Problema 7.1 Se titulan 10 ml de HCl (ac) 0.03 M adicionando NaOH (ac) 0.03 Ma) Determine el pH en el punto de equivalencia y seleccione el indicador adecuado. Considere pKa(HCl) = 3 Viraje (pH)Anaranjado de metilo 2.8 - 4Rojo de metilo 4.2 - 6Fenolftalena 8.2 - 10b) Determine el pH de la solucin resultante. Sabiendo que se adicion 5 ml de NaOH(ac) 0.03 MSOLUCIN:a) Se cumple:Moles de HCl = moles de NaOH0.03*10 = 0.03*V2 V2 = 10 mlHCl + NaOH NaCl + H2O 0.03*10 0.03*10 0.3 0.3 0.3Hidrolisis del aninCl- +H2OHCl+OH 0.3/20 = 1.5*10-2X X X(1.5*10-2 x) (X)(X)X2 Kw 10-14 10-11=

(1.5*10-2 - x) Ka 10-3

X = [OH]= 3.24*10-7poh= 6.489pH= 7.511entonces el indicador a usar es fenolftalena

b) HCl + NaOH NaCl + H2O 0.03*10 0.03*5 0.15 0.15 0.15 0.15 0 0.15

Equilibrio del cido HCl H+ + Cl-0.15 0.15 0.15

[H+] = 0.15PH = 0.823

Problema 7.2a) Al mezclar una muestra 500 ml de CH3COOH de 0.2 M con 100 ml de NaOH 0.5 M; Cul es el pH de la solucin resultante? Dato: Ka = 1.8*10-5b) Con otra muestra de 0.1 mol CH3COOH y 0.1 mol de CH3COOK. Si a esta solucin aadimos 0.01 mol de KOH. Cul es la variacin de pH?

SOLUCIN:a) Calculamos las moles de los reactantesnCH3COOH = 0.2*0.5 = 0.1 moln NaOH = 0.5*0.1 = 0.05 molCH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O 1 mol 1 mol 1 mol 0.1 mol 0.05 mol 0.05 mol R.E R.LLa cantidad en exceso de CH3COOHnCH3COOH (exceso) = 0.10 0.05 = 0.05 molAl finalizar la reaccin se tiene 0.05 mol de CH3COOH y 0.05 mol de CH3COONa en 600ml de solucin acuosa VSOL = 600 ml pH = -logKa + log [sal] / [cido]0.05mol/0.6L0.05mol/0.6L

pH = -log1.8*10-5 + log Ph = 4.74b) Primero calculamos el Ph de la solucin amortiguadora cidaCH3COOH (ac)CH3COO-(ac)+H+(ac) 0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol 0.1 x 0.1 + xxKa = [CH3COO-] [H+] [CH3COOH]1.8*10-5 = (0.1 + x) (x) (0.1 - X) X = [H+] = 1.8*10-5 luegopH = -log1.8*10-5 MpH = -(0.26 - 5) = 4.74Al aadir 0.01 mol de KOH que es una base fuerte, este reacciona con el CH3COOHKOH +CH3COOH CH3COOK+H2O 0.01 mol 0.01 mol0.01 molPor lo que las concentraciones cambian[CH3COOH] = 0.1 0.01 = 0.09 mol[CH3COO-] = 0.1 + 0.01 = 0.11 molKa = [CH3COO-] [H+] [CH3COOH]1.8*10-5 = (0.11) [H+] (0.09)[H+] = 1.47*10-5 MpH = -log1.47*10-5 = 4.83luego pH= 4.83 4.74 = 0.09

Problema 7.3Se realiza la titulacin de una solucin de NH3 (ac) 0.1 M cuyo volumen es 25ml, se le adiciona HNO3 (ac) 0.1Ma) Determine el pH de la solucin resultante de adicionar 20ml de HNO3 (ac).b) Determine el pH en el punto de equivalencia e indique un indicador adecuado.SOLUCIN:a) HNO3 (ac)+NH3 (ac) (NH4) NO3Inicio: 2*10-3mol 2.5*10-3 molReaccionan: 2*10-3 mol 2*10-3 mol 2*10-3 mol 0 0.5*10-3mol 2*10-3mol

NH3 (ac) + H2O (NH4)++ (OH)-Inicio: 0.5/45 2/45Equilibrio:0.5/45 x2/45 + x x (2/45 + x)(x)Kb = 1.8*10-5 =

(0.5/45 x) X = 0.45*10-6pH = 8.6532 b) HNO3 (ac)+NH3 (ac) (NH4) NO3 Inicio: 2.5*10-3mol 2.5*10-3mol Reaccionan: 2.5*10-3mol 2.5*10-3mol2.5*10-3mol 0 0 2.5*10-3molYa que nacido = nbase(0.1)*(Vcido) = (0.1)*(25*10-3)Vcido = 25*10-3 (NH4)+ + H2ONH3 (ac) + (H3O)+ 2.5*10-3/50*10-3 0.05 - X X X 10-4K = 10 =

1.8*10-5pH = 5.2781El indicador adecuado es el Rojo de Metilo Problema 9.1El fosgeno, COCl2, es un gas toxico que se obtiene a partir de la siguiente reaccin CO (g)+ Cl2 (g)COCl2Las concentraciones en equilibrio son [CO]= 1M, [Cl2]=1M y [COCl2]=10M Calcule:a) La concentracin del fosgeno en el nuevo equilibrio considerando que el volumen del reactor se duplica.b) Si se aaden 10 moles de CO (g) y 10 moles de Cl 2 (g) en un reactor de 0.3 litros. Calcule la concentracin de Cl 2 (g).

SOLUCIN:a) Calculamos Kc [COCl2] 10 == 10Kc =

[CO][Cl2] (1)(1)Al duplicar el volumen la concentracin de cada especie se reduce a la mitad[CO]=0.5 M, [Cl2] =0.5 M, [COCl2]= 5MCon estas condiciones se calcula el cociente de reaccin QQ = 5 / (0.5) (0.5) = 20Como Q> Kc, la reaccin se desplaza hacia la izquierdaCO (g)+ Cl2 (g)COCl2 Inicio 0.5 M 0.5 M 5 M Cambio +x +x -x Equilibrio 0.5 + x 0.5 + x 5 x En el equilibrio [COCl2] 5 - x 10 =Kc =

[CO][Cl2](0.5 + X)2Tabulando x = 0.19 [COCl] eq = 5 0.19 = 4.81

b) CO (g)+ Cl2 (g)COCl2Inicio 0.3 0.3 3Adiciona 10 10 -Se desplaza X x xFinal10.3 x 10.3- x 3 + xpara el equilibrio inicialKc = (3) / (0.3)(0.3) = 33.333333.3333 = (3 + x) (10.3 x)(10.3 - x)tabulandoX = 9.6784[Cl2] = 10.3 - 9.6784 = 2.072 M Problema 9.2En un frasco se tiene una mezcla en equilibrio constituida por 4 mol de NO, 2.5 mol de CO2, 4 mol de NO2 y 4 mol de CO.NO (g) + CO2 NO2 (g)+CO (g)a) Calcule el nmero de moles que se debe adicionar de CO2 para que en el nuevo equilibrio el nmero de moles de NO2 sea 4.47 mol. Considere que la temperatura permanece constante.b) Calcule la presin total en el nuevo equilibrio considere T = 25C Y V = 100 LSOLUCIN:a) Kc = [NO2][CO] = (4/V)(4/V) = 1.6 [NO][CO2] (4/V)(2.5/V)Sea x el nmero de moles adicionado de CO2, por lo que el sistema se desplaza hacia la derechaSea z el nmero de moles de CO2 consumido NO (g) + CO2 NO2 (g)+CO (g)Inicio4 mol (2.5 + x) mol4 mol 4 molCambio-z mol -z mol+ z mol+ z molEquilibrio4 z 2.5 + x z 4 + z 4 + z

n NO2 = 4.47 mol = 4 + z ; z = 0.47 moln NO = 3.53 mol = 2.03 + x ; nco = 4.47 molComo la temperatura es constante nNO2*nco Kc =

nNO *nCO2 1.6 = (4.47) (4.47) X = 1.5 mol (3.53)(2.03 + Xb) NO (g) + CO2 NO2 (g)+CO (g)Equilibrio4 z 2.5 + x z 4 + z 4 + z Sumamos las moles totales = 14.5 + x = 14.5 + 1.5 = 16 n * R * T = 3.84Ptotal =

V

Problema 9.3En el siguiente sistema en equilibrio a una temperatura de 35CP4(S)+3H2O (g)2PH3 (g) +P2O3 (g)+ calorSi se adiciona 0.1M de H2O (g) y 0.1M de P2O3 (g).a) Determine las presiones parciales en el nuevo equilibrio.b) Qu procesos disminuyen el rendimiento de la reaccin? SOLUCIN:a) P4(S) + 3H2O (g)2PH3 (g) + P2O3 (g) + calor Eq.inicial:0.4M 0.1M 0.2M 0.1MVaria: 0.1M 0.1MSe despl. 3x 2x xEq.final 0.2-3x0.2+2x 0.2+xLuego en el equilibrio inicial[PH3]2[P2O3](0.2)2(0.1)= 4=Kc =

[H2O]3 (0.1)3En el nuevo equilibrio (0.2 + 2x)2(0.2 + x)Kc = 4 =

(0.2 3x)Tabulando X0.010.030.020.0150.0180.019 F(x)2.06911.684.6183.053.94.24X = 0.0185[H2O] = 0.2 -3(0.0185) = 0.1445M PH2O = (0.144)(0.082)(308) = 3.63 atm[PH3] = 0.2 + 2(0.0185) = 0.237MPPH3 = (0.287)(0.082)(308) = 7.24 atm[P2O3] = 0.2 + 0.0185 = 0.2185MPP2O3 = (0.2185)(0.082)(308) = 5.518 atmb) Para nosotros poder disminuir el rendimiento osea que se logre un desplazamiento a la izquierda se puede Calentar el sistema o retirar H2O(g) Adicionar PH3(g) y P2O3(g)