22+ y Hg2+ durante

el curso de la dilución. Para ello trazar la curva E = f(log v), siendo v el volumen de solución conteniendo una cantidad inicial constante de cada uno de los iones Hg2

2+ y Hg2+.

Dato: Eº = 0,91V.

3.- Calcular el grado de hidrólisis y el pH de NH4C2H3O2 0,010M. El valor de Ka para el HC2H3O2

es de 1,8x10-5 y Kb para el NH3 es 1,8x10-5.

4.- Si la f.e.m. de la pila:

Ag / Ag(S2O3)23- (0,001M), S2O3

2- (2M) // Ag+(0,05M) / Ag es 0,903V.


Dato:

Ag(S2O3)23- Ag+ + 2 S2O3

2-

Ag+ 0,80V Ag

5.- Calcular los potenciales normales de los sistemas óxidos reductores siguientes:

a) Br5+ / Br-

b) I / I-

Sabiendo que los potenciales normales (pH =0) de los sistemas:

Br5+ / BrEº = 1,52V y Br / Br- Eº = 1,09V.

I5+ / I Eº = 1,20V y I5+ / I- Eº = 1,08V.

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