Ejercicios de Quimica Analitica Con Resolucion

5/10/2018 Ejercicios de Quimica Analitica Con Resolucion - slidepdf.com

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QUÍMICA ANALÍTICA

LICENCIATURA EN BIOQUÍMICA

FACULTAD DE CIENCIASUNIVERSIDAD DE LA REPÚBLICA

EJERCICIOS DE

QUÍMICA ANALÍTICA CON

RESOLUCIÓN 2004

JULIO BERBEJILLOUNIDAD DE BIOQUÍMICA ANALÍTICA (CIN)



Ejercicios de Química Analítica con Resolución Julio Berbejillo

ÍNDICE Repartido N° 1 .......................................................... ............................................................. ...................... 3Resolución Repartido N° 1 ........................................................... .............................................................. .. 5Repartido N° 2 .......................................................... ............................................................. ...................... 9Resolución Repartido N° 2 ......................................................................................................................... 11

Repartido N° 3 .......................................................... ............................................................. .................... 15Resolución Repartido N° 3 ........................................................... ............................................................ .. 17 Repartido N° 4 .......................................................... ............................................................. .................... 25Resolución Repartido N° 4 ........................................................... ............................................................ .. 27 Repartido N° 5 .......................................................... ............................................................. .................... 40Resolución Repartido N° 5 ........................................................... ............................................................ .. 42Repartido N° 6 .......................................................... ............................................................. .................... 50Resolución Repartido N° 6 ........................................................... ............................................................ .. 51Repartido N° 7 .......................................................... ............................................................. .................... 58Resolución Repartido N° 7 ........................................................... ............................................................ .. 59Repartido N° 8 .......................................................... ............................................................. .................... 63Resolución Repartido N° 8 ........................................................... ............................................................ .. 64

Repartido N° 9 .......................................................... ............................................................. .................... 69Resolución Repartido N° 9 ........................................................... ............................................................ .. 71Repartido N° 10 ........................................................... .......................................................... .................... 75Resolución Repartido N° 10 .......................................................... ........................................................... .. 77

La Unidad de Bioquímica Analítica del Centro de Investigaciones Nucleares está integradadesde su creación en 2001 por Justo Laíz, responsable de la misma, Mariana Pereyra y quien

suscribe, integrándose en 2003 Tamara Laube en remplazo de Verónica Nin.

Este trabajo constituye una recopilación de ejercicios de Química Analítica Cuantitativa, a loscuales se les ha adjuntado respuesta y resolución, de modo de facilitarle al estudiante elseguimiento práctico del curso. Es probable que contenga imperfecciones. Si se las encontrara osurgiera alguna sugerencia sobre el mismo, les agradecería que me lo comunicaran para así mejorarlo.

Finalmente, quiero agradecer especialmente a Verónica Nin y Mariana Pereyra.Este trabajo no hubiera sido posible sin el aporte significativo que ellas brindaron en el año2001.

Julio Berbejillo Agosto de 2004

Unidad de Bioquímica Analítica 2 CIN - Facultad de Ciencias




REPARTIDO N° 1: Expresiones de concentración, estequiometría,ecuaciones redox

1. El volumen de una disolución acuosa se modifica a medida que cambia la temperatura. Así, laconcentración de una disolución dada a determinada temperatura puede no ser correcta para lamisma disolución a otra temperatura. ¿Qué expresiones de concentración serán independientes de latemperatura y cuáles dependientes de la misma?

2. Una disolución 4.0 M de hidróxido de sodio tiene una densidad de 1.20 g.mL-1. Exprese suconcentración en términos de porcentaje en masa.PM (NaOH) = 39.996 g.mol-1

Respuesta: 13,33 %.

3. El ácido bromhídrico concentrado (48.0 % (m /m)) posee una densidad de 1.50 g.mL-1. ¿Qué volumen yqué masa del mismo deben utilizarse para preparar 500 mL de disolución 0.600 M?PM (HBr) = 80.917 g.mol-1

Respuesta: 33,72 mL ; 50,57 g.

4. ¿Cuál es la concentración formal (moles.L-1

) de cloruro de sodio cuando se disuelven en agua 32.0 gdel mismo y se diluyen hasta 500 mL?PM (NaCl) = 58,442 g.mol-1

Respuesta: 1,095 F.

5. Toda disolución acuosa diluida tiene una densidad cercana a 1.00 g.mL-1. Si la disolución contiene1 ppm de soluto, exprese su concentración en: g.L-1, µg.L-1, µg.mL-1, mg.L-1.

Respuesta: 1 x 10 -3 g.L-1 ; 1000 µg.L-1 ; 1µg.mL-1 ; 1 mg.L-1.

6. Se recomienda que el agua potable contenga 1.6 ppm de fluoruro para prevenir la caries dental.¿Cuántos gramos de fluoruro habrá en 1.00 x 106 kg de agua potable? ¿Cuántos gramos de fluorurode sodio contiene esta cantidad de fluoruro?PM (NaF) = 41.987 g.mol-1 PA (F) = 18.998 g.mol-1

Respuesta: 1600 g ; 3536,12 g.

7. Un recipiente de ácido sulfúrico concentrado cuya etiqueta dice “H2SO4 98,0 % (m /m)” tiene unaconcentración 18,0 M.a. Calcule su concentración en g.L-1.b. ¿Cuántos mL de reactivo deben diluirse para obtener 1.00 L de disolución 1.00 M?

PM (H2SO4) = 98.076 g.mol-1

Respuesta: 1765,37 g.L-1 ; 55,56 mL.

8. Dada la ecuación:2 NaNH2 + N2O → NaN3 + NaOH + NH3

a. Determine la masa de amida de sodio y de óxido de dinitrógeno que se requiere para preparar5.00 g de azida de sodio.

b. ¿Cuántos gramos de amoníaco se producen?PM (NaNH2) = 39.011 g.mol-1 PM (N2O) = 44.011 g.mol-1 PM (NaN3) = 65.007 g.mol-1 PM (NH3) = 17.030 g.mol-1

Respuesta: 6,00 g de amida de sodio y 3,39 g de óxido de dinitrógeno ; 1,31 g de amoníaco.





9. Dada la ecuación:

3 NaNH2 + NaNO3 → NaN3 + 3 NaOH + NH3

a. ¿Cuántos gramos de azida de sodio pueden obtenerse a partir de la reacción de 3.50 g de amidade sodio y 3.50 g de nitrato de sodio?

b. Si se obtienen 1.20 g de azida de sodio, ¿cuál es el porcentaje de rendimiento de la reacción?PM (NaNO3) = 84.992 g.mol-1

Respuesta: 1,94 g ; 61,73 %.

10. ¿Qué masa de iodato de potasio se requiere para preparar 5.00 L de una disolución 0.10 M delmismo?PM (KIO3) = 213.999 g.mol-1

Respuesta: 107,00 g.

11. ¿Cuántos mL de disolución 0.500 M de nitrato de plata se necesitan para reaccionar con 35.0 mL deuna disolución 0.750 M de cromato de sodio?La ecuación para la reacción es:

Na2CrO

4+ 2 AgNO

3 → Ag

2CrO

4+ 2 NaNO

3

Respuesta: 105 mL.

12. Dada la reacción:

Na2CO3 + 2 HCl → 2 NaCl + CO2 + H2O

a. ¿Qué masa de carbonato de sodio se encuentra presente en una muestra impura del compuestosi se necesitan 35.0 mL de una disolución 0.250 M de ácido clorhídrico para hacerlo reaccionar?

b. Si la muestra tenía una masa igual a 1.25 g: ¿qué porcentaje del material es carbonato de sodio?PM (Na2CO3) = 105.986 g.mol-1

Respuesta: 0,46 g ; 37,10 %.

13. ¿Cuáles serían las normalidades de las siguientes disoluciones: ácido clorhídrico 6.00M, ácido sulfúrico6.00 M y ácido fosfórico 6.00 M, si estos ácidos reaccionaran cediendo todos sus iones hidrógeno?

Respuesta: 6 N ; 12 N ; 18 N.

14. El ácido cítrico tiene una fórmula molecular C6H8O7. Una masa de 0.571 g del mismo requiere 42.5 mLde una disolución 0.210 N de hidróxido de sodio para su neutralización completa.a. ¿Cuál es la masa equivalente del ácido cítrico?b. ¿Cuántos hidrógenos ácidos tiene el ácido cítrico?

PM (C6H8O7) = 192.122 g.mol-1

Respuesta: 63,98 g.eq-1 ; 3.

15. Balancee las siguientes ecuaciones en medio ácido por el método de ión - electrón:

SeO42- + Hg + Cl- ⇔ SeO3

2- + Hg2Cl2

CH3CHO + Cr2O72- ⇔ Cr3+ + CH3COOH

Respuesta: 2 H + + SeO42- + 2 Hg + 2 Cl - ⇔ SeO32- + H 2 O + Hg2 Cl 2

16. Balancee las siguientes ecuaciones en medio básico por el método del ión - electrón:

BH4- + H2O ⇔ H3BO3 + H2

Mn2O3 + Hg + CN- ⇔ Mn(CN)64- + Hg(CN)2

Respuesta: 3 CH 3CHO + 8 H + + Cr 2 O7 2- ⇔ 2 Cr 3+ + 4 H 2 O + 3 CH 3COOH





REPARTIDO N° 1: Expresiones de concentración, estequiometría,ecuaciones redox - RESOLUCIÓN

1.

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

100 .disoluciónV

solutomasav

m%

100 .disoluciónV

solutoV v

v %

)L( disoluciónV

solutomolesFormalidad

)L( disoluciónV

solutoesequivalent Normalidad

)L( disoluciónV solutomolesMolaridad

T deesdependient ionesConcentrac

disoluciónde" partes" 10

solutode" partes" ppb

disoluciónde" partes" 10

solutode" partes" ppm

disolucióndetotalesmoles

amoles X

100 .disoluciónmasa

solutomasam

m%

)kg( disolventemasa

solutomolesmolalidad

T dentesindependieionesConcentrac

9

6

a

2. 4 moles de NaOH ---- 1 L de disolución

159,984 g (4 moles . 39,996 g.mol -1 ) de NaOH ---- 1 L de disolución

1 mL de disolución tiene una masa igual a 1,20 g ⇒ 1000 mL (1L) tendrán 1200 g de masa.

%33,13100 .disolucióndeg1200

NaOH deg984,159100 .

masa

masam

m%disolución

soluto ===

3.a) 0,600 moles de HBr ---- 1 L de disolución ⇒ en 0,500 L habrá 0,300 moles de HBr

masa de HBr = 0,300 . 80,917 g.mol -1 = 24,2751 g de HBr en 0,500 L de disolución

48 g de HBr ---- 100 g de disolución24,2751 g ---- x x = 50,573125 g de disolución de HBr concentrado.

b) 1,50 g ---- 1 mL de disolución50,573125 g ---- x x = 33,715417 mL de disolución de HBr concentrado.

4. En el caso de la sal cloruro de sodio, cuando se produce una disolución diluyendo un mol de la misma en 1 Lde agua, la concentración formal es 1 mol.L-1. Sin embargo, la concentración real de cloruro de sodio es

prácticamente nula, puesto que es un electrolito fuerte. La Formalidad se refiere por tanto a la cantidad de

sustancia disuelta sin tener en cuenta la composición real de la disolución.





F 095 ,1L500 ,0 .mol .g442 ,58

NaCl deg0 ,32

V

molesFormalidad

1 )L( disolución

soluto ===−

5. 1 parte de soluto en 1 x 10 6 partes de disolución

1 g de soluto en 1 x 10 6 g de disolución

1 g de soluto en 1 x 10 6 mL de disolución ( ρ = 1,00 g.mL-1 )

1 g de soluto en 1 x 10 3 L de disolución ⇒ en 1 L de disolución habrá 1 x 10 -3 g de soluto

⇒ 1 ppm: 1 x 10 -3 g. L-1

1 g ---- 1 x 10 6 µg1 x 10 -3 g ---- x x = 1000 µg

⇒ 1 ppm: 1000 µg. L-1

⇒ 1 ppm: 1 µg. mL-1

⇒ 1 ppm: 1 mg. L-1

6. 1,6 g de fluoruro en 1 x 10 6 g de disolución es la recomendación para agua potable.

En 1,00 x 10 9 g de agua habrá 1600 g de fluoruro.

NaF demolesmismoslosaencorrespond quemoles219392 ,84mol .g998 ,18

g1600 moles

1F ==

−−

⇒ masa de NaF = 84,219392 moles . 41,987 g.mol -1 = 3536,12 g

7.a) 18 moles de H 2 SO4 en 1 L de disolución

1765,37 g (18 moles . 98,076 g.mol -1 ) en 1 L de disolución

b) mL56 ,55 M 0 ,18

mL1000 .M 00 ,1

M

V .M V

i

f f i ===

8.a) 65,007 g ---- 1 mol de NaN 3

5 g ---- x x = 0,0769147 moles de NaN 3

1 mol de NaN 3 se produce a partir de 1 mol de N 2 O

1 mol de NaN 3 se produce a partir de 2 moles de NaNH 2

⇒ Se requieren 6,00 g de NaNH 2 (2 . 0,0769147 moles . 39,011 g.mol -1 ) y 3,39 g de N 2 O(0,0769147moles . 44,011 g.mol -1 )

b) masa de NH 3 = 0,0769147 moles . 17,030 g.mol -1 = 1,31 g





9.

a)

moles0411803,0 mol .g992 ,84

NaNOdeg50 ,3

moles0897182 ,0 mol .g011,39

NaNH deg50 ,3

13

12

=

=

−

−

3 moles de NaNH 2 ---- 1 mol de NaN 30,0897182 moles ---- x x = 0,029906 moles NaN 3

1 mol de NaNO3 ---- 1 mol de NaN 30,0411803 moles ---- x x = 0,0411803 moles NaN 3

El reactivo limitante es aquel que limita la cantidad de producto formado, por lo tanto en este caso el compuestoamida de sodio es el RL.

masa de NaN 3 = 0,029906 moles . 65,007 g.mol -1 = 1,9440993 g

b) %73,61100 .g9440993,1

g20 ,1

100 .teteóricamencalculadamasa

erimental expmasa

ientodimren% ===

10. masa de KIO3 = 0,10 M . 213,999 g.mol -1 . 5,00 L = 107 g

11. 1 mol de Na2 CrO4 reacciona con 2 moles de AgNO3

0,02625 moles de Na2 CrO4 (0,750 M . 35,0 x 10 -3 L) reaccionan con x moles de AgNO3

⇒ x = 0,0525 moles de AgNO3

3

disolución

3 AgNO AgNOdemL105 L105 ,0

M 500 ,0

moles0525 ,0

M

molesV ⇒===

12.a) 2 moles de HCl reaccionan con 1 mol de Na2 CO3

0,00875 moles de HCl (0,250 M . 35,0 x 10 -3 L) reaccionan con x mol de Na2 CO3

⇒ x = 0,004375 moles de Na2 CO3

⇒ 0,4636887 g de Na2 CO3 (0,004375 moles . 105,986 g.mol -1 )

b) %10 ,37 100 .g25 ,1

g4636887 ,0 100 .

masa

masa

m

m%disolución

soluto ===

13.

i .M

V i

PM masa

V .PE

masa

V

esequivalent Normalidad

)L( disoluciónsoluto

soluto

)L( disoluciónsoluto

soluto

)L( disolución

soluto

=

=

=

=





El parámetro “ i ” representa en las reacciones ácido – base los equivalentes de iones hidrógeno (H + ) que cedeo acepta un mol de ácido o base, respectivamente.

El parámetro “ i ” representa en las reacciones redox los equivalentes de electrones que cede o acepta un mol de agente reductor u oxidante, respectivamente.

Por lo tanto:

N de HCl = 6 N (1 mol de HCl cede 1 equivalente de H + )

N de H 2 SO4 = 12 N (1 mol de H 2 SO4 cede 2 equivalentes de H + )

N de H 3PO4 = 18 N (1 mol de H 3PO4 cede 3 equivalentes de H + )

14.a) equivalentes de NaOH = equivalentes de ácido cítrico = 0,210 N . 0,0425 L = 8,925 x 10 -3 eq

13

7 O8 H 6 C

7 O8 H 6 C

7 O8 H 6 C

7 O8 H 6 C

7 O8 H 6 C

7 O8 H 6 C

eq.g98 ,63eq10 .925 ,8

g571,0

esequivalent

masaPE

PE

masaesequivalent

−−

===

=

b)

11

1

7 O8 H 6 C

7 O8 H 6 C

7 O8 H 6 C

7 O8 H 6 C

mol .eq3eq.g98 ,63

mol .g122 ,192

PE

PM i

i

PM PE

−−

−

===

=

15.a) 2 H + + 2 e- + SeO42- → SeO32- + H 2 O

2 Hg + 2 Cl - → Hg2 Cl 2 + 2 e-

2 H + + SeO42- + 2 Hg + 2 Cl - → SeO32- + H 2 O + Hg2 Cl 2

b) (CH 3CHO + H 2 O → CH 3COOH + 2 H + + 2 e- ) x 3Cr 2 O7 2- + 14 H + + 6 e- → 2 Cr 3+ + 7 H 2 O

3 CH 3CHO + 8 H + + Cr 2 O7 2- → 2 Cr 3+ + 4 H 2 O + 3 CH 3COOH

16.a) BH 4- + 7 OH - → H 3BO3 + 4 H 2 O + 8 e-

(2 H 2 O + 2 e- → H 2 + 2 OH - ) x 4

BH 4- + 4 H 2 O → 4 H 2 + OH - + H 3BO3

b) Mn2 O3 + 12 CN - + 3 H 2 O + 2 e- → 2 Mn(CN)6 4- + 6 OH - Hg + 2 CN - → Hg(CN)2 + 2 e-

Mn2 O3 + 14 CN - + 3 H 2 O + Hg → 2 Mn(CN)6 4- + 6 OH - + Hg(CN)2





REPARTIDO N° 2: Cifras significativas, propagación de errores ytratamiento estadístico de resultados

1. Redondee cada número a la cantidad de cifras significativas que se indica.

a) 1,2367 a 4 c. s

b) 1,2384 a 4 c. sc) 0,1352 a 3 c. sd) 2,051 a 2 c. se) 2,0050 a 3 c. sf) 2,0150 a 3 c. sg) 2,00501 a 3 c. s

Respuesta: 1,237 ; 1,238 ; 0,135 ; 2,1 ; 2,00 ; 2,02 ; 2,01.

2. Escriba cada respuesta con la cantidad correcta de cifras significativas.

a) 1,021 + 2,69 = 3,711b) 12,3 – 1,63 = 10,67c) 4,34 x 9,2 = 39,928

d) 0,0602 / (2,113 x 104

) = 2,84903 x 10-6

Respuesta: 3,71 ; 10,7 ; 40 ; 2,85 x 10 -6 .

3. Empleando la cantidad correcta de cifras significativas, calcule la masa molar de:

a) cloruro de bariob) C31H32O8N2

PA Ba = 137,327 g.mol-1 PA H = 1,00794 g.mol-1 PA Cl = 35,4527 g.mol-1 PA O = 15,9994 g.mol-1 PA C = 12,011 g.mol-1 PA N = 14,00674 g.mol-1

Respuesta: 208,232 ; 560,604.

4. Escriba de nuevo el número 3,12356 (± 0,16789 %) en la forma (a) número (± incertidumbreabsoluta) y (b) número (± incertidumbre relativa porcentual). Emplee una cantidad razonable decifras en cada expresión.

Respuesta: 3,124 ( ± 0,005) ; 3,124 ( ± 0,2 %).

5. Cada blanco en la figura muestra dónde se clavó una serie de dardos. Asocie la letra que correspondea cada blanco con las descripciones que siguen:

a) exacto y precisob) exacto y no precisoc) preciso y no exactod) ni preciso ni exacto

6. Halle la incertidumbre absoluta y la incertidumbre relativa porcentual para cada cálculo. Exprese losresultados con una cantidad razonable de cifras significativas.

a) 6,2 (± 0,2) - 4,1 (± 0,1) = ?b) 9,43 (± 0,05) x 0,016 (± 0,001) = ?

Respuesta: 2,1 ( ± 0,2) , 2,1 ( ± 11 %) ; 0,151 ( ± 0,009) , 0,151 ( ± 6 %).





7. Escriba cada resultado con la cantidad correcta de cifras significativas:

a) 1,0 + 2,1 + 3,4 + 5,8 = 12,3000b) 106,9 - 31,4 = 75,5000c) 107,868 - (2,113 x 102) + (5,623 x 103) = 5519,568d) (26,14 / 37,62) x 4,38 = 3,043413e) (26,14 / 37,62 x 108) x (4,38 x 10-2) = 3,043413 x 10-10 f) (26,14 / 3,38) + 4,2 = 11,9337

Respuesta: 12,3 ; 75,5 ; 5520 ; 3,04 ; 3,04 x 10 -10 ; 11,9.

8. Determine la incertidumbre absoluta y la incertidumbre relativa porcentual para cada cálculo. Expreselos resultados con una cantidad razonable de cifras significativas.

a) 9,23 (± 0,03) + 4,21 (± 0,02) - 3,26 (± 0,06) = ?b) 91,3 (± 0,1) x 40,3 (± 0,2) / 21,1 (± 0,2) = ?c) [4,97 (± 0,05) - 1,86 (± 0,01)] / 21,1 (± 0,2) = ?d) 2,0164 (± 0,0008) + 1,233 (± 0,002) + 4,61 (± 0,01) = ?e) 2,0164 (± 0,0008) x 103 + 1,233 (± 0,002) x 102 + 4,61 (± 0,01) x 101 = ?

Respuesta: 10,18 ( ± 0,07) , 10,18 ( ± 0,7 %) ; 174 ( ± 2) , 174 ( ± 1 %) ; 0,147 ( ± 0,003) , 0,147 ( ± 2 %) ; 7,86 ( ± 0,01) ,

7,86 ( ± 0,1 %) ; 2185,8 ( ± 0,8) , 2185,8 ( ± 0,04 %).

9.a) Demuestre que la masa molar del cloruro de sodio es 58,4425 (± 0,0009) g.mol-1.b) Para preparar una disolución de cloruro de sodio, se tomó una masa de 2,634 (± 0,002) g y se

disolvió en un matraz aforado de 100,00 (± 0,08) mL. Exprese la molaridad de la disoluciónresultante y su incertidumbre con la cantidad correcta de cifras significativas.

PA (Na) = 22.989768 (± 0,000006) g.mol-1.PA (Cl) = 35.4527 (± 0.0009) g.mol-1.

Respuesta: 0,4507 ( ± 0,0005) M ; 0,4507 ( ± 0,1 %) M.

10. Mediante el test Q , decida si el valor 216 debe descartarse del conjunto de resultados 192, 216, 202,

195, 204.

Respuesta: No debe descartarse.

11. Empleando el método de mínimos cuadrados se calculó la ecuación de la mejor recta a partir de lospuntos: (3,0 ; -3,87 x104), (10,0 ; -12,99 x 104), (20,0 ; -25,93 x 104), (30,0 ; -38,89 x 104),(40,0 ; -51,96 x 104).Los resultados son: m = -1,29872 x104, b = 256,695, σm = 13,190, σb = 323,57. Exprese la pendientey la ordenada en el origen y sus incertidumbres con la cantidad correcta de cifras significativas.

Respuesta: y = [ - 12987 ( ± 13) ] x + 257 ( ± 324)

12. Empleando el test Q , determine el número n más grande que podría conservarse en el conjunto 63,65, 68, 72, n .

Respuesta: 88.

13. Aplique el método de mínimos cuadrados para calcular la ecuación de la mejor recta que pase por lospuntos: (1 ; 3), (3 ; 2), (5 ; 0).Exprese su respuesta en la forma y = [m (± σm)]x + [b (± σb)], con la cantidad correcta de cifrassignificativas.

Respuesta: y = [ - 0,8 ( ± 0,1) ] x + 3,9 ( ± 0,5)





REPARTIDO N° 2: Cifras significativas, propagación de errores ytratamiento estadístico de resultados - RESOLUCIÓN

1.a) 1,237 b) 1,238

c) 0,135 d) 2,1e) 2,00 f) 2,02 g) 2,01

2.a) 1,021 + 2,69 = 3,711 ⇒ 3,71b) 12,3 - 1,63 = 10,67 ⇒ 10,7 c) 4,34 x 9,2 = 39,928 ⇒ 40 d) 0,0602 / (2,113 x 10 4 ) = 2,84903 x 10 -6 ⇒ 2,85 X 10 -6

3.

a) BaCl 2 PM = 137,327 + 2(35,4527) = 208,2324 ⇒ 208,232 g.mol -1b) C 31H 32 O8 N 2 PM = 372,341 + 32,25408 + 127,9952 + 28,01348 = 560,60376 ⇒ 560,604 g.mol -1

4.

a) 310 x 24,5 100

12356 ,3.16789,0

100

medida..%r .i .a.i 100 .

medida

.a.i .%r .i −===⇔=

⇒ 3,124 ( ± 0,005)

b) 3,124 ( ± 0,2%)

5.

e) exacto y precisof) exacto y no precisog) preciso y no exactoh) ni preciso ni exacto

6.

a) 2236 ,0 )1,0 ( )2 ,0 ( .a.i 2 2 resultado =+= %647619,10

1,2 100 .2236 ,0 %.r .i resultado ==

⇒ 2,1 ( ± 0,2)⇒ 2,1 ( ± 11 %)

b)

2724506 ,6 )25 ,6 ( )5302226 ,0 ( %.r .i

25 ,6 016 ,0

100 .001,0 %.r .i

5302226 ,0 43,9

100 .05 ,0 %.r .i

2 2 resultado

2

1

=+=

==

==%

4638734009,0 100

15088 ,0 .2724506 ,6 100

medida.%.r .i .a.i ===





⇒ 0,151 ( ± 0,009)⇒ 0,151 ( ± 6 %)

7.a) 1,0 + 2,1 + 3,4 + 5,8 = 12,3000 ⇒ 12,3b) 106,9 - 31,4 = 75,5000 ⇒ 75,5 c) 107,868 - (2,113 x 10 2 ) + (5,623 x 10 3 ) = 5519,568 ⇒ 107,868 + 211,3 + 5623 = 5520

d) (26,14 / 37,62) x 4,38 = 3,043413 ⇒ 3,04e) (26,14 / 37,62 x 10 8 ) x (4,38 x 10 -2 ) = 3,043413 x 10 -10 ⇒ 3,04 x 10 -10 f) (26,14 / 3,38) + 4,2 = 11,9337 ⇒ 11,9

8.a) 9,23 ( ± 0,03) + 4,21 ( ± 0,02) - 3,26 ( ± 0,06) = ?

07 ,0 )06 ,0 ( )02 ,0 ( )03,0 ( .a.i 2 2 2 =++= 10,18 ( ± 0.07)10,18 ( ± 0,7 %)

%6876227 ,0 18 ,10

100 .07 ,0 %.r .i ==

b) 91,3 ( ± 0,1) x 40,3 ( ± 0,2) / 21,1 ( ± 0,2) = ?

0755188 ,1 )%.r .i ( )%.r .i ( )%.r .i ( %.r .i

9478673,0 1,21

100 .2 ,0 %.r .i

4962779,0 3,40

100 .2 ,0 %.r .

109529,0 3,91

100 .1,0 %.r .i

i 2 3

2 2

2 1resultado

3

2

1

=++=

==

==

==

8754754,1100

37867 ,174.0755188 ,1

.a.i ==

⇒ 174 ( ± 2)⇒ 174 ( ± 1 %)

c) [4,97 ( ± 0,05) - 1,86 ( ± 0,01)] / 21,1( ± 0,2) = ?

866335 ,1 )%.r .i ( )%.r .i ( %.r .i

9478673,0 1,21

100 .2 ,0 %.r .i

607717 ,111,3

100 .05 ,0 %.r .i

)2 ,0 ( 1,21 )05 ,0 ( 11,3

0509901,0 )01,0 ( )05 ,0 ( .a.i

2 2

2 1resultado

2

1

2 2 numerador

=+=

==

==⇒

±±

=+=

002750854,0 100

1473933,0 .866335 ,1.a.i ==

⇒ 0,147 ( ± 0,003)⇒ 0,147 ( ± 2%)

d) 2,0164 ( ± 0,0008) + 1,233 ( ± 0,002) + 4,61 ( ± 0,01) = ?

0102293,0 )01,0 ( )002 ,0 ( )0008 ,0 ( .a.i 2 2 2 =++=





%1301545 ,0 8594,7

100 .0102293,0 %.r .i ==

⇒ 7,86 ( ± 0,01)⇒ 7,86 ( ± 0,1 %)

e) [2,0164 ( ± 0,0008)] 10 3 + [1,233 ( ± 0,002)] 10 2 + [4,61( ± 0,01)] 10 1 = ?

2016,4 ( ± 0,8) + 123,3 ( ± 0,2) + 46,1 ( ± 0,1) = 2185,8

8306623,0 )1,0 ( )2 ,0 ( )8 ,0 ( .a.i 2 2 2 =++=

%0380026 ,0 8 ,2185

100 .8306623,0 %.r .i ==

⇒ 2185,8 ( ± 0,8)⇒ 2185,8 ( ± 0,04 %)

9.a) PM NaCl = 22,989768 ( ± 0,000006) + 35,4527 ( ± 0,0009) = 58,4425 ( ± 0,0009) g.mol -1

00090002 ,0 )0009,0 ( )000006 ,0 ( .a.i 2 2 =+=

b) M ?)( 4506994,0 L )00008 ,0 ( 10000 ,0 .mol .g )0009,0 ( 58,4425

g )002 ,0 ( 634,2 M

1±=

±±

±=

−

%1102968 ,0 10000 ,0

100 .00008 ,0

4425 ,58

100 .0009,0

634,2

100 .002 ,0

.%r .i

2 2 2

=

+

+

=

7 0004971070 ,0 100

4506994,0 .1102968 ,0 .a.i ==

⇒ 0,4507 ( ± 0,0005) M ⇒ 0,4507 ( ± 0,1%) M

10. Q (90 %) 0,94 0,76 0,64 0,56 0,51 0,47 N° obs. 3 4 5 6 7 8

amplitud

desvíoQ =

Si Q tabulado < Q calculado, el dato dudoso puede ser descartado con un nivel de confianza del 90 %

192, 195, 202, 204, 216 ⇒ 5 ,0 192 216

204216 Q calculado =

−

−=

Como 0,64 > 0,5 ⇒ no debe descartarse.





11. y = [ - 12987 ( ± 13) ] x + 257 ( ± 324)

12. 63, 65, 68, 72, n.

64,0 63n

72 nQ calculado =

−

−=

n = 88

13.D

n.2 y 2

m

σσ =

D

) x ( . 2 i

2 y 2

b

∑=

σσ

2 n

)d ( 2 i 2

y −∑

=σ [ ]2 i

2 i ) x ( n ) x ( D ∑−∑=

x i y i x i 2 d i (y i - m x i - b) d i 2

1 3 1 - 0,1666 0,02775556 3 2 9 0,3334 0,11115556

5 0 25 - 0,1666 0,02775556

Σ 9 5 35 0,1666668

1666668 ,0 2 3

1666668 ,0 2 y =

−=σ D = 35 x 3 - 92 = 24

4930068 ,0

24

35 .1666668 ,0 b ==σ 1443376 ,0

24

3.1666668 ,0 m ==σ

m = - 0,75 b = 3,91666

⇒ y = [- 0,8 ( ± 0,1)] x + 3,9 ( ± 0,5)





REPARTIDO N° 3: Estudio Sistemático del Equilibrio Químico

1. Identifique los ácidos de Brønsted-Lowry entre los reactivos de las siguientes reacciones:

a. NaHSO3 + NaOH Na2SO3 + H2O

b. KCN + HI HCN + KI

c. PO43- + H2O HPO42- + OH-

2. Si las siguientes sustancias se disuelven en agua, ¿resultará la disolución ácida, básica o neutra?a. Na+Br- b. Na+CH3COO- c. NH4

+Cl- d. K 3PO4 e. (CH3)4N

+Cl-

3. Calcule la masa de iodato de bario que puede disolverse en 500 mL de agua a 25 ºC.K ps (Ba(IO3)2) = 1.57 x 10-9 PM (Ba(IO3)2) = 487.13 g.mol-1

Respuesta: 0,178 g.

4. Cuando el sulfato de amonio se disuelve, tanto el anión como el catión experimentan reacciones ácidobase en el agua:

(NH4)2SO4 (s ) 2 NH4+ + SO4

2- K ps = 2.76 x 102

NH4+ NH3 + H+ K a = 5.7 x 10-10

HSO4 – H+ + SO4

2- K a = 1.0 x 10-2

a. Plantee un balance de carga eléctrica para este sistema.b. Formule un balance de masa para este sistema.c. Halle la concentración de NH3 (ac) si el valor de pH se fija en 9.25.

Respuesta: 6,58 M. 5. El fluoruro de calcio en disolución acuosa presenta una constante de solubilidad, K ps, de 3.9 x 10-11. El

ión fluoruro disuelto se comporta como una base débil, cuya K b = 1.5 x 10-11. Calcule la molaridad delión calcio si se trabajara a pH 3.00.

Respuesta: 3,94 x 10 -4 M.

6. El sulfato de plomo tiene una K ps de 2.0 x 10-8. Si una disolución de nitrato de plomo (II) es tratadacon ácido sulfúrico 0.05 M, calcule la concentración de Pb2+ en la disolución.

PbSO4 Pb2+ + SO42-

HSO4- H+ + SO4

2- K a2 = 1 x 10-2

Respuesta: 3,46 x 10 -4 M. 7. Considere un sistema acuoso en el cual se presentan los siguientes equilibrios:

H2 A H+ + HA- K a1

HA- H+ + A2- K a2

0.100 moles de una sal de A2- se disuelven en 100.00 mL de disolución. El valor de pH de la misma sefija en 7.00 mediante el empleo de una disolución amortiguadora. Deduzca una ecuación que indiquela concentración de A2-. La ecuación debe incluir la [A2-], K 1 y K 2 como únicas variables.

Respuesta:

++

=−−

−

2 a1a

14

2 a

7

2

K .K 10 K 10 1

1 ] A[





8. Cierta sal metálica del ácido acrílico tiene la fórmula M(H2C=CHCO2)2. Halle la concentración de M2+ en una disolución acuosa saturada de esta sal en la que la concentración de iones hidróxido semantiene en el valor 1.8 x 10-10 M. Los equilibrios a considerar son:

M(H2C=CHCO2)2 (s) M2+ + 2 H2C=CHCO2- K ps = 6.3 x 10-14

H2C=CHCO2H H+ + H2C=CHCO2- K a = 5.6 x 10-5


9. El sulfuro mercúrico o sulfuro de mercurio (II), mineral que constituye el pigmento del colorbermellón, contaminó una muestra biológica acuosa, dando lugar a las siguientes reacciones en ella:

HgS (s) Hg2+ (ac) + S2- (ac) K ps = 5.0 x 10-54

S2- (ac) + H2O HS- (ac) + OH- (ac) K b1 = 8.0 x 10-1

HS- (ac) + H2O H2S (ac) + OH- (ac) K b2 = 1.1 x 10-7

a. Plantee un balance de carga eléctrica para este sistema.

b. Calcule la concentración de ión mercúrico si se fija el valor de pH en 8.00.Respuesta: 2,11 x 10 -24 M.

10. Calcule las relaciones de concentración de todas las especies de carbonatos en el equilibrio en unamuestra de sangre humana que tiene un valor de pH de 7.3.

H2CO3 H+ + HCO3- K a1 = 4.6 x 10-7

HCO3- H+ + CO3

2- K a2 = 4.4 x 10-11

Respuesta: [H 2 CO3 ] = 0,11 [HCO3- ] ; [HCO3- ] = 1139,06 [CO32- ] ; [H 2 CO3 ] = 124,10 [CO32- ].

11. Calcule la molaridad del ión bario en una disolución de oxalato de bario a la cual se le fija el valor depH en 5.00. Los equilibrios a considerar serían los siguientes:

BaC2O4 (s) Ba2+(ac) + C2O4

2-(ac) K ps = 1 x 10-6

H2C2O4 (ac) HC2O4- (ac) + H+ (ac) K a1 = 5.6 x 10-2

HC2O4- (ac) C2O4

2-(ac) + H+ (ac) K a2 = 5.4 x 10-5


12. Calcule la molaridad del ión plata en una disolución acuosa saturada de fosfato de plata a pH 6.00 silos equilibrios son:

Ag3PO4 (s) 3 Ag+ + PO43- K ps = 2.8 x 10-18

HPO42- H+ + PO4

3- K a3 = 1.6 x 10-11

H2PO4- H+ + HPO4

2- K a2 = 6.3 x 10-8

H3PO4 H+ + H2PO4

- K a1 = 7.1 x 10-3






REPARTIDO N° 3: Equilibrio Químico - RESOLUCIÓN

1.a) NaHSO3 + NaOH ⇔ Na2 SO3 + H 2 O

ÁCIDO 1 BASE 2 BASE 1 ÁCIDO 2

b) KCN + HI ⇔ HCN + KI

BASE 1 ÁCIDO 2 ÁCIDO 1 BASE 2

c) PO43- + H 2 O ⇔ HPO42- + OH - BASE 1 ÁCIDO 2 ÁCIDO 1 BASE 2

2.a) Na+Br - NEUTRA. Tanto el ión sodio como el ión bromuro no hidrolizan el agua.b) Na+CH 3COO- BÁSICA. CH 3COO- + H 2 O ⇔ CH 3COOH + OH - c) NH 4+Cl - ÁCIDA. NH 4+ + H 2 O ⇔ NH 3 + H 3O+ d) K 3PO4 BÁSICA. PO43- + H 2 O ⇔ HPO42- + OH - e) (CH 3 )4N +Cl - NEUTRA. Tanto el ión tetrametilamonio como el ión cloruro no hidrolizan el agua.

3.

M 10 x 321722 ,7 4K ] Ba[

])Ba[ .2 ( . ] Ba[ K

: )1( enSustituyo

)2 ( ] IO[ ] Ba[ 2

)1( ] IO[ . ] Ba[ K IO2 Ba )IO( Ba

43 pseq2

2 2 2 ps

eq3eq2

2 3

2 ps3

2 )s( 2 3

−+

++

−+

−+−+

==

=

=

=+⇔

1 mol de Ba2+ en el equilibrio proviene de la disociación de 1 mol de Ba(IO3 )2 (estequiometría 1:1)

⇒ masa de Ba(IO3 )2 = M . V . PM = 7,321722 x 10 -4 M . 0,500 L . 487,13 g.mol -1 = 0,17833 g

4.a) [NH 4+ ] + [H + ] = [HSO4- ] + 2 [ SO42- ] + [OH - ]

b) [NH 4+

] 0 = 2 [SO42-

] 0

[SO42- ] 0 = [SO42- ] eq + [HSO4 – ] eq

[NH 4+ ] 0 = [NH 4+ ] eq + [NH 3 ] eq

[NH 4+ ] eq + [NH 3 ] eq = 2 ([SO42- ] eq + [HSO4 – ] eq )





c) De ahora en más se omitirán los subíndices de equilibrio. Se recomienda a la hora de establecer el sistema de ecuaciones, el empleo de variables sencillas para facilitar su resolución.

NH 4+ NH 3 + H +B

] H [ . A

] NH [

] H [ . ] NH [ K

4

3a

+

+

+

==

HSO4

–

H +

+ SO4

2-

D

] H [ .C

] HSO[

] H [ . ] SO[

K 4

2 4´

a

+

−

+−

==

(NH 4 )2 SO4 (s) 2 NH 4+ + SO42- C .B ] SO[ . ] NH [ K 2 2 4

2 4 ps == −+

Balance de masa A + B = 2 (C + D)

' K

] H [ . ] SO[ 2 ] SO[ 2

] H [

] NH [ .K ] NH [

a

2 42

44a

4

+−−

+

++ +=+

+=

+

+−

++

' K

] H [ 1. ] SO[ 2

] H [

K 1. ] NH [

a

2 4

a4

+=

+

+

+++

' K

] H [ 1.

] NH [

K 2

] H [

K 1. ] NH [

a2

4

psa4

M 496118 ,6

] H [

K 1

' K

] H [ 1.K 2

] NH [ 3a

a ps

4 =

+

+

=

+

+

+

M 58459,6 ] H [

] NH [ .K ] NH [ 4a3 == +

+

5. CaF 2 (s) ⇔ Ca2+(ac) + 2 F -(ac) (K ps = 3,9 x 10 -11 )

F -(ac) + H 2 O ⇔ HF (ac) + OH - (ac) ( K b = 1,5 x 10 -11 )

)2 ( ] F [ ] OH [ K . ] F [ ] Ca[ .2

)3( ] F [ ] HF [ ] Ca[ .2

] F [ ] Ca[ .2

)2 ( ] F [

] OH [ . ] HF [ K OH HF OH F

)1( ] F [ . ] Ca[ K F 2 CaCaF

M 10 ] OH [ M 10 ] H [ 00 ,3 pH

b2

2

0 0 2

b2

2 2 ps

2 )s( 2

113

−−

−+

−+

−+

−

−−−

−+−+

−−−+

+=

+=

=

=+⇔+

=+⇔

=⇒=⇒=





( )

M 10 x 9351523,34

10 x 9,3.110 x 0 ,1

10 x 5 ,1

4

K .1 ] OH [

K

] Ca[

)1( 1

] OH [

K

] Ca[ .4

1 ] OH [

K

] Ca[ .2 . ] Ca[

1 ] OH [

K

] Ca[ .2 ] F [ 1

] OH [

K . ] F [ ] Ca[ .2

43

112 11

11

3 ps

2 b

2

2

b

32

2

b

2 2

ps

b

2 b2

−

−−

−

−+

−

+

−

+

+

−

+−

−−+

=

+

=

+

=

+

=

+

=

+

=⇔

+=

K

6. Pb(NO3 )2 + H 2 SO4 → PbSO4 + 2 HNO3

PbSO4 ⇔ Pb2+ + SO42-

HSO4- ⇔ H + + SO42-

+

=⇔

+=

+=

+=

=

=+⇔

=+⇔

+

+−

+−+

−+−+

−−+

−+

−

−++−−

−+−+

2 a

2 2 4

2 a

2 4

2

2 a

2 42

42

42 4

2

0 2 40

2

4

2 4

2 a2 44

2 4

2 ps

2 4

2 )s( 4

K ] H [ 1

] Pb[ ] SO[

K

] H [ 1. ] SO[ ] Pb[

K

] SO[ . ] H [ ] SO[ ] Pb[

] HSO[ ] SO[ ] Pb[

] SO[ ] Pb[

] HSO[

] SO[ . ] H [ K H SOHSO

] SO[ . ] Pb[ K SOPbPbSO

M 10 x 464102 ,310 x 0 ,2 .10 x 1

M 05 ,0 1K .

K

] H [ 1 ] Pb[

K

] H [ 1

] Pb[ . ] Pb[ K

48 2 ps

2 a

2

2 a

2 2

ps

−−−

++

+

++

=

+=

+=

+

=

([H + ] = 0,05 M debido a la primera disociación completa del H 2 SO4, ácido que se encuentra en exceso)





7.

++

=

++=

++=

++=

++=

++=

++=

=

=+⇔

=+⇔

+→

=⇒=

−−

−

−−−

++−

−+−+−

−+−+−

−−+−

−−

−

−

+−−+−

+−

−+

−+

−+

1K

10

K .K

10

1 ] A[

1K

10

K .K

10 ] A[ M 00 ,1

1K

] H [

K .K

] H [ ] A[ M 00 ,1

] A[ K

] H [ . ] A[

K .K

] H [ . ] A[ M 00 ,1

)3( y )2 ( ] A[ K

] H [ . ] A[

K

] H [ . ] HA[ M 00 ,1

)2 ( ] A[ ] HA[ K

] H [ . ] HA[ M 00 ,1

] A[ ] HA[ ] AH [ M 00 ,1

M 00 ,1 ] A[

)3( ] HA[

] H [ . ] A[ K AH HA

)2 ( ] AH [ ] H [ . ] HA[ K HAH AH

ANa2 ANa

M 10 ] H [ 00 ,7 pH

2 a

7

2 a1a

14

2

2 a

7

2 a1a

142

2 a2 a1a

2 2

2

2 a

2

2 a1a

2 2

2

2 a

2

1a

2

1a

2 2

o2

2

2 a2

2 1a2

2 2

7

8.

] HAc [

] Ac [ . ] H [ K H Ac HAc

] Ac [ . ] M [ K Ac 2 M ) Ac ( M

M 10 x 5555 ,5 ] OH [

K ] H [ M 10 x 8 ,1 ] OH [

a

2 2 ps

2 )s( 2

5 w 10

−++−

−+−+

−−

+−−

=+⇔

=+⇔

==⇒=





] M [ 2 ] HAc [ ] Ac [

] M [ 2 ] Ac [

2

o2

o

+−

+−

=+

=

M 10 x 96851,3 )10 x 9843411,3(

10 x 3,6

] Ac [

K ] M [

M 10 x 9843411,3

10 x 6 ,5

10 x 5555 ,5

1

10 x 3,6 .2

K

] H [

1

K .2 ] Ac [

] Ac [

K 2

K

] H [ 1 ] Ac [

] Ac [

K 2

K

] Ac [ . ] H [ ] Ac [

] M [ 2 K

] Ac [ . ] H [ ] Ac [

5 2 5

14

2

ps2

5

3

5

5

14

3

a

ps

2

ps

a

2

ps

a

2

a

−−

−

−+

−

−

−

−

+−

−

+−

−

−+−

+−+

−

===

=

+

=

+

=

=

+

=+

=+

9. HgS (s) ⇔ Hg2+ (ac) + S 2- (ac) K ps = 5,0 x 10 -54

S 2- (ac) + H 2 O ⇔ HS - (ac) + OH - (ac) K b1 = 8,0 x 10 -1

HS - (ac) + H 2 O ⇔ H 2 S (ac) + OH - (ac) K b2 = 1,1 x 10 -7

a) 2 [Hg2+ ] + [H + ] = 2 [S 2- ] + [HS - ] + [OH - ]

b)

] S [ ] HS [ ] S H [ ] Hg[

] S [ ] Hg[

)3( ] HS [

] OH [ . ] S H [ K OH S H OH HS

)2 ( ] S [

] OH [ . ] HS [ K OH HS OH S

)1( ] S [ . ] Hg[ K S HgHgS

M 10 ] OH [ M 10 ] H [ 00 ,8 pH

2 2

2

o2

o2

2 2 b2 2

2 1b2 2

2 2 ps

2 2 )s(

6 8

−−+

−+

−

−−−

−

−−−−−

−+−+

−−−+

++=

=

=+⇔+

=+⇔+

=+⇔

=⇒=⇒=





)2 ( ] S [ ] HS [ ] OH [

K . ] HS [ ] Hg[ 2 2 b2 −−

−

−+ ++=

M 10 x 1071319,2 110

10 x 0 ,8

)10 (

10 x 1,1.10 x 0 ,8 .10 x 0 ,5 ] Hg[

1 ] OH [

K

] OH [

K .K .K ] Hg[

1 ] OH [

K

] OH [

K .K

] Hg[ . ] Hg[ K

1 ] OH [

K

] OH [

K .K

] Hg[ ] S [ 1

] OH [

K

] OH [

K .K . ] S [ ] Hg[

] S [ ] OH [

K . ] S [

] OH [

K .K . ] S [ ] Hg[

)3( y )2 ( ] S [ ] OH [

K . ] S [

] OH [

K . ] HS [ ] Hg[

246

1

2 6

7 1542

1b

2

2 b1b

ps

2

1b

2 2 b1b

2 2

ps

1b

2 2 b1b

2 2 1b

2 2 b1b2 2

2 1b2

2 2 b1b

2 2

2 1b2

2 b2

−−

−

−

−−−+

−−

+

−−

++

−−

+−

−−−+

−−

−

−

−+

−−

−

−

−+

=

++=

++=⇔

++

=

++

=⇔

++=

++=

++=

10. H 2 CO3 ⇔ H + + HCO3- K a1 = 4.6 x 10 -7

HCO3- ⇔ H + + CO32- K a2 = 4.4 x 10 -11

[H + ] = 10 -pH = 5,01187 x 10 -8 M

] CO[ .1048 ,124 ] COH [ ] CO[ .06 ,1139.1089537 ,0 ] COH [

] CO[ .06 ,1139 ] HCO[

] HCO[ .10 x 77916 ,8 10 x 01187 ,5

] HCO[ .10 x 4,4

] H [

] HCO[ .K ] CO[

] HCO[

] H [ . ] CO[ K

] HCO[ .1089537 ,0 ] COH [ ] COH [ .1782 ,9 ] HCO[

] COH [ .1782 ,910 x 01187 ,5

] COH [ .10 x 6 ,4

] H [

] COH [ .K ] HCO[

] COH [

] H [ . ] HCO[ K

2 332

2 332

2 33

34

8 3

1132 a2

33

2 3

2 a

332 32 3

32 8 32

7 32 1a

332

31a

−−

−−

−−−

−−

+

−−

−

+−

−−

−

−

+−

+−

=⇔=

=⇔

===⇔=

=⇔=

===⇔=





11.

M 10 x 0886773,110 x 1854584,9

10 x 1 ] Ba[

M 10 x 1854584,9

110 x 4,5

10 x 1

10 x 4,5 .10 x 6 ,5

)10 x 1(

10 x 1

1K

] H [

K .K

] H [

K ] OC [

1K

] H [

K .K

] H [ ] OC [

] OC [

K

)1( ] OC [ K

] H [ . ] OC [

K .K

] H [ . ] OC [

] OC [

K

] OC [ K

] H [ . ] OC [

K .K

] H [ . ] OC [ ] Ba[

)3( y )2 ( ] OC [ K

] H [ . ] OC [

K

] H [ . ] OHC [ ] Ba[

)2 ( ] OC [ ] OHC [ K

] H [ . ] OHC [ ] Ba[

] OC [ ] OHC [ ] OC H [ ] Ba[

] OC [ ] Ba[

)3( ] OHC [

] H [ . ] OC [ K OC H OHC

)2 ( ] OC H [

] H [ . ] OHC [ K OHC H OC H

)1( ] OC [ . ] Ba[ K OC BaOBaC

M 10 ] H [ 00 ,5 pH

34

6 2

4

5

5

5 2

2 5

6

2 a2 a1a

2

ps2 42

2 a2 a1a

2 2

42 2 42

ps

2 42

2 a

2 42

2 a1a

2 2 42

2 42

ps

2 42

2 a

2 42

2 a1a

2 2 42 2

2 42

2 a

2 42

1a

42 2

2 42 42

1a

42 2

2 42 42 42 2

2

o2 42 o

2

42

2 42

2 a2

42 42

42 2

42 1a42 42 2

2 42

2 ps

2 42

2 )s( 42

5

−−

−+

−

−

−

−−

−

−

++−

++−

−

−+−+−

−

−+−+−

+

−+−+−

+

−−+−

+

−−+

−+

−

+−−+−

+−

−+

−+−+

−+

==

=

++

=

++

=

++=

++=

++=

++=

++=

++=

=

=+⇔

=+⇔

=+⇔

=⇒=





12.

( )

M 10 x 7252518 ,1 ] Ag[

1 )10 x 6 ,1(

)10 x 1(

)10 x 6 ,1( . )10 x 3,6 (

)10 x 1(

)10 x 6 ,1( . )10 x 3,6 ( . )10 x 1,7 (

)10 x 1( 10 x 8 ,2 .3 ] Ag[

1K

] H [

K .K

] H [

K .K .K

] H [ K 3 ] Ag[

1K

] H [

K .K

] H [

K .K .K

] H [

] Ag[

K 3 ] Ag[

)4( y )3( )2 ( )1( ] Ag[

K

K . ] Ag[

] H [ .K

K .K . ] Ag[

] H [ .K

K .K .K . ] Ag[

] H [ .K 3 ] Ag[

)4( y )3( )2 ( ] PO[ K

] H [ . ] PO[

K .K

] H [ . ] PO[

K .K .K

] H [ . ] PO[ 3 ] Ag[

)3( y )2 ( ] PO[ ] HPO[ K

] H [ . ] HPO[

K .K

] H [ . ] HPO[ 3 ] Ag[

)2 ( ] PO[ ] HPO[ ] POH [ K

] H [ . ] POH [ 3 ] Ag[

] PO[ ] HPO[ ] POH [ ] POH [ 3 ] Ag[

] PO[ 3 ] Ag[

)4( ] HPO[

] H [ . ] PO[ K POH HPO

)3( ] POH [

] H [ . ] HPO[ K HPOH POH

)2 ( ] POH [

] H [ . ] POH [

K POH H POH

)1( ] PO[ . ] Ag[ K PO Ag3PO Ag

M 10 ] H [ 00 ,6 pH

3

411

6

118

2 6

118 3

36 18

4

3a3a2 a

2

3a2 a1a

3

ps

3a3a2 a

2

3a2 a1a

3

3 ps

3 ps

3a3

ps

3a2 a3

2 ps

3a2 a1a3

3 ps

34

3a

34

3a2 a

2 34

3a2 a1a

334

34

2 4

2 a

2 4

2 a1a

2 2 4

34

2 442

1a

42

342 442 43

o34o

3

2 4

34

3a3

42 4

42

2 4

2 a2

442

43

42

1a42 43

34

3 ps

34 )s( 43

6

−+

−

−

−−

−

−−−

−−+

++++

+++

++

++

+

+

+

+

++

−+−+−+−

+

−−+−+−

+

−−−+−

+

−−−+

−+

−

+−−+−

−

+−−+−

+−−+

−+−+

−+

=

+++=

+++=

+++=

+++=

+++=

+++=

+++=

+++=

=

=+⇔

=+⇔

=+⇔

=+⇔

=⇒=





REPARTIDO N° 4: Titulaciones ácido - base

1. Halle el valor de pH y la concentración de ácido sulfuroso (K a1 = 1.23 x 10 -2,K a2 = 6.60 x 10 –8), hidrógeno sulfito y sulfito en cada una de las siguientes disoluciones:

a. Ácido sulfuroso 0.050 Mb. Hidrógeno sulfito de sodio 0.050 Mc. Sulfito de sodio 0.050 M

Respuesta:

a. [H 2 SO3 ] = 3,06 x 10 -2 M ; [HSO3- ] = 1,94 x 10 -2 M ; [SO32- ] = 6,60 x 10 -8 M ; pH 1,71.b. [H 2 SO3 ] = 1,03 x 10 -4 M ; [HSO3- ] = 4,98 x 10 -2 M ; [SO32- ] = 1,29 x 10 -4 M ; pH 4,59.c. [H 2 SO3 ] = 8,13 x 10 -13 M ; [HSO3- ] = 8,70 x 10 -5 M ; [SO32- ] = 4,99 x 10 -2 M ; pH 9,94.

2.a. Dibuje en un mismo par de ejes las curvas de valoración de 5 ácidos monopróticos,

cuyos valores de pK a son 2, 4, 6, 8 y 10 respectivamente.b. Dibuje en un mismo par de ejes las curvas de valoración de 5 ácidos monopróticos,

cuyos valores de concentración son 20 mM, 2 mM, 0.2 mM, 0.02 mM y 0.002 mMrespectivamente.

3. Dibuje y describa la curva de valoración de un ácido triprótico.

4. Calcule el valor de pH en el punto de equivalencia para las siguientes titulaciones ácidobase y elija de la tabla anexa un indicador adecuado para cada una.

a. Ácido benzoico (pK a = 4.20) 0.01 M con hidróxido de sodio 0.2 Mb. Aziridina (pK a = 8.04) 0.01 M con ácido clorhídrico 0.2 Mc. Ácido nítrico 0.01 M con hidróxido de potasio 0.2 Md. Etilamina (pK a = 10.60) 0.01 M con ácido perclórico 0.2 M

Indicador Intervalo de virajeRojo de cresol 0.2 - 1.8

Anaranjado de metilo 3.1 - 4.4 Anaranjado de etilo 3.4 - 4.8Rojo de metilo 4.8 - 6.0p-Nitrofenol 5.6 - 7.6Púrpura de cresol 7.6 - 9.2

Azul de timol 8.0 - 9.6Nitramina 11.1 - 12.7

Respuesta:

a. pH 8,10 ; púrpura de cresol o azul de timol b. pH 5,02 ; rojo de metiloc. pH 7,00 ; púrpura de cresol d. 6,30 ; p - nitrofenol

5. Para titular 10 mL de ácido succínico (H2Su) 0.0617M (K a1 = 6.46 x 10-5, K a2 = 3.31 x 10-6)se tiene en el laboratorio una disolución de hidróxido de sodio 0.0954 M y los indicadoresdel ejercicio anterior. ¿Qué indicador emplearía para la titulación? Justifique.

6. Se requieren 27.63 mL de una disolución de hidróxido de sodio 0.09381 M para alcanzar elpunto equivalente de la titulación de 100.00 mL de una disolución de un ácido monopróticomuy débil. El pH alcanzado en este punto fue 10.99. Calcule el pK a de dicho ácido.

Respuesta: pK a 9,69.





7.a. Calcule el valor de pH de 50.00 mL de una disolución de cianuro de sodio 0.100 M

(K a HCN = 4.0 x 10-10).b. La disolución anterior se titula con ácido perclórico 0.438 M. Calcule el valor de pH del

punto equivalente.

Respuesta:

a. pH 11,20.b. pH 5,24.

8. Calcule el valor de pH de 50.00 mL de una disolución de ácido nitroso 0.100 M después deagregar 0.00, 25.00, 50.00 y 55.00 mL de hidróxido de sodio 0.100 M.¿Por qué en este caso el valor de pH de la disolución en el punto equivalente no es neutro?Para el ácido nitroso, K a = 7.1 x 10-4.

Respuesta: 2,09 ; 3,15 ; 7,92 ; 11,68.

9. Se tiene un ácido diprótico H2 A con pK a1 = 4.6 y pK a2 = 9.2. Para titular 10 mL de una

disolución 0.1 M de dicho ácido se emplea hidróxido de potasio 0.50 M.a. ¿Qué volumen de KOH se necesita para titular hasta el primer punto de equivalencia?b. ¿Qué volumen de KOH se necesita para titular hasta el segundo punto de equivalencia?c. Calcule el valor de pH en los siguientes volúmenes de KOH agregados

VKOH (mL) 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0pH

d. Si tanto el ácido H2 A como el titulante KOH se diluyen 10 veces, los volúmenesempleados en la titulación son iguales pero algunos pH cambian. Calcule los valores depH para los siguientes volúmenes de KOH (0.05 M) en la titulación de 10 mL de H 2 A0.01 M.

VKOH (mL) 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0pH

Respuesta:

a. 2 mL.b. 4 mLc. 2,80 ; 4,6 ; 6,9 ; 9,2 ; 11,03 ; 12,52.d. 3,30 ; 4,6 ; 6,9 ; 9,2 ; 10,53 ; 11,52.





REPARTIDO N° 4: Titulaciones ácido – base - RESOLUCIÓN

1.a) H 2 SO3 ⇔ H + + HSO3- K a1 = 1,23 x 10 -2

HSO3- ⇔ H + + SO32- K a2 = 6,60 x 10 -8

Para la mayoría de los ácidos dipróticos, K a1 >> K a2 , por lo que se pueden estudiar como ácidos monopróticoscon K a = K a1.

H 2 SO3 ⇔ H + + HSO3-

C 0 0,050 - -C eq 0,050 – x x x

M 10 x 940039,11.2

)K .050 ,0 ( .1.4 )K ( K x

0 K .050 ,0 x .K x

x 050 ,0

x

x C

x

] SOH [

] HSO[ . ] H [ K

2 1a2

1a1a

1a1a2

2

0

2

32

31a

−

−+

=−−±−

=

=−+⇔

−=

−==

x = [HSO3- ] = [H + ] = 1,940039 x 10 -2 M

⇒ [H 2 SO3 ] = [H 2 SO3 ] 0 - [HSO3- ] = 0,050 – x = 0,03059961 M

] HSO[

] SO[ . ] H [ K

3

2 3

2 a −

−+

= ⇒ [SO32- ] = 6,60 x 10 -8 M

pH = 1,7122

b) NaHSO3 → Na+ + HSO3- El hidrógeno sulfito es una sustancia anfótera, por lo que:

HSO3- + H 2 O ⇔ H 2 SO3 + OH - 132

14

1a

w

3

32 2 b 10 x 13,8

10 x 23,1

10 x 1

K

K

] HSO[

] OH [ . ] SOH [ −−

−

−

−

====K

HSO3- ⇔ H + + SO32- K a2 = 6,60 x 10 -8

] HSO[ K

K .K ] HSO[ .K .K ] H [

31a

w 1a32 a1a

−

−+

+

+= = 2,552502 x 10 -5 M ⇒ pH = 4,5930

En estos casos, existe una forma más sencilla para calcular el valor aproximado de pH:

5453,4

2

180456 ,7 910095 ,1

2

pK pK pH 2 a1a

=+

=+

=

Balance de masa: [HSO3- ] 0 = [HSO3- ] + [SO32- ] + [H 2 SO3 ]





] OH [

] HSO[ .K

] H [

] HSO[ .K ] HSO[ 050 ,0

] SOH [ ] SO[ ] HSO[ 050 ,0

32 b32 a3

32 2 33

−

−

+

−−

−−

++=

++=

M 049768 ,0 ] HSO[

] OH [

K

] H [

K 1

050 ,0 3

10 10 x 917725 ,3

1310 x 13,8

2 b

5 10 x 552502 ,2

8 10 x 60 ,6

2 a==

++

−

−

−

−

−

−

+321321

M 10 x 286850 ,110 x 552502 ,2

10 x 9768 ,4.10 x 60 ,6

] H [

] HSO[ .K ] SO[

] HSO[

] H [ . ] SO[ K

M 10 x 032777 ,110 x 917726 ,3

10 x 9768 ,4.10 x 13,8

] OH [

] HSO[ .K ] SOH [

] HSO[

] OH [ . ] SOH [ K

45

2 8 32 a2

33

2 3

2 a

410

2 1332 b

32 3

32 2 b

−−

−−

+

−−

−

+−

−−

−−

−

−

−

−

===⇔=

===⇔=

c) Na2 SO3 → 2 Na+ + SO32-

H 2 O + SO32- ⇔ HSO3- + OH - 7 8

14

2 a

w 2 3

31b 10 x 5151,1

10 x 60 ,6

10 x 1

K

K

] SO[

] OH [ . ] HSO[ −−

−

−

−−

====K

C 0 0,050 - -C eq 0,050 – x x x

M 10 x 696163,8 1.2

)K .050 ,0 ( .1.4 )K ( K x

0 K .050 ,0 x .K x

x 050 ,0 x

x C x K

5 1b2

1b1b

1b1b2

2

0

2

1b

−=−−±−

=

=−+⇔

−=

−=

x = [HSO3- ] = [OH - ] = 8,696163 x 10 -5 M

[SO32- ] = [SO32- ] 0 - [HSO3- ] = 0,050 – x = 4,991303 x 10 -2 M

939328 ,9 pH M 10 x 149932 ,110 x 696163,8

10 x 1

] OH [

K ] H [ 10

5

14w =⇒=== −

−

−

−+

M 10 x 13,8 K ] OH [

] HSO[ .K ] SOH [ 13

2 b32 b

32 −

−

−

===





2. Titulación de ácidos monopróticos con hidróxido de sodio

3. Titulación de ácido fosfórico con hidróxido de sodio

4. La reacción entre una especie débil y una especie fuerte es siempre completa.El agente titulante tiene una concentración 20 veces superior a la de los analitos (0,2 M vs 0,01 M), por lo queel gasto en todos los casos es muy pequeño. Esto permite despreciar la variación en la concentración final (C f )de los productos.

a) Ácido benzoico (pK a 4.20) 0.01 M con NaOH 0.2 M

C 6 H 5 COOH + OH - → C 6 H 5 COO- + H 2 O

C 0 0,01 -⊕ 0,01C f - 0,01

( ⊕ : agrego)

En el punto equivalente, el valor de pH lo fija el benzoato, base débil conjugada del ácido benzoico:

C 6 H 5 COO- + H 2 O ⇔ C 6 H 5 COOH + OH - 10 pK

14

a

w b 10 x 584893,1

10

10

K

K K

a

−−

−

===

C f 0,01 - -C eq 0,01 - x x x

x C

x

] COOH C [

] COOH H C [ . ] OH [

K 0

2

5 6

5 6 b −== −

−





M 10 x 258846 ,11.2

)K .01,0 ( .1.4 )K ( K x

0 K .01,0 x .K x

x 01,0

x

x C

x K

6 b2 bb

bb2

2

0

2

b

−=−−±−=

=−+⇔

−=

−=

x = [OH - ] = 1,258846 x 10 -6 M

10 ,8 pH M 10 x 943783,7 10 x 258846 ,1

10 x 1

] OH [

K ] H [ 9

6

14w =⇒=== −

−

−

−+

Indicador: púrpura de cresol o azul de timol

b) Aziridina (pK a = 8.04) 0.01 M con HCl 0.2 M

Az + H + → AzH + C 0 0,01 -⊕ 0,01C f - 0,01

En el punto equivalente, el valor de pH lo fija el ácido débil conjugado de la aziridina:

H 2 O + AzH + ⇔ Az + H 3O+ K a = 9,120108 x 10 -9

C f 0,01 - -C eq 0,01 - x x x

M 10 x 545367 ,91.2

)K .01,0 ( .1.4 )K ( K x

0 K .01,0 x .K x

x 01,0

x

] AzH [

] H [ . ] Az [ K

6 a2

aa

aa2

2

a

−

+

+

=−−±−

=

=−+⇔

−==

x = [H + ] = 9,545367 x 10 -6 M ⇒ pH = 5,02

Indicador: rojo de metilo

c) Ácido nítrico 0.01 M con KOH 0.2 M

HNO3 + KOH → KNO3 + H 2 O

En el punto equivalente, el valor de pH lo fija la autoprotólisis del H 2 O:

H 2 O ⇔ H + + OH - ⇒ pH = 7

Indicador: púrpura de cresol





d) Etilamina (pK a = 10.60) 0.01 M con HClO4 0.2 M

EtNH 2 + H + → EtNH 3 + C 0 0,01 -⊕ 0,01C f - 0,01

En el punto equivalente, el valor de pH lo fija el ácido débil conjugado de la etilamina:

H 2 O + EtNH 3 + ⇔ EtNH 2 + H 3O+ K a = 2,511886 x 10 -11

C f 0,01 - -C eq 0,01 - x x x

M 10 x 011746 ,5 1.2

)K .01,0 ( .1.4 )K ( K x

0 K .01,0 x .K x

x 01,0

x

] EtNH [

] H [ . ] EtNH [ K

7 a2

aa

aa2

2

3

2 a

−

+

+

=−−±−

=

=−+⇔

−==

x = [H + ] = 5,011746 x 10 -7 M ⇒ pH = 6,30

Indicador: p-nitrofenol

5. En general, a la hora de valorar ácidos dipróticos orgánicos, es preferible titularlos hasta el segundo puntoequivalente, ya que, en este punto, el salto en el valor de pH es mayor que en el primer punto equivalente. Estose debe a que el valor de pH, luego del segundo punto equivalente, está fijado por el exceso de base fuerteagregado.

El valor de pH en el segundo punto equivalente lo fija el succinato (Su 2- ), base débil conjugada del ácidosuccínico (H 2 Su).

Se debe tener en cuenta que todo el H 2 Su inicial pasa a Su 2-, de acuerdo a la siguiente reacción deneutralización:

H 2 Su + 2 OH - → Su 2- + 2 H 2 O

moles de H 2 Su = 0,0617 M . 10 x 10 -3 L = 6,17 x 10 -4 moles

1 mol de H 2 Su ---- 1 mol de Su 2- 6,17 x 10 -4 moles ---- x ⇒ x = 6,17 x 10 -4 moles de Su 2-

Para calcular la molaridad de Su 2- en este punto, se debe tener en cuenta el volumen agregado de agentetitulante:

1 mol de H 2 Su ---- 2 moles de OH -

6,17 x 10 -4 moles ---- x → x = 1,234 x 10 -3 moles de OH -

→ L10 x 293501,1M 0954,0

moles10 x 234,1 2 3

OH deagregado−

−

==−V





→ M 10 x 6902 ,2 L10 x 93501,12 L10 x 10

moles10 x 17 ,6 2 33

4

Su 2 −

−−

−

=+

=−M

Su 2- + H 2 O ⇔ HSu - + OH - 96

14

2 a

w 1b 10 x 021148 ,3

10 x 31,3

10 x 1

K

K K −

−

−

===

C 0 0,026902 - -C eq 0,026902 - x x x

x C

x

] Su [

] HSu [ . ] OH [ K

0

2

2 1b −==

−

−−

M 10 x 013750 ,91.2

)K .026902 ,0 ( .1.4 )K ( K x

0 K .026902 ,0 x .K x

x 026902 ,0

x K

6 1b2

1b1b

1b1b2

2

1b

−=−−±−

=

=−+⇔

−=

x = [OH - ] = 9,013750 x 10 -6 M

95 ,8 pH M 10 x 109416 ,110 x 013750 ,9

10 x 1

] OH [

K ] H [ 9

6

14w =⇒=== −

−

−

−+

Indicador: azul de timol

6. En este caso, el valor de pH en el punto equivalente lo fija la base débil conjugada, A-, de acuerdo a lasiguiente reacción de neutralización:

HA + OH - → A- + H 2 O

moles de OH - consumidos = 0,09381 M . 27,63 x 10 -3 L = 2,591970 x 10 -3 moles

1 mol de OH - consumido ---- 1 mol de A- generado2,591970 x 10 -3 moles ---- x → x = 2,591970 x 10 -3 moles de A- generados

moles10 x 030847 ,2 L10 . )00 ,100 63,27 (

moles10 x 591970 ,2 M 2

3

3

A−

−

−

=+

=−

A- + H 2 O ⇔ HA + OH -

C 0 0,02030847 - -C eq 0,02030847 - x x x

x C

x

] A[

] HA[ . ] OH [ K

0

2

b

−

==−

−





El valor de pH en el punto equivalente es 10,99, por lo tanto: [H + ] = 10 -10,99 = 1,023293 x 10 -11 M

→ M 10 x 772372 ,910 x 023293,1

10 x 1

] H [

K ] OH [ x 4

11

14w −

−

−

+− ====

5 42 -

2 4

b 10 x 940153,410 x 772372 ,910 x 2,030847

)10 x 772372 ,9( ] A[

] HA[ . ] OH [ K −−

−

−

−

=−

==

69,9 pK 10 x 024228 ,2 10 x 940153,4

10 x 1

K

K K a

10 5

14

b

w a =⇒=== −

−

−

7.a) NaCN → Na+ + CN -

0,100 M - 0,100 M 0,100 M

CN - + H 2 O ⇔ HCN + OH -

C 0 0,100 - -C eq 0,100 - x x x

5 10

14

a

w

0

2

b 10 x 5 ,2 10 x 0 ,4

10 x 1

K

K

x C

x

] CN [

] HCN [ . ] OH [ K −

−

−

−

−

===−

==

M 10 x 568688 ,11.2

)K .100 ,0 ( .1.4 )K ( K x

0 K .100 ,0 x .K x

x 100 ,0

x

K

3b2

bb

bb2

2

b

−=−−±−

=

=−+⇔

−=

x = [OH - ] = 1,568688 x 10 -3 M

20 ,11 pH M 10 x 374754,6 10 x 568688 ,1

10 x 1 ] OH [

K ] H [ 12 3

14w =⇒=== −−

−−

+

b) En este caso, todo el cianuro inicial pasa a ácido cianhídrico, de acuerdo a la siguiente reacción deneutralización:

CN - + H + → HCN

Para calcular la molaridad de HCN en este punto, se debe tener en cuenta el volumen agregado de agentetitulante:

moles de CN - = moles de HClO4





0,100 M . 0,050 L = V . 0,438 M → V 4HClO L10 x 141553,1

M 438 ,0

L050 ,0 .M 100 ,0 2 4HClOdeagregado

−==

M 081413,0 L )01141553,0 050 ,0 (

L050 ,0 .M 100 ,0 M HCN =

+=

En el punto equivalente:

HCN ⇔ CN + H K = 4,0 x 10 - + a -10

C 0 0,081413 - -C eq 0,081413 - x x x

M 10 x 706380 ,5 1.2

)K .081413,0 ( .1.4 )K ( K x

0 K .081413,0 x .K x

x 081413,0

x

] HCN [

] H [ . ] CN [ K

6 a2

aa

aa

2

2

a

−

+−

=−−±−

=

=−+⇔

−==

x = [H + ] = 5,706380 x 10 -6 M ⇒ pH = 5,24

8. 0,00 mL agregado de disolución de NaOH 0,100 M:

HNO2 ⇔ NO2 + H + K a = 4,0 x 10 -10 -

C 0 0,100 - -C eq 0,100 - x x x

M 10 x 078625 ,8 1.2

)K .100 ,0 ( .1.4 )K ( K x

0 K .100 ,0 x .K x

x 100 ,0

x

] HNO[

] H [ . ] NO[ K

3a2

aa

aa2

2

2

2 a

−

+−

=−−±−

=

=−+⇔

−==

x = [H + ] = 8,078625 x 10 -3 M ⇒ pH = 2,09

25,00 mL agregados de disolución de NaOH 0,100 M:

HNO2 + OH - → NO2 - + H 2 O

n0 0,100 M . 0,050 L - -⊕ 0,100 M . 0,025 Lnf 0,0025 - 0,0025





El valor de pH en este caso coincide con el valor de pK a dado que los moles de ácido y de base conjugada seigualan, obteniéndose de este modo una disolución buffer:

→ 15 ,3moles

moleslog pK

0

1

2 HNO

2 NOa =

+=−

4 4 34 4 21

43421

pH


Este volumen de agente titulante representa el volumen equivalente:

HNO2 + OH - → NO2 - + H 2 O

n0 0,100 M . 0,050 L - -⊕ 0,100 M . 0,050 Lnf - - 0,0050 moles

→ M 050 ,0 L )050 ,0 050 ,0 (

moles0050 ,0 2 NO

=+

=−M

NO2 - + H 2 O ⇔ HNO2 + OH -

C 0 0,050 - -C eq 0,050 - x x x

114

14

a

w

0

2

2

2 b 10 x 408451,1

10 x 1,7

10 x 1

K

K

x C

x

] NO[

] HNO[ . ] OH [ K −

−

−

−

−

===−

==

M 10 x 391743,8 1.2

)K .050 ,0 ( .1.4 )K ( K x

0 K .050 ,0 x .K x

x 050 ,0

x K

7 b2

bb

bb2

2

b

−=−−±−

=

=−+⇔

−=

x = [OH -

] = 8,391743 x 10 -7

M

92 ,7 pH M 10 x 191648 ,110 x 391743,8

10 x 1

] OH [

K ] H [ 8

7

14w =⇒=== −

−

−

−+


En este punto, el valor de pH lo fija el exceso de base fuerte agregado (5 mL):

68 ,11 pH 10 x 1,2 ] OH [

K ] H [ M 10 x 761905 ,4

mL )00 ,55 00 ,50 (

mL00 ,5 .M 100 ,0 ] OH [ 12 w 3 =⇒==⇒=

+=→ −

−

+−−





9.a) En el primer punto equivalente, uno de los dos iones hidrógeno es neutralizado por el agente titulante, de

acuerdo a la siguiente reacción:

H 2 A + OH - → HA- + H 2 O

moles iniciales de H 2 A = moles consumidos de OH - = 0,1 M . 10 x 10 -3 L = 0,001 moles

→ )mL2 ( L10 x 2 M 50 ,0

moles001,0 3OH deagregado

−==−V

b) En el segundo punto equivalente, los dos iones hidrógeno son neutralizados por el agente titulante, de acuerdoa la siguiente reacción:

H 2 A + 2 OH - → A2- + 2 H 2 O

moles consumidos de OH - = 2.(moles iniciales de H 2 A) = 2.(0,1 M .10 x 10 -3 L) = 0,002 moles

→ )mL4( L10 x 4M 50 ,0

moles002 ,0 3OH deagregado

−==−V

c) 0,0 mL agregados de disolución de KOH 0,50 M:


H 2 A ⇔ HA- + H + K a1 = 2,511886 x 10 -5

C 0 0,1 - -C eq 0,1 - x x x

M 10 x 572384,1

1.2

)K .1,0 ( .1.4 )K ( K x

0 K .1,0 x .K x

x 1,0

x

x C

x

] AH [

] HA[ . ] H [ K

31a2

1a1a

1a1a2

2

0

2

2 1a

−

−+

=−−±−

=

=−+⇔

−=

−==

x = [H + ] = 1,572384 x 10 -3 M ⇒ pH = 2,80

1,0 mL agregado de disolución de KOH 0,50 M:

En este punto, se agregó la mitad del primer volumen equivalente, se obtiene de este modo una disoluciónbuffer (H 2 A/HA- ):

H 2 A + OH - → HA- + H 2 On0 1 x 10 -3 - -⊕ 5 x 10 -4

neq 5 x 10 -4 - 5 x 10 -4





6 ,410 x 5

10 x 5 log6 ,4

moles

moleslog pK pH

4

4

A2 H

HA1a =

+=

+=

−

−−

2,0 mL agregados de disolución de KOH 0,50 M:

Primer punto equivalente, el valor de pH lo fija la especie presente en disolución, el anfolito (HA-

).

9,6 2

2 ,96 ,4

2

pK pK pH 2 a1a

=+

=+

=


2 de los 3 mL se emplearon para neutralizar el primer ión hidrógeno de la especie diprótica, el mL restantereacciona con el anfolito, generándose una disolución buffer (HA - /A2- ):

HA- + OH - → A2- + H 2 On0 1 x 10 -3 - -⊕ 5 x 10 -4 neq 5 x 10 -4 - 5 x 10 -4

2 ,910 x 5

10 x 5 log2 ,9

moles

moleslog pK pH

4

4

HA

2 A2 a =

+=

+=

−

−

−

−


Segundo punto equivalente, el valor de pH lo fija la especie presente en disolución, A2-.

M 10 x 142857 ,7 L10 . )410 (

moles001,0 M 2 3 A2 −− =+=−

A2- + H 2 O ⇔ HA- + OH -

C 0 0,07142857 - -C eq 0,07142857 - x x x

5 10

14

2 a

w

0

2

2 1b 10 x 584893,110 x 309573,6

10 x 1

K

K

x C

x

] A[

] HA[ . ] OH [ K −

−

−

−

−−

===−

==

M 10 x 056091,11.2

)K .07142857 ,0 ( .1.4 )K ( K x

0 K .07142857 ,0 x .K x

x 07142857 ,0 x K

31b2

1b1b

1b1b2

2 1b

−=−−±−

=

=−+⇔

−=

x = [OH - ] = 1,056091 x 10 -3 M → 02 ,11 pH M 10 x 468880 ,9

10 x 056091,1

10 x 1

] OH [

K ] H [ 12

3

14w =⇒=== −

−

−

−+







52 ,12 pH 10 x 3 ] OH [

K ] H [ M 10 x 333333,3

mL )00 ,5 00 ,10 (

mL00 ,1.M 50 ,0 ] OH [ 13w 2 =⇒==⇒=

+=→ −

−+−−

d) 0,0 mL agregados de disolución de KOH 0,050 M:


H 2 A ⇔ HA- + H + K a1 = 2,511886 x 10 -5

C 0 0,01 - -C eq 0,01 - x x x

M 10 x 887851,41.2

)K .01,0 ( .1.4 )K ( K x

0 K .01,0 x .K x

x 01,0 x

x C x

] AH [ ] HA[ . ] H [ K

41a2

1a1a

1a1a2

2

0

2

2 1a

−

−+

=−−±−

=

=−+⇔

−=

−==

x = [H + ] = 4,887851 x 10 -4 M ⇒ pH = 3,31

1,0 mL agregado de disolución de KOH 0,050 M:

En este punto, se agregó la mitad del primer volumen equivalente, se obtiene de este modo una disoluciónbuffer (H 2 A/HA- ):

H 2 A + OH - → HA- + H 2 On0 1 x 10 -4 - -⊕ 5 x 10 -5 neq 5 x 10 -5 - 5 x 10 -5

6 ,410 x 5 10 x 5 log6 ,4

moles

moleslog pK pH 5

5

A2 H HA

1a =

+=

+= −

−−


Primer punto equivalente, el valor de pH lo fija la especie presente en disolución, el anfolito (HA- ).

9,6 2

2 ,96 ,4

2

pK pK pH 2 a1a

=+

=+

=






2 de los 3 mL se emplearon para neutralizar el primer ión hidrógeno de la especie diprótica, el mL restantereacciona con el anfolito, generándose una disolución buffer (HA - /A2- ):

HA- + OH - → A2- + H 2 On0 1 x 10 -4 - -

⊕ 5 x 10 -5 neq 5 x 10 -5 - 5 x 10 -5

2 ,910 x 5

10 x 5 log2 ,9

moles

moleslog pK pH

5

5

HA

2 A2 a =

+=

+=

−

−

−

−


Segundo punto equivalente, el valor de pH lo fija la especie presente en disolución, A2-.

M 10 x 142857 ,7 L10 . )410 (

moles0001,0 M 33 A2

−−

=+

=−

A2- + H 2 O ⇔ HA- + OH -

C 0 0,007142857 - -C eq 0,007142857 - x x X

5 10

14

2 a

w

0

2

2 1b 10 x 584893,110 x 309573,6

10 x 1

K

K

x C

x

] A[

] HA[ . ] OH [ K −

−

−

−

−−

===−

==

M 10 x 286308 ,31.2

)K .007142857 ,0 ( .1.4 )K ( K x

0 K .007142857 ,0 x .K x

x 007142857 ,0 x K

41b2

1b1b

1b1b2

2

1b

−=−−±−

=

=−+⇔

−=

x = [OH - ] = 3,286308 x 10 -4 M

52 ,10 pH M 10 x 042929,310 x 286308 ,3

10 x 1

] OH [

K ] H [ 11

4

14w =⇒=== −

−

−

−+



52 ,11 pH 10 x 3 ] OH [

K ] H [ M 10 x 333333,3

mL )00 ,5 00 ,10 (

mL00 ,1.M 050 ,0 ] OH [ 12 w 3 =⇒==⇒=

+=→ −

−+−−





REPARTIDO N° 5: Disoluciones Amortiguadoras

1. a. ¿Qué masa de bicarbonato de sodio debe agregarse a 4 g de carbonato de potasio para obtener 500 mL dedisolución acuosa pH 10.8?pK a (CO3

2- / HCO3-) = 10.33

PM (K 2CO3) = 138.2 g.mol-1 b. ¿Cuál será el valor de pH de la disolución anterior si se agregan 100 mL de ácido clorhídrico 0.100 M?c. ¿Qué volumen de ácido nítrico 0.320 M debe añadirse a 4.00 g de carbonato de potasio para obtener 250 mL

de disolución acuosa pH 10?

Respuesta:

a. 0,82 g.b. 10,31.c. 61,62 mL.

2. ¿Qué masa de dihidrógeno fosfato de sodio (PM = 120 g.mol-1) se debe agregar a 5 g de hidrógeno fosfato depotasio (PM = 174 g.mol-1) para obtener 500 mL de disolución acuosa pH 7.0? (pK a = 6.9) ¿Cuál será el valor depH de la disolución anterior si se agregan 100 mL de ácido clorhídrico 0.100 M?Respuesta: 2,74 g ; 6,66.

3. Calcule el volumen de disolución de hidróxido de potasio 0.423 M que debería agregarse a 5.00 g de un ácidodiprótico de masa molar 150.08 g.mol-1 para dar una disolución buffer pH 3. pK a1 = 3.036 , pK a2 = 4.366

Respuesta: 37,57 mL.

4. El aminoácido Serina tiene dos equilibrios ácido base como se muestra en el esquema, los valores de pK a1 y pK a2 son 2,19 y 9,21 respectivamente.

La masa molar del reactivo comercial más común (Ser) es 105 g.mol-1 y de ese reactivo se disuelven 5,376 g en250,0 mL (disolución A).

a. ¿Cuál es la concentración total de Serina en la disolución A?b. ¿Cuál es el valor de pH de la disolución A?

De la disolución A se toma 1.00 mL, se le agregan 0.50 mL de hidróxido de sodio 0.15 M y el volumen se lleva a10.0 mL con agua (disolución B).c. ¿Cuáles son las concentraciones de Ser y Ser – en la disolución B?d. ¿Cuál es el valor de pH de la disolución B?

De la disolución A se toman 3.54 mL, se le agregan 0.15 mL de HNO3 0.01 M y el volumen se lleva a 10.0 mL conagua (disolución C)e. ¿Cuáles son las concentraciones de Ser+ y Ser en la disolución C?f. ¿Cuál es el valor de pH de la disolución C?g. De las tres disoluciones del problema, A, B y C, ¿Cuál espera usted que tenga mayor capacidad

amortiguadora? ¿Por qué?

Respuesta:

a. 0,2048 M.b. 5,7.c. [Ser] = 1,3 x 10 -2 M , [Ser - ] = 7,5 x 10 -3 M.d. 8,97.e. [Ser + ] = 1,5 x 10 -4 M , [Ser] = 7,2 x 10 -2 M.f. 4,87.g. B.





5. Las disoluciones amortiguadoras funcionan en intervalos de pH limitados por su composición. A menudo, seintenta incrementar el intervalo de pH útil mezclando dos amortiguadores diferentes en la misma disolución. Tal esel caso del acetato de amonio.pK a (CH3COOH/CH3COO-) = 4.76pK a (NH4

+ /NH3) = 9.2

a. Calcule la constante del equilibrio que se genera en la disolución: CH3COOH + NH3 ⇔ CH3COO- + NH4+.

b. ¿En qué intervalo o intervalos de pH es útil una disolución de acetato de amonio como amortiguador?c. Se prepara una disolución con 12 mL de ácido acético 0.3 M, 5 mL de amoníaco 0.1 M y agua suficiente para

que el volumen final sea 50 mL ¿Qué pH espera que tenga la disolución?d. ¿Cuál será el valor de pH si a la disolución del inciso (c) se le agregan 10 mL de hidróxido de sodio 0.3 M?

Respuesta:

a. 2,75 x 10 4.b. pK a ± 1 y pK a´ ± 1.c. 3,97.d. 5,53.

6. Se preparó una disolución amortiguadora de sulfato de amonio ( (NH4)2SO4 ) 0.05 M.

a. Calcule la constante del equilibrio que se genera en la disolución: NH4+ + SO4

2- ⇔ NH3 + HSO4-.

b. Calcule el valor de pH y las concentraciones de las cuatro especies en el equilibrio.

pK a ( NH4

+

/NH3) = 9.24pK a ( HSO4- /SO4

2-) = 1.99

Respuesta:

a. 5,62 x 10 -8 b. pH 5,46 ; [NH 3 ] = [HSO 4

- ] = 1,68 x 10 -5 M ; [NH 4 + ] = 0,09998324 M ; [SO 4

2- ] = 0,04998324 M.

7. Se tienen dos frascos cada uno de los cuales contiene una de las especies del par ácido base HA/A- cuyo pK a es7.85. Para averiguar las concentraciones de las sustancias, se hacen dos titulaciones. Para titular 5.0 mL de HA seutilizaron 15.3 mL de hidróxido de sodio 0.0948 M al punto final, mientras que para titular 10.0 mL de A- seemplearon 13.7 mL de ácido clorhídrico 0.184 M al punto final.

a. Calcule las concentraciones de HA y A-.b. En la siguiente tabla, se presentan tres amortiguadores preparados a partir de los frascos de HA, A- y agua

destilada. Calcule en cada caso el valor de pH y la concentración del amortiguador.c. ¿Cuál de los tres amortiguadores tendrá mayor capacidad tamponadora?

Amortiguador I II III

Volumen HA (mL) 3.2 4.8 25

Volumen A- (mL) 36 1.9 29

Volumen final (mL) 100 15.0 100

Respuesta:

a. [HA] = 0,2901 M , [A- ] = 0,2521 M.b. [Amortiguador I] = 0,100 M , pH 8,84 ; [Amortiguador II] = 0,1248 M , pH 7,39 ; [Amortiguador III] = 0,1456 M , pH 7,85.c. Amortiguador III.

8. El par conjugado ácido acético/acetato (CH3COOH/CH3COO-) tiene una K a = 1.82 x 10-5 a 25 ºC. Usted dispone ensu laboratorio de acetato de sodio (CH3COONa) y de una disolución de ácido acético glacial (96% m /m ,densidad 1.048 g.mL-1). Describa detalladamente (con cálculo de masa y/o de volumen) cómo prepararía 1 L dedisolución amortiguadora CH3COOH/CH3COO- 0.1 M pH 4.74.PM (CH3COOH) = 60 g.mol-1 PM (CH3COONa) = 83 g.mol-1

9. A 5 °C, el pK a del par ácido acético - acetato vale 4.770.a. Calcule el volumen de ácido clorhídrico 0.100 M y la masa de acetato de sodio dihidratado

(PM 118.06 g.mol-1) que se deben mezclar a 5 °C para preparar 250 mL de disolución buffer 0.1 M pH 5.00. b. Si usted mezclara lo calculado en la parte a), el valor de pH de la disolución resultante no sería exactamente

5.00. Describa cómo prepararía correctamente esta disolución amortiguadora en el laboratorio.

Respuesta:

a. 92,65 mL ; 2,9515 g.





REPARTIDO N° 5: Disoluciones Amortiguadoras - RESOLUCIÓN1.a)

g823818 ,0 mol .g84.L500 ,0 .M 01961471,0 masa

M 01961471,0 951209,2

disolucióndeL500 ,0

COdemoles10 x 894356 ,2

] HCO[

moles10 x 894356 ,2 mol .g2 ,138

g4moles

951209,2 ] HCO[

] CO[ 10 47 ,0

] HCO[

] CO[ log33,10 8 ,10

)33,10 pK ( ] HCO[

] CO[ log pK pH

1

moles310 x 807355 ,9

3NaHCO

2 3

2

3

2 13CO2 K

3

2 347 ,0

3

2 3

2 a3

2 3

2 a

==⇒

==⇒

==

==⇔=

=−

=

+=

−

−

−−

−

−−

−

−

−

−

−

−

4 4 4 4 34 4 4 4 21

b) CO32- + H + → HCO3-

0,02894356 – 0,01 9,807355 . 10 -3 + 0,01

31,10 pH

M 10 x 890630 ,401894356 ,0

019807355 ,0 .10 x 677351,4

] CO[

] HCO[ .K ] H [ 11

11

2 3

3a2

=⇒

=== −−

−

−+

c) CO32- + H + → HCO3-

0,02894356 – x x

“x” representa los moles de ácido nítrico consumidos y los moles de hidrógeno carbonato generados

L10 x 1625 ,6 M 320 ,0

moles10 x 971988 ,1V

moles10 x 971988 ,1 x

33,0 x

x 02894356 ,0 log

] HCO[

] CO[ log33,10 10

)33,10 pK (

] HCO[

] CO[ log pK pH

2 2

HNO

2

3

2 3

a3

2 3

a

3

2 2

−−

−

−

−

−

−

==⇒

=⇒

−=

−=

=−

=

+=





2.

−−−−

−−

−

−−

−

−

−−−

−+

==⇒

=⇒

=

+=

+=

==

+→

42 12

4PO2 H

42 2

4PO2 H

2 4HPO

2

42

2 4

2 a

2 12

4HPO

2 )ac ( 4 )ac ( 42

POH deg739063,2 mol .g120 .moles10 x 282552 ,2 masa

POH demoles10 x 282552 ,2 x

7 moles x

moles10 .873563,2 log9,6

] POH [

] HPO[ log pK pH

moles10 x 873563,2 mol .g174

g5 moles

HPOK 2 HPOK

moles agregados de HCl = 0,1 M . 0,100 L = 0,01 moles

HPO42- (ac) + H + (ac) → H 2 PO4- (ac)

t 0 2,873563 x 10 -2 0,01 2,282552 x 10 -2

t final 2,873563 x 10 -2 - 0,01 - 2,282552 x 10 -2 + 0,01

66 ,6 moles03282552 ,0

moles01873563,0

log9,6 ] POH [

] HPO[ log pK pH

4PO2 H

2 4HPO

42

2 4

a =

+=

+= −

−

−

−

3. moles10 x 331556 ,3mol .g08 ,150

g00 ,5 moles 2

1 A2 H −

−==

H 2 A + OH - → HA- + H 2 O n0 0,0331556 - -neq 0,0331556 – x x x

3moles x 0331556 ,0

moles x log036 ,3

] AH [

] HA[ log pK pH

2 a1

=

−+=

+=

−

→ x = 1,589110 x 10 -2 moles = moles agregados de OH -

→ L10 x 756761,3M 423,0

moles10 x 589110 ,1 2 2

OH deagregado−

−

==−V





4.

a) M 2048 ,0 )L10 x 250 ( . )mol .g105 (

g376 ,5 M

31Ser ==−−

b) Ser es una sustancia anfótera, por lo tanto: 7 ,5

2

21,919,2

2

pK pK pH 2 1 aa

=+

=+

=

c) moles de Ser = 0,2048 M . 1,00 x 10 -3 L = 2,048 x 10 -4 moles

moles agregados de OH - = 0,15 M . 5,0 x 10 -4 L = 7,5 x 10 -5 moles

Ser + OH - → Ser - + H 2 On0 2,048 x 10 -4 -

⊕ 7,5 x 10 -5

nf 1,298 x 10 -4 7,5 x 10 -5

M 01298 ,0 L10 x 10

moles10 x 298 ,1M

3

4

Ser ==−

−

M 0075 ,0 L10 x 10

moles10 x 5 ,7 M

3

5

Ser ==

−

−

−

d) El valor de pH en la disolución B está determinado por el par conjugado Ser / Ser -:

97 ,8 M 01298 ,0

M 0075 ,0 log21,9

] Ser [

] Ser [ log pK pH

2 a =

+=

+=

−

e) moles de Ser = 0,2048 M . 3,54 x 10 -3 L = 7,25 x 10 -4 moles

moles agregados de H + = 0,01 M . 1,5 x 10 -4 L = 1,5 x 10 -6 moles

Ser + H + → Ser + + H 2 On0 7,25 x 10 -4 -⊕ 1,5 x 10 -6

nf 7,235 x 10 -4 1,5 x 10 -6

M 07235 ,0 L10 x 10

moles10 x 235 ,7 M

3

4

Ser ==−

−

M 00015 ,0 L10 x 10

moles10 x 5 ,1M

3

6

Ser ==

−

−

+





f) El valor de pH en la disolución C está determinado por el par conjugado Ser + / Ser :

87 ,4M 00015 ,0

M 07235 ,0 log19,2

] Ser [

] Ser [ log pK pH

1a =

+=

+=

+

g) La disolución B presenta mayor capacidad amortiguadora ( β ) porque el valor de pH cae dentro del rango de

pK a2 ± 1. 5.a) pK a (CH 3COOH/CH 3COO- ) = 4,76 ⇒ K a = 1,737801 x 10 -5

pK a´ (NH 4+ /NH 3 ) = 9,20 ⇒ K a´ = 6,309573 x 10 -10

4´ a

a´ a

a4333

a33

´ a

43

10 x 7542 ,2 K

K

K

1.K K NH COOCH NH COOH CH

_____ __________ __________ __________

K H COOCH COOH CH

K

1NH H NH

===+⇔+

+⇔

⇔+

+−

+−

++

b) Intervalos: pK a ± 1 y pK a´ ± 1

c) Dado el elevado valor de K, la reacción se desplaza totalmente a la formación de productos:

CH 3COOH + NH 3 → CH 3COO- + NH 4+

97 ,3062 ,0

01,0 log76 ,4

] COOH CH [

] COOCH [ log pK pH

M 01,0 M 01,0 M 062 ,0 final

M 01,0 M 072 ,0 inicial

3

3a

mL50

M 1,0 .mL5

mL50

M 3,0 .mL12

=

+=

+=→

−

32143421

d) CH 3COOH + OH - → CH 3COO- + H 2 O

53,5 M 01,0

M 10 x 833,5 log76 ,4

] COOH CH [

] COOCH [ log pK pH

M 10 .833,5 M 01,0 final

M 10 x 33,8 M 05 ,0 M 06 ,0 inicial

2

3

3a

2

mL60

M 01,0 .mL50

3

mL60

M 3,0 .mL10

mL60

M 072 ,0 .mL50

=

+=

+=

−−

−

−4 4 34 4 21321321





6.a) 2-(NH 4 )2 SO4 → 2 NH 4+ + SO4

0,05 M - 0,100 M 0,05 M

pK a (HSO4- /SO42- ) = 1,99 ⇒ K a = 1,023293 x 10 -2

pK a´ (NH 4+ /NH 3 ) = 9,24 ⇒ K a´ = 5,754399 x 10 -10

8

a

´ a´

aa

3442 4

´ a34

a4

2 4

10 x 623413,5 K

K K .

K

1K NH HSONH SO

_____ __________ __________ __________

K H NH NH

K

1HSOH SO

−−+−

++

−+−

===+⇔+

+⇔

⇔+

SO42- + NH 4+ ⇔ HSO4- + NH 3

inicial 0,05 M 0,100 M - -

final 0,05 – x 0,100 – x x x (Se establece un equilibrio dado el valor de K)

M 10 x 676393,11.2

)K .005 ,0 ( .1.4 )K .15 ,0 ( K .15 ,0 x

0 K .005 ,0 x .K .15 ,0 x . )K 1(

x K .005 ,0 x .K .15 ,0 x .K

005 ,0 x .15 ,0 x

x

) x 100 ,0 ( . ) x 05 ,0 (

x K

5 2

2

1

2 2

2

2 2

−

≈

=−−±−

=

=−+−⇔

=+−⇔

+−=

−−=

321

SO42- + NH 4+ ⇔ HSO4- + NH 3

final 0,05 – 1,676393 x 10 -5 0,100 – 1,676393 x 10 -5 1,676393 x 10 -5 1,676393 x 10 -5

El valor de pH está dado por cualquiera de los dos equilibrios:

46 ,5 M 10 x 676393,1

M 04998324,0 log99,1

] HSO[

] SO[ log pK pH

5 4

2 4

a2 =

+=

+=

−−

−

46 ,5 M 09998324,0

M 10 x 676393,1log24,9

] NH [

] NH [ log pK pH

5

4

3a =

+=

+=

−

+





7.a)

M 2521,0 L10 x 0 .10

L10 x 7 ,13.M 184,0

V

V .M M

molesmoles:eequivalent puntoel En

HAH A

M 2901,0 L10 x 5

L10 x 3,15 .M 0948 ,0

V

V .M M

molesmoles:eequivalent puntoel En

OH AOH HA

3

3

A

HCl HCl

A

H A

3

3

HA

NaOH NaOH HA

OH HA

2

===⇒

=

→+

===⇒

=

+→+

−

−

−−

+−

+−

−

−

−

−−

b)

M 090756 ,0 L10 x 36 .M 2521,0 V .M

M

M 0092832 ,0 L10 x 100

L10 x 2 .3.M 2901,0

V

V .M M

:I or Amortiguad

3

3inicial Ainicial A

final A

3

3

final HA

inicial HAinicial HAfinal HA

===

===

−

−

−

−

−−

−

L10 x 100 V final A−

84,8 M 0092832 ,0 M 090756 ,0 log85 ,7

] HA[ ] A[ log pK pH a =

+=

+=−

[Amortiguador I] = 0,090756 M + 0,0092832 M = 0,100 M

M 031933,0 L10 x 0 ,15

L10 x 9,1.M 2521,0 V

V .M M

M 092832 ,0 L10 x 0 ,15

L10 x 8 ,4.M 2901,0

V

V .M M

:II or Amortiguad

3

3

final A

inicial Ainicial A

final A

3

3

final HA


===

===

−

−

−

−

−

−−

−

39,7 M 092832 ,0

M 031933,0 log85 ,7

] HA[

] A[ log pK pH a =

+=+=

−

[Amortiguador II] = 0,031933 M + 0,092832 M = 0,124765 M





M 073109,0

L10 x 100

L10 x 29.M 2521,0

V

V .M M

M 072525 ,0 L10 x 100

L10 x 25 .M 2901,0

V

V .M M

:III or Amortiguad

3

3

final A

inicial Ainicial A

final A

3

3

final HA


===

===

−

−

−

−

−

−−

−

8535 ,7 M 072525 ,0

M 073109,0 log85 ,7

] HA[

] A[ log pK pH a =

+=

+=

−

[Amortiguador III] = 0,073109 M + 0,072525 M = 0,145634 M

Amortiguador I II III

Volumen HA (mL) 3,2 4,8 25

Volumen A- (mL) 36 1,9 29

Volumen final (mL) 100 15,0 100

Concentración del amortiguador (M) 0,100 0,1248 0,1456

c) El amortiguador III tendrá la mayor capacidad tamponadora porque es el que posee mayor concentración(0,1456 M) y su pH es prácticamente igual al pK a del par conjugado HA/A-.

8. La disolución buffer en este caso presenta un valor de pH igual al valor de pK a del par conjugadoacético/acetato, por lo tanto la concentración de ambas especies en disolución es la misma:

0,1 M = [HAc] + [Ac - ] = 0,05 M + 0,05 M

En 1 L de disolución, habrá 0,05 moles de HAc y 0,05 moles de Ac -.

masa de HAc = 0,05 moles . 60 g.mol -1 = 3 g

Si se parte de ácido acético glacial:

96 g de HAc ---- 100 g de disolución

3 g de HAc ---- x → x = 3,125 g de disolución → mL98 ,2 mL.g048 ,1

g125 ,31disolución == −V

1 mol de Ac - ---- 1 mol de NaAc

→ masa de NaAc = 0,05 moles . 83 g.mol -1 = 4,15 g de acetato de sodio

Disuelvo la masa de acetato de sodio en un pequeño volumen de agua y agrego el volumen calculado dedisolución de ácido acético glacial. Previo al enrase con agua en un matraz aforado, controlo el valor de pH y loajusto eventualmente con alguna disolución concentrada de ácido o base fuerte. Luego, transfiero el volumenresultante a un matraz aforado de 1 L y enraso.





9.a) = 0,1 M . 0,250 L . 118,06 g.mol OH 2 .COONaCH 2 3

masa -1 = 2,9515 g (que corresponde a 0,0250 moles)

A- + H + → HAn0 0,0250 -⊕ x nf 0,0250 – x x

moles10 x 265286 ,9 x

00 ,5 x

x 0250 ,0 log77 ,4

] HA[

] A[ log pK pH

3

a

−

−

=

=

−+=

+=

→ )mL65 ,92 ( L10 x 265286 ,9M 100 ,0

moles10 x 265286 ,9

M

moles 2 3

HCl

HCl HCl

−−

===V

b) Se disuelve en primer lugar la masa de acetato de sodio dihidratado en un pequeño volumen de agua. Seagrega lentamente la disolución de ácido clorhídrico, controlando el valor de pH continuamente hasta que el mismo alcance el valor de 5,00. Se transfiere la disolución a un matraz aforado de 250 mL. Idealmente, el volumen en este instante debería ser cercano al volumen final para que, a la hora del enrase, el valor de pH nosufra variaciones.





REPARTIDO N° 6: Gravimetría y precipitación1. Una muestra de 0.396 g que contiene cloruro de bario dihidratado fue totalmente disuelta en un volumen total de 50.00 mL.

Posteriormente todo el cloruro fue precipitado con una disolución de nitrato de plata y se produjo 0.328 g de cloruro de plata.a. ¿Qué porcentaje de la muestra representa el cloruro de bario dihidratado?b. ¿Qué molaridad corresponde al ión bario en la disolución de partida?c. ¿Qué masa corresponde al agua en la molécula de la muestra original?PM (AgCl) = 143.32 g.mol-1 PM (BaCl2.2H2O) = 244.23 g.mol-1

PM (H2O) = 18.01 g.mol-1

Respuesta:a. 70,57 %.b. 2,29 x 10 -2 M.c. 4,12 x 10 -2 g.

2. Una muestra de 0.886 g que contiene oxalato de calcio (CaC2O4) fue calcinada a alta temperatura hasta una masa constante queresultó ser de 0.614 g. Calcule qué porcentaje de CaC2O4 está presente en la muestra.

Reacción gravimétrica: CaC2O4 → ∆ CaO (s) + CO2 (g) + CO (g) PM (CO) = 28.01 g.mol-1

PM (CO2) = 44.01 g.mol-1 PM (CaC2O4) = 128.10 g.mol-1

Respuesta: 54,60 %

3. Al mentol le corresponde la fórmula molecular C10H20O. Una muestra de 0.1105 g que contiene mentol se analiza por combustión

obteniéndose 0.2829 g de dióxido de carbono y 0.1159 g de agua.a. Determine la pureza del mentol en la muestra.b. Determine el porcentaje de oxígeno presente en la muestra.

Reacción gravimétrica: C10H20O + O2 CO → ∆ 2 (g) + H2O (g) PM (CO2) = 44.01 g.mol-1 PM (H2O) = 18.01 g.mol-1 PM (C10H20O) = 156.27 g.mol-1

Respuesta:a. 90,91 %.b. 9,30 %.

4. La sosa para lavar tiene la fórmula molecular Na2CO3 . x H2O. Una muestra de 2.558 g de sosa pura, de hidratación desconocida, secalienta a 125 °C hasta obtener una masa constante de 0.948 g que corresponde al carbonato de sodio anhidro. Determine el valorde x. PM (Na2CO3) = 105.99 g.mol-1

Respuesta: Na2 CO3 .10H 2 O.

5. Una muestra de 27,73 mg contiene solamente cloruro de hierro (II) y cloruro de potasio. Disuelta en agua, requirió 18,49 mL dedisolución de nitrato de plata 0,02237 M para la titulación completa de sus cloruros. Calcule la masa de cloruro de hierro (II) y elporcentaje en masa de hierro en la muestra.PM (Fe) = 55,85 g.mol-1 PM (FeCl2) = 126,75 g.mol-1

PM (KCl) = 74,55 g.mol-1

Respuesta: 17,61 mg de FeCl 2 y 27,98 % de Fe.

6. Se disuelve una muestra de 0.410 g de bromuro de potasio impuro en 25.00 mL de agua y se agregan a la disolución 50.00 mL denitrato de plata 0.0492 N en exceso para precipitar todo el ión bromuro presente en la muestra. De acuerdo al método de Volhard,se requieren 7.50 mL de tiocianato de potasio (KSCN) 0.0600 N para valorar el exceso de plata. Calcule el porcentaje de pureza dela muestra original.PM (KBr) = 119.01 g.mol-1

Respuesta: 58,34 %.

7. Una toma de 0.1719 g de una materia prima determinada que contiene clorato de magnesio se disuelve y todo el clorato se reducea cloruro con un reductor adecuado; el cloruro resultante se titula con una solución de nitrato de plata 0.1020 M, gastándose 15.02mL de dicha disolución. Calcule el porcentaje de magnesio en la materia prima analizada. PA (Mg2+) = 24.31 g.mol-1

Respuesta: 10,83 % de Mg.

8. Para determinar el contenido de cloruro de calcio y de cloruro de hierro (III) en una muestra se procede de la siguiente manera:0.4000 g de muestra se disuelve en amoníaco diluido y se calienta a ebullición. El precipitado obtenido se calcina, obteniéndoseuna masa de óxido de hierro (III) de 0.1090 g.0.6500 g de la misma muestra se disuelve en 100.00 mL, se toma una alicuota de 10.00 mL y se valora con 9.05 mL de nitrato deplata 0.1000 N, formándose cloruro de plata, precipitado de color blanco.Calcule el porcentaje de cloruro de calcio y de cloruro de hierro (III) en la muestra.Datos:PM (Fe2O3) = 159.70 g.mol-1 PM (CaCl2) = 110.99 g.mol-1 PM (FeCl3) = 162.22 g.mol-1

Respuesta: 55,36 % de FeCl 3 y 20,15 % de CaCl 2 .





REPARTIDO N° 6: Gravimetría y precipitación - RESOLUCIÓN

1.a) 143,32 g de AgCl ---- 1 mol

0,328 g ---- x

→ x = 2,288585 x 10 -3 moles de AgCl

1 mol de AgCl ---- 1 mol de Cl - ⇒ 2,288585 x 10 -3 moles de Cl -

1 mol de BaCl 2 .2H 2 O ---- 2 moles de Cl -

x´ ---- 2,288585 x 10 -3 moles de Cl -

→ x´= 1,144292 x 10 -3 moles de BaCl 2 .2H 2 O

244,23 g de BaCl 2 .2H 2 O ---- 1 mol x´´ ---- 1,144292 x 10 -3 moles de BaCl 2 .2H 2 O

→ x´´= 0,279471 g de BaCl 2 .2H 2 O

0,396 g ---- 100 % de muestra0,279471 g ---- x´´´

→ x´´´= 70,57 % de BaCl 2 .2H 2 O en la muestra

b) 1 mol de BaCl 2 .2H 2 O ---- 1 mol de Ba2+

→ M 10 x 288584,2 L10 x 50

moles10 x 144292 ,1 2

3

3

2 Ba

−

−

−

+==M

c) 1 mol de BaCl 2 .2H 2 O ---- 2 moles de H 2 O1,144292 x 10 -3 moles ---- x

→ x = 2,288584 x 10 -3 moles de H 2 O

1 mol de H 2 O ---- 18,01 g2,288584 x 10 -3 moles ---- x´

→ x´= 4,121740 x 10 -2 g de H 2 O

2. Dos de los tres productos son gaseosos, por lo tanto:

0,886 - 0,614 = 0,272 g de mezcla gaseosa

1 mol de mezcla gaseosa = 1 mol de CO2 + 1 mol de CO

1 mol de mezcla gaseosa = 44,01 g.mol -1 de CO2 + 28,01g.mol -1 de CO = 72,02 g

1 mol de mezcla gaseosa ---- 72,02 g x ---- 0,272 g

→ x = 3,776729 x 10 -3 moles de mezcla gaseosa

1 mol de mezcla gaseosa contiene 1 mol de CO2 y 1 mol de CO, por lo que la reacción gravimétrica produjo:





→ 3,776729 x 10 -3 moles de CO2

→ 3,776729 x 10 -3 moles de CO

Tomo uno de los dos productos, por ejemplo el CO2 :

1 mol de CO2 se produjo a partir de 1 mol de CaC 2 O4

→ la muestra contiene 3,776729 x 10 -3 moles de CaC 2 O4

1 mol de CaC 2 O4 ---- 128,10 g.mol -13,776729 x 10 -3 moles de CaC 2 O4 ---- x

→ x = 0,483799 g de Ca2 C 2 O4

0,886 g ---- 100 % de muestra0,483799 g ---- x´

→ x´= 54,60 % de Ca2 C 2 O4 en la muestra

3. La combustión completa del mentol produce CO2 y H 2 O.

a) Todo el carbono del CO2 proviene del mentol:

44,01 g ---- 1 mol de CO2 0,2829 g ---- x

→ x = 6,428085 x 10 -3 moles de CO2

C 10 H 20 O +

2

29O2 10 CO → ∆ 2 (g) + 10 H 2 O (g)

1 mol de C 10 H 20 O ---- 10 moles de CO2 x´ ---- 6,428085 x 10 -3 moles de CO2

→ x´ = 6,428085 x 10 -4 moles de C 10 H 20 O

1 mol de C 10 H 20 O ---- 156,27 g6,428085 x 10 -4 moles ---- x´´

→ x´´= 0,100452 g de C 10 H 20 O

0,1105 g ---- 100 % de muestra0,100452 g ---- x´´´

→ x´´´= 90,91 % de C 10 H 20 O en la muestra

b) El mentol contiene sólo C, H y O.

Se sabe que se produjo 6,428085 x 10 -3 moles de CO2 , por lo tanto el mentol contiene 6,428085 x 10 -3 molesde C.

El H del mentol sólo lo contiene el H 2 O producida, por lo tanto:





1 mol de H 2 O ---- 18,01 g x ---- 0,1159 g

→ x = 6,435314 x 10 -3 moles de H 2 O

1 mol de H 2 O contiene 2 moles de H

→ 1,287063 x 10 -2 moles de H que provinieron del mentol

mentol el enOdeg01027196 ,0 01297231,0 07720773,0 100452 ,0 m

mH deg01297231,0 C deg07720773,0 m

mmmm

O

O

1mol .g0079,1.moles2 10 x 287063,11mol .g011,12 .moles310 x 428085 ,6

O20 H 10 C

OH C O20 H 10 C

=−−=

++=

++=

−−−−4 4 4 34 4 4 214 4 4 34 4 4 21

0,1105 g ---- 100 % de muestra0,01027196 g ---- x´

→ x´= 9,295891 % de O en la muestra

4. Na2 CO3 . x H 2 O Na → ∆ 2 CO3 + x H 2 O2,558 g 0,948 g

g610 ,1948 ,0 558 ,2 m O2 H =−=

1 mol de H 2 O ---- 18 g x ---- 1,610 g

→ x = 8,944444 x 10 -2 moles de H 2 O

1 mol de Na2 CO3 ---- 105,99 g x´ ---- 0,948 g

→ x´= 8,944240 x 10 -3 moles de Na2 CO3

8,944240 x 10 -3 moles de Na2 CO3 ---- 8,944444 x 10 -2 moles de H 2 O1 mol de Na2 CO3 ---- x´´ moles de H 2 O

→ x´´= 10 moles de H 2 O

→ Na2 CO3 . 10 H 2 O

5. En primer lugar, se sabe que la estequiometría de la reacción entre el nitrato de plata y los cloruros que aportanel cloruro de potasio y el cloruro ferroso es 1:1 :

AgNO3 + Cl - totales → AgCl + NO3-





KCl Cl 2 FeCl Cl Ag

totalesCl Ag

molesmolesmoles

molesmoles

−−+

−+

+=

=

1 mol de FeCl 2 ---- 2 moles de Cl - ⇒ moles 2 FeCl

2 FeCl Cl

moles.2 =−

1 mol de KCl ---- 1 mol de Cl - ⇒ KCl

KCl Cl molesmoles =−

moles10 x 136213,4M 02237 ,0 .L10 x 49,18 molesmoles.2 moles 43

KCl 2 FeCl Ag

−−+ ==+= (1)

Por otro lado, la muestra inicial de 27 mg está solamente compuesta por las dos sales de cloruro, por lo tanto:

)2 ( moles.mol .g55 ,74moles.mol .g75 ,126 g10 x 73,27

moles.PM moles.PM g10 x 73,27

mmg10 x 73,27

KCl 1

2 FeCl 13

KCl KCl 2 FeCl 2 FeCl 3

KCl 2 FeCl 3

−−−

−

−

+=

+=

+=

moles10 x 389472 ,1moles

moles.35 ,22 10 x 105470 ,3

moles.10 ,14910 x 083547 ,3moles.75 ,126 10 x 73,27

)moles.2 10 x 136213,4( .55 ,74moles.75 ,126 10 x 73,27

moles.55 ,74moles.75 ,126 10 x 73,27

moles.2 10 x 136213,4moles10 x 136213,4molesmoles.2

4

2 FeCl

2 FeCl 3

2 FeCl 2

2 FeCl 3

2 FeCl

4

2 FeCl

3

KCl 2 FeCl 3

2 FeCl 4

KCl 4

KCl 2 FeCl

−

−

−−

−−

−

−−

=⇔

−=−⇔

−+=⇔

−+=→

+=

−=⇔=+

1 mol de FeCl 2 ---- 126,75 g1,389472 x 10 -4 moles ---- x

→ x = 1,761156 x 10 -2 g de FeCl 2 (17,61 mg)

1 mol de FeCl 2 ---- 1 mol de Fe → 1,389472 x 10 -4 moles de Fe

1 mol de Fe ---- 55,847 g1,389472 x 10 -4 moles ---- x´

→ x´= 7,759784 x 10 -3 g de Fe





27,73 x 10 -3 g ---- 100 % de muestra7,759784 x 10 -3 g de Fe ---- x´´

→ x´´= 27,98 % de Fe en la muestra

6. KBr + AgNO3 → AgBr + KNO3

AgNO3 + KSCN → AgSCN + KNO3

muestralaenKBr deesequivalent 10 x 01,2 eqeq

esequivalent 10 x 01,2 10 x 5 ,410 x 46 ,2 eqeqeq

esequivalent 10 x 5 ,4L10 x 50 ,7 .N 0600 ,0 eqeq

esequivalent 10 x 46 ,2 L10 x 00 ,50 .N 0492 ,0 eq

3KBr 3 AgNOtesreaccionan

343

3 AgNOexceso3 AgNOtotales3 AgNOtesreaccionan

43KSCN 3 AgNOexceso

33

3 AgNOtotales

−

−−−

−−

−−

==

=−=−=

===

==

Las estequiometrías de las dos reacciones precedentes son 1:1, por lo tanto:

eq de KBr = moles de KBr = 2,01 x 10 -3 moles de KBr

1 mol de KBr ---- 119,01 g2,01 x 10 -3 moles ---- x

→ x = 2,392101 x 10 -1 g de KBr en la muestra

0,410 g ---- 100 % de muestra0,2392101 g ---- x´´

→ x´´= 58,343927 % de KBr en la muestra

7. Mg(ClO3 )2 se reduce a MgCl 2

MgCl 2 + 2 AgNO3 → 2 AgCl + Mg(NO3 )2

moles de AgNO3 reaccionantes = 0,1020 M . 15,02 x 10 -3 L = 1,532040 x 10 -3 moles

2 moles de AgNO3 ---- 1 mol de MgCl 2

1,532040 x 10 -3 moles ---- x

→ x = 7,6602 x 10 -4 moles de MgCl 2

1 mol de MgCl 2 ---- 1 mol de Mg(ClO3 )2 ---- 1 mol de Mg2+

→ 7,6602 x 10 -4 moles de Mg2+





1 mol de Mg2+ ---- 24,31 g7,6602 x 10 -4 moles ---- x´

→ x´= 1,862146 x 10 -2 g de Mg2+ en la muestra

0,1719 g ---- 100 % de muestra

1,862146 x 10 -2

g ---- x´´

→ x´´= 10,832728 % de Mg2+ en la muestra

8. A partir de 0,400 g de muestra que contiene CaCl 2 y FeCl 3, se obtiene 0,1090 g de Fe2 O3 luego de unacalcinación:

1 mol de Fe2 O3 ---- 159,70 g x ---- 0,1090 g

→ x = 6,825297 x 10 -4 moles de Fe2 O3

Todo el hierro presente en el óxido férrico provino del cloruro correspondiente, por lo tanto:

1 mol de Fe2 O3 ---- 2 moles de FeCl 3 6,825297 x 10 -4 moles ---- x´

→ x´= 1,365059 x 10 -3 moles de FeCl 3

1 mol de FeCl 3 ---- 162,22 g1,365059 x 10 -3 moles ---- x´´

→ x´= 0,2214399 g de FeCl 3

0,400 g ---- 100 % de la muestra

0,2214399 g ---- x´´

→ x´´= 55,36 % de FeCl 3 en la muestra

A partir de 0,6500 g de la misma muestra disuelta en 100,00 mL, se determinan los cloruros totales medianteuna titulación argentométrica en una alícuota de 10,00 mL:

tomademL100 entotalesCl

3

2 CaCl Cl 3FeCl Cl

2 CaCl Cl 3FeCl Cl tomademL100 entotalesCl tomademL100 entotalesCl

3


43

tomademL10 enCl

tomademL10 enCl Ag

moles10 x 05 ,9molesmoles

molesmolesmoleseq

esequivalent 10 x 05 ,9eq

:totanloPor

esequivalent 10 x 05 ,9N 1000 ,0 .L10 x 05 ,9eq

eqeq

−−

−−

−−−−

−−

−−

−

−+

=+

+==

=

==

=





Para determinar los cloruros que aporta el cloruro férrico, se emplean los datos de la muestra de 0,400 g:

0,400 g ---- 1,365059 x 10 -3 moles de FeCl 3 0,6500 g ---- x

→ x = 2,218221 x 10 -3 moles de FeCl 3 en 0,6500 g de muestra

1 mol de FeCl 3 ---- 3 moles de Cl - 2,218221 x 10 -3 moles ---- x´

→ x´= 6,654663 x 10 -3 moles de Cl - que aporta el FeCl 3 en 0,6500 g de muestra

moles10 x 395337 ,2 moles

moles10 x 05 ,9molesmoles10 x 654663,6

moles10 x 05 ,9molesmoles

3

2 CaCl Cl


3

2 CaCl Cl

3


3

2 CaCl Cl 3FeCl Cl

−−

−−

−−

−−

−−

=⇒

=+

=+

2 moles de Cl - ---- 1 mol de CaCl 2 2,395337 x 10 -3 moles ---- x´´

→ x´´= 1,197668 x 10 -3 moles de CaCl 2 en 0,6500 g de muestra

1 mol de CaCl 2 ---- 110,99 g1,197668 x 10 -3 moles ---- x´´´

→ x´´´= 0,1329292 g de CaCl 2 en 0,6500 g de muestra

0,6500 g ---- 100 % de la muestra0,1329292 g ---- x´´´´

→ x´´´´= 20,45 % de CaCl 2 en la muestra





REPARTIDO N° 7: Titulaciones complejométricas

1. 50.0 mL de una disolución que contiene ión níquel (Ni2+) se trata con 25 mL de EDTA 0.050 M para complejar todo el Ni 2+ ydejar un exceso de EDTA en la disolución. Dicho exceso se titula por retroceso y para ello se requieren 5.00 mL de ión zinc(Zn2+) 0.050 M. ¿Cuál es la concentración de Ni2+ en la disolución original?

Respuesta: 0,02 M.

2. Para titular 50.0 mL de una disolución de 500 mL que contiene 0.450 g de sulfato de magnesio, se requieren 37.6 mL de una

disolución de EDTA. ¿Cuántos miligramos de carbonato de calcio reaccionarán con 1.00 mL de la disolución anterior?PM (MgSO4) = 120.376 g.mol-1

PM (CaCO3) = 100.088 g.mol-1

Respuesta: 0,9951mg.

3. Se desea determinar la concentración de una disolución de un metal M2+ para lo cual se dispone de una disolución deamoníaco y de EDTA como posibles agentes valorantes. Explique qué debe considerar para seleccionar uno de ellos y elija elmás adecuado.

Constantes de formación

[M(NH3)] 2+ = 1 x 104 [M(NH3)2] 2+ = 1 x 103

[M(NH3)3]2+ = 1 x 103

[M(NH3)4] 2+ = 1 x 102

[MEDTA] 2- = 1 x 1019

4. Se diluyeron 0.3265 g de una sal de fosfato de níquel en 100.00 mL de disolución. Se efectuó una valoración, colocándose enun matraz 10.00 mL de una disolución de EDTA, 5.00 mL de la disolución de níquel, 5.0 mL de disolución amortiguadora pH10 y una punta de espátula de NET, obteniéndose un gasto de 2.06 mL de una disolución de sulfato de magnesioheptahidratado 0.01256 M. Una toma de 10.03 mL de la disolución de EDTA se estandarizó obteniéndose un gasto de 7.98mL de la misma disolución de sulfato de magnesio heptahidratado. Determine la pureza de la sal de fosfato de níquel.PM (Ni3(PO4)2)= 366,068 g.mol-1

Respuesta: 55,35 %.

5. El ión potasio contenido en una muestra de 250.0 mL de agua mineral se precipitó con tetrafenilborato de sodio:

K + + B(C6H4)4- → KB(C6H5)4 (s)

El precipitado se filtró, se lavó y se redisolvió en un disolvente orgánico. Se añadió un exceso del quelatomercurio (II) - EDTA:

4 HgY 2- + B(C6H4)4- + 4 H2O → H3BO3 + 4 C6H5Hg+ + 4 HY 3- + OH-

El EDTA liberado se tituló con 29.64 mL de Mg2+ 0.05881 M. Calcule la concentración de K + en partes por millón.PA (K) = 39.102 g.mol-1

Respuesta: 68,16 ppm de K +.

6. El cromel es una aleación formada por níquel, hierro y cromo. Una muestra de 0.6472 g se disolvió y se diluyó hasta 250.0mL. Al mezclar una alícuota de 50.00 mL de EDTA 0.05182 M con 50.00 mL de muestra diluida, se quelaron los tres iones,necesitándose 5.11 mL de disolución de cobre (II) 0.06241 M en una titulación por retroceso. El cromo en una segundaalícuota de 50.00 mL se enmascaró con la adición de hexametilentetramina; la titulación del hierro y níquel requirió 36.28 mLde EDTA 0.05182 M. El hierro y el cromo se enmascaron con pirofosfato en una tercera alícuota de 50.00 mL, y el níquel setituló con 25.91 mL de la disolución de EDTA. Calcule los porcentajes de los tres metales en la aleación.

Respuesta: 59,09 % de Ni ; 23,65 % de Fe ; 17,26 % de Cr.

7. Una muestra de orina de 24 horas se diluyó hasta 2 L. Después de ajustar el pH de la disolución a 10, se tituló una alícuotade 10.00 mL con 26.81 mL de una disolución de EDTA 0.003474 M. El calcio de una segunda alícuota de 10.00 mL seprecipitó como oxalato de calcio (CaC2O4), se redisolvió en ácido y se tituló con 11.63 mL de la misma disolución de EDTA. Sise considera que en la orina de un paciente normal, los valores de calcio y magnesio están entre los 50 y 400 mg y entre los15 y 300 mg respectivamente, ¿la muestra de orina corresponde a un paciente normal?PA (Mg) = 24.305 g.mol-1 PA (Ca) = 40.08 g.mol-1

Respuesta: 256,35 mg de Mg y 323,87 mg de Ca ⇒ paciente normal.

8. 50.0 mL de una disolución que contiene Ni+2 y Zn+2 se trata con 25 mL de EDTA 0.0452 M a fin de complejar todo el metal endisolución. El exceso de EDTA sin reaccionar requiere 12.4 mL de disolución de Mg+2 0.0123 M para que reaccionecompletamente. A continuación, se añade un exceso de 2,3-dimercapto-1-propanol para desplazar el EDTA de su complejocon zinc. Se requiere un volumen adicional de 29.2 mL de la misma disolución de Mg+2 para reaccionar con el EDTA liberado.Calcule la molaridad de Ni+2 y Zn+2 en la disolución de partida.

Respuesta: [Zn2+ ] = 7,18 mM ; [Ni 2+ ] = 12,37 mM.





REPARTIDO N° 7: Titulaciones complejométricas - RESOLUCIÓN

1. 33totalesEDTA 10 x 25 ,1M 050 ,0 .L10 x 25 moles −− ==

La estequiometría en la formación de complejos entre el EDTA y los cationes metálicos es 1:1, por lo tanto:

M 02 ,0 L10 x 0 ,50

moles10 x 1M

moles10 x 1molesmoles

moles10 x 110 x 5 ,2 10 x 25 ,1molesmolesmoles

moles10 x 5 ,2 M 050 ,0 .L10 x 00 ,5 molesmoles

3

3

2 Ni

32 Ni ] 2 Ni EDTA[ complejo

343excesoEDTAtotalesEDTA ] 2 Ni EDTA[ complejo

432 ZnexcesoEDTA

==

==

=−=−=

===

−

−

+

−++−

−−−+−

−−+

2. 500 mL ---- 0,450 g50 mL ---- x → 0,0450 g

→ M 10 x 476573,7 L10 x 0 ,50 .mol .g376 ,120

g0450 ,0 M 3

31MgSO4

−−−

==

La estequiometría en la formación de complejos entre el EDTA y el Mg2+ es 1:1, por lo tanto:

M 10 x 942251,9mL6 ,37

mL0 ,50 .M 10 x 476573,7 V

V .M M

molesmoles

33

EDTA

MgSOMgSOEDTA

EDTAMgSO

44

4

−− ===

=

De igual modo, la estequiometría en la formación de complejos entre el EDTA y el Ca2+ es 1:1, por lo tanto:

)mg9951,0 ( g10 x 9510000 ,9mol .g088 ,100 .L10 x 00 ,1.M 10 x 942251,9m

PM .V .M m

molesmoles

4133CaCO

CaCOEDTAEDTACaCO

EDTACaCO

3

33

3

−−−− ==

=

=

3. 19f

2 42 10 x 1K ] MY [ Y M =⇔+ −−+

[ ]

[ ] [ ]

[ ] [ ]

[ ] [ ] 42

4332

33

32

3332

2 3

2 2

2 332

3

12

332

K )NH ( M NH )NH ( M



K )NH ( M NH M

++

++

++

++

⇔+

⇔+

⇔+

⇔+

_______________________________________

[ ] 12 432 1

2 433

2 10 x 1K .K .K .K )NH ( M NH 4M ==⇔+ ++ β

La constante de formación del complejo metal – EDTA es 10 7 veces mayor que la constante de formación

global del complejo metal – amoníaco, por lo que el agente valorante más adecuado es el EDTA.





4. M 10 x 992901,9mL03,10

mL98 ,7 .M 01256 ,0

T

G.M M 3

EDTA

O2 H 7 .4MgSOO2 H 7 .4MgSOEDTA

−===

moles10 x 992901,9M 10 x 992901,9.L10 x 00 ,10 moles 5 33totalesEDTA

−−− ==

moles10 x 481108 ,1moles

moles10 x 405541,7 molesmoles

10 x 58736 ,2 10 x 992901,9molesmolesmoles

moles10 x 58736 ,2 M 01256 ,0 .L10 x 06 ,2 molesmoles

3

tomademL100 en2 Ni

5

tomademL5 en2 Ni tomademL5 en ] 2 Ni EDTA[ complejo

5 5 excesoEDTAtotalesEDTAtomademL5 en ] 2 Ni EDTA[ complejo

5 3

2 MgexcesoEDTA

−+

−++−

−−+−

−−

+

=⇒

==

−=−=

===

3 moles de Ni 2+ ---- 1 mol de Ni 3(PO4 )2

1,481108 x 10 -3 moles ---- x

→ x = 4,937027 x 10 -4 moles de Ni 3(PO4 )2

1 mol de Ni 3(PO4 )2 ---- 366,068 g4,937027 x 10 -4 moles ---- x´

→ x´= 0,1807288 g de Ni 3(PO4 )2

0,3265 g ---- 100 % de la sal 0,1807288 g ---- x´´

→ x´´= 55,35 % de Ni 3(PO4 )2 en la sal.

5. moles10 x 743128 ,1L10 x 64,29.M 05881,0 molesmoles 332 Mg )3HY ( liberadoEDTA

−−+− ===

4 moles de HY 3- ---- 1 mol de B(C 6 H 4 )4- ---- 1 mol de K + 1,743128 x 10 -3 moles ---- x

→ x = 4,357820 x 10 -4 moles de K +

250 mL ---- 4,357820 x 10 -4 moles10 6 mL ---- x´

→ x´= 1,743128 moles de K + en 10 6 mL de disolución

1 mol de K + ---- 39,102 g1,743128 moles ---- x´´

→ x´´= 68,159791 g de K + en 10 6 mL de disolución ( ≈ 10 6 g de disolución) ⇒ 68,16 ppm





6. moles10 x 591,2 M 05182 ,0 .L10 x 00 ,50 moles 33totalesEDTA

−− == ---

moles moles10 x 189151,3M 06241,0 .L10 x 11,5 moles 432 Cu excesoEDTA

−−+ ===

_________________________________________________________________________

)1( moles10 x 272085 ,2 molesmolesmoles ) A(

) A( molesmolesmoles

3mL50 en2 Ni 3Cr 2 Fe

mL50 en ] 2 Ni EDTA[ complejo ] 3Cr EDTA[ complejo ] 2 FeEDTA[ complejo

−+++

+−+−+−

=

++=

++

El cromo se enmascara en una segunda alícuota, por lo tanto:

)2 ( moles10 x 880030 ,1M 05182 ,0 .L10 x 28 ,36 molesmoles 33mL50 en2 Ni 2 Fe

−−++ ==

+

El hierro y el cromo se enmascaran en una tercera alícuota, por lo tanto:

)3( moles10 x 342656 ,1M 05182 ,0 .L10 x 91,25 moles 33

mL50 en2 Ni

−−+ ==

moles10 x 373740 ,5 )3( )2 ( moles

moles10 x 920550 ,3 )2 ( )1( moles

4

mL50 en2 Fe

4

mL50 en3Cr

−+

−+

=−=⇒

=−=⇒

2,272085 x 10 -3 moles ---- 100 %1,342656 x 10 -3 moles ---- x

→ x = 59,09 % de níquel presente en la aleación

2,272085 x 10 -3 moles ---- 100 %3,920550 x 10 -4 moles ---- x´

→ x´= 17,26 % de cromo presente en la aleación

2,272085 x 10 -3 moles ---- 100 %5,373740 x 10 -4 moles ---- x´´

→ x´´= 23,65 % de hierro presente en la aleación

7. A partir de la segunda alícuota de 10 mL, se puede determinar los moles de Ca2+ ya que el mismo fue precipitado totalmente como oxalato de calcio y finalmente redisuelto para su determinación con EDTA:

moles10 x 040262 ,4M 10 x 474,3.L10 x 63,11molesmoles 5 33EDTA2 Ca

−−+ ===

10 x 10 -3 L ---- 4,040262 x 10 -5 moles de Ca2+ 2 L ---- x

→ x = 8,080524 x 10 -3 moles de Ca2+en 2 L de orina

1 mol de Ca ---- 40,08 g8,080524 x 10 -3 moles ---- x´





→ x´= 0,3238674 g de Ca2+ (323,87 mg)

moles10 x 273532 ,5 moles

moles10 x 040262 ,4M 10 x 474,3.L10 x 81,26 moles

molesmolesmoles

5

mL10 en2 Mg

5 33

mL10 en2 Mg

] 2 CaEDTA[ complejototalesEDTAmL10 en2 Mg

−+

−−−+

+−+

=

−=

−=

10 x 10 -3 L ---- 5,273532 x 10 -5 moles de Mg2+ 2 L ---- x

→ x = 1,054706 x 10 -2 moles de Mg2+en 2 L de orina

1 mol de Mg ---- 24,305 g

1,054706 x 10 -3 moles ---- x´

→ x´= 0,2563463 g de Mg2+ (256,35 mg)

⇒ La muestra de orina corresponde a un paciente normal

8. moles10 x 13,1M 0452 ,0 .L10 x 00 ,25 moles 33totalesEDTA

−− ==

---

moles moles10 x 5252 ,1M 0123,0 .L10 x 4,12 moles 432 MgexcesoEDTA

−−+ ===

_________________________________________________________________________

moles10 x 7748 ,9molesmoles ) A(

) A( molesmoles

4mL50 en2 Ni 2 Zn

mL50 en ] 2 Ni EDTA[ complejo ] 2 ZnEDTA[ complejo

−++

+−+−

=

+=

+

Los moles de Zn2+ se pueden determinar a partir de los moles de EDTA desplazados:

moles10 x 1832 ,6 )B( ) A( moles

)B( moles10 x 5916 ,3M 0123,0 .L10 x 2 ,29molesmolesmoles

4

mL50 en2 Ni

432 MgmL50 en2 ZndesplazadoEDTA

−+

−−++

=−=⇒

====

33

4

2 Zn10 x 1832 ,7

L10 x 50

moles10 x 5916 ,3M −

−

−

+ == M 10 x 23664,1L10 x 50

moles10 x 1832 ,6 M 2

3

4

2 Ni

−−

−

+ ==





REPARTIDO N° 8: Titulaciones redox

1. Los grupos nitro (NO2) de la nitroglicerina, C3H5O3(NO2)3, son reducidos cuantitativamente en medio alcalino poruna disolución titanosa dando como producto C3H5O3(NH2)3. Una muestra de 1.000 g de esta sustancia fue disueltaen metanol hasta un volumen de 100.00 mL. Una alícuota de 10.0 mL fue tratada entonces con 25.0 mL dedisolución de cloruro de titanio (III) 0.0509 N. El exceso de ión titanoso fue valorado por retroceso con 10.6 mL deuna disolución de hierro (III) 0.0906 N. Calcule el porcentaje en masa de nitroglicerina en la muestra.PM (C3H5O3(NO2)3) = 227.082 g.mol-1. El ión titanoso (Ti3+) se oxida a ión titánico (Ti4+).

Respuesta: 3,94 %.

2. Se desea determinar la molaridad de una disolución de peróxido de hidrógeno para lo cual se valora en medioácido 10.00 mL de la misma con una disolución de permanganato de potasio, obteniéndose un gasto de 8.32 mL. Anteriormente, una toma de 5.00 mL del agente titulante se valoró con ácido oxálico dihidratado, consumiéndosede este último la misma cantidad de equivalentes que neutralizan una alícuota de 10.00 mL de hidróxido depotasio 0.067 N. En medio ácido: MnO4

- + H2O2 → Mn 2+ + O2


3. Cuando se hacen pasar 25.00 mL de una disolución problema a través de un reductor de Jones, el molibdato(MoO4

2-) se convierte en el catión molibdeno (III). El filtrado requiere en medio ácido 16.43 mL de disolución depermanganato 0.01033 M para alcanzar el punto final. Halle la molaridad del molibdato en la disolución original.En medio ácido: MnO4

- + Mo3+ → Mn2+ + MoO22+


4. En una industria de jugos envasados, se desea conocer la concentración de 50 mL de una disolución de glucosadesconocida. El análisis de la misma (y de otros azúcares reductores) se llevó a cabo allí utilizando una titulaciónpor retroceso con triyoduro. Se agregó a la disolución de glucosa un volumen en exceso de 75.00 mL de disoluciónpatrón de triyoduro 0.328 M en medio alcalino. La disolución resultante se acidificó y el exceso de triyoduro setituló con 18.27 mL de disolución de tiosulfato patrón 0.528 M. Calcule la molaridad de la disolución original.En medio alcalino: Glucosa (C6H12O6) / Gluconato ( C6H11O7

- ) , Triyoduro ( I3- ) / Ioduro ( I- )

En medio ácido: Tiosulfato (S2O32-) / Tetrationato (S4O6

2-) , Triyoduro ( I3- ) / Ioduro ( I- )


5. Una disolución acuosa de glicerol (C3H8O3) de 100.00 mg se hace reaccionar con 50.00 mL de ión cerio (IV) 0.0837M en ácido perclórico 4 M a 60°C durante 15 minutos con el fin de oxidar el glicerol a ácido fórmico (HCOOH).Para alcanzar el punto final con la ferroína en la titulación del exceso de titulante, se requieren 12.11 mL de ión

ferroso 0.0448 M. ¿Cuál es el porcentaje en masa de glicerol en la muestra problema?PM (C3H8O3) = 92.093 g.mol-1.En medio ácido: C3H8O3 + Ce4+ → HCOOH + Ce3+

Respuesta: 41,93 %.

6. Una muestra de 0.500 g de un meteorito se disuelve en ácido dando la siguiente reacción:

Fe3O4 (magnetita) + 8 H+ → 4 H2O + 2 Fe3+ + Fe2+

La valoración de la disolución consume 15.00 mL de permanganato de potasio 0.1200 N. Calcule el porcentaje demagnetita (óxido mixto de hierro (II) y hierro (III)) en la muestra. PM (Fe3O4) = 231.537 g.mol-1.

Respuesta: 83,35 %.

7. Una muestra de 0.1462 g de alambre de hierro puro fue disuelta en ácido de manera que todo el hierro fueconvertido en hierro (II). La disolución resultante de ión ferroso requirió 30.62 mL de disolución de dicromato depotasio para su titulación. Calcule la molaridad de la disolución de dicromato de potasio.PA (Fe) = 55.847 g.mol-1.En medio ácido: Cr2O7

2- + Fe2+ → Cr3+ + Fe3+


8. Una muestra de 0.9500 g de mineral de vanadio (óxido de vanadio (V)) se disuelve en ácido y se pasa por unreductor de Jones. El vanadio reducido se recoge sobre alumbre férrico en exceso:

V2+ + 2 Fe3+ + H2O → VO2+ + 2 Fe2+ + 2 H+

El VO2+ y el hierro (II) obtenidos se valoran con 27.10 mL de permanganato de potasio 0.09250 N. Calcule elporcentaje de óxido de vanadio (V) en el mineral. PM (V2O5) = 181.879 g.mol-1. En medio ácido: VO2+ → VO3

-.

Respuesta: 8 %.





REPARTIDO N° 8: Titulaciones redox - RESOLUCIÓN

1.

−+

−+

+

−++

−

−+

−

++→++

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

+→

+→++

OH 18 Ti 18 )NH ( OH C )NO( OH C Ti 18 OH 12

18 . )eTi Ti (

OH 18 )NH ( OH C )NO( OH C OH 12 e18

4

6

32 35 3

12

32 35 33

2

43

6

32 35 3

12

32 35 32

4342143421

4342143421

_

esequivalent 10 x 6036 ,9N 0906 ,0 .L10 x 6 ,10 eqeq

esequivalent 10 x 2725 ,1N 0509,0 .L10 x 0 ,25 eq

433Feexcesoen3Ti

33

totales3Ti

−−++

−−+

===

==

___________________________________________________________________

g10 x 937854,3m

g10 x 937854,3mol .eq18

mol .g082 ,227 .eq10 x 1214,3

i

PM .eqm

PE .eqmPE

meq

eqesequivalent 10 x 1214,3eq

2 mL100 enrinanitroglice

31

14rinanitroglice

mL10 enrinanitroglicemL10 enrinanitroglice

rinanitroglicerinanitroglicerinanitroglicerinanitroglice

rinanitroglicerinanitroglice

mL10 enrinanitroglice4

rinanitroglicelaredujeronque3Ti

−

−−

−−

−+

=⇒

===

=⇔=

==

1,000 g ---- 100 % de la muestra3,937854 x 10 -2 g ---- x

→ x = 3,937854 % de nitroglicerina en la muestra

2. En el punto equivalente:

eq10 x 7 ,6 L10 x 10 .N 067 ,0 eqeq 43O2 H 2 .4O2 C 2 H KOH

−− ===

Si se consumen 6,7 x 10 -4 equivalentes de H 2 C 2 O4.2H 2 O, en la toma de 5 mL de KMnO4 hay la misma cantidad de equivalentes de KMnO4.

N 111488 ,0 mL00 ,10

mL32 ,8 .N 134,0

T

G.N N

N 134,0 L10 x 00 ,5

esequivalent 10 x 7 ,6 N

2 O2 H

4KMnO4KMnO

2 O2 H

3

4

4KMnO

===⇒

==⇒−

−





{

{ {

OH 8 O5 Mn2 OH 5 H 6 MnO2

5 . )e2 H 2 OOH (

2 . )OH 4Mne5 H 8 OMn(

2 2 2

2 2 4

0

2

2

2 2

2 2

2 4

7

++→++

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

++→

+→++

++−

−+

−

+

+−+−

+321

M 055744,0 2

111488 ,0

i

N M 2 O2 H

2 O2 H ===⇒

3.

{

{

OH 2 MoO5 Mn3H 4Mo5 MnO3

5 . )e3H 4OMoOH 2 Mo(

3. )OH 4Mne5 H 8 OMn(

2 2 2 2 34

2 2

6 2

3

3

2 2

2 4

7

++→++

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

++→+

+→++

++++−

−++

++

+

+

+−+−

+

321

321

3 moles de MnO4- ---- 5 moles de Mo3+ 0,01033 M . 16,43 x 10 -3 L de MnO4- ---- x

→ x = 2,828698 x10 -4 moles de Mo3+

M 01131479,0 L10 x 00 ,25

moles10 x 828698 ,2 M

3

4

molibdato == −

−

4.{ {

{ {

−−−−

−

−

−

−−

−−

+

−

++→++

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

→+

++→+

I 3OH 2 OH C I OH 3OH C

I 3I e2

e2 OH 2 OH C OH 3OH C

2 7 116 36 12 6

31

3

2 7 11

2

6 6 12

0

6

{ {

{ {

−−−−

−

−

−

−−

−−

+

−

+

+→+

−−−−−−−−−−−−−−−−−

→+

+→

I 3OS I OS 2

I 3I e2

e2 OS OS 2

2 6 43

2 32

31

3

2 6

10

42 3

8

2

Se sabe que en el punto equivalente:

2 moles de S 2 O32- ---- 1 mol de I 3- 0,528 M . 18,27 x 10 -3 L de S 2 O32- ---- x

→ x = moles en exceso de I 3- = 4,82328 x 10 -3 moles

moles en exceso de I 3- = moles totales de I 3- - moles de I 3- que reaccionaron con la glucosa





⇔ moles de I 3- que reaccionaron con la glucosa = moles totales de I 3- - moles en exceso de I 3-

moles de I 3-que reaccionaron con la glucosa = 0,328 M . 75,00 x 10 -3 L - 4,82328 x 10 -3 moles

moles de I 3-que reaccionaron con la glucosa = 1,1977672 x 10 -2 moles

Se sabe que en el punto equivalente:

1 mol de C 6 H 12 O6 ---- 1 mol de I 3-

⇒ 1,1977672 x 10 -2 moles de glucosa están presentes en los 50 mL de disolución

⇒ Molaridad de glucosa = 0,3955344 M

5.

{{

+++

+−+

−++

+−

++→++

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

→+

++→+

H 8 Ce8 HCOOH 3OH 3Ce8 OH C

8 . )CeeCe(

e8 H 8 OOH C H 3OH 3OH C

32

438 3

34

6

2

2 38

2

3

876

+−+ →+ 34 CeeCe

−−−−−−−−−−−−−−−−−

+→ −++ eFeFe 32

++++ +→+ 332 4 FeCeFeCe

moles totales de Ce4+ = 0,0837 M . 50,00 x 10 -3 L = 4,185 x 10 -3 moles


1 mol de Ce4+ ---- 1 mol de Fe2+

⇒ moles en exceso de Ce4+ = moles Fe2+ = 0,0448 M . 12,11 x 10 -3 L = 5,42528 x 10 -4 moles

⇒ moles de Ce4+que reaccionaron con el glicerol = 4,185 x 10 -3 - 5,42528 x 10 -4 = 3,642472 x 10 -3 moles


8 moles de Ce4+ ---- 1 mol de C 3H 8 O3 3,642472 x 10 -3 moles ---- x

→ x = 4,55309 x 10 -4 moles de C 3H O3 8

→ masa de C 3H 8 O3 = 4,55309 x 10 -4 moles . 92,093 g.mol -1 = 4,193077 x 10 -2 g

0,100 g ---- 100 % de la muestra4,193077 x 10 -2 g ---- x

→ x = 41,93 %





6.

{

++++−

−++

+

+−+−

+

++→++

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

+→

+→++

32

2 2 4

32

2 2

2 4

7

Fe5 OH 4MnFe5 H 8 MnO

5 . )eFeFe(

OH 4Mne5 H 8 OMn321

equivalentes consumidos de KMnO4 = 0,1200 N . 15,00 x 10 -3 L = 1,8 x 10 -3 eq

moles10 x 8 ,1moleseq

eq10 x 8 ,1eqeq

32 Fe2 Fe

32 Fe4MnO

−++

−+−

==

==

La disolución de 1 mol de Fe3O4 en ácido genera sólo 1 mol de Fe2+

⇒ 1,8 x 10 -3 moles de Fe3O4 hay en el meteorito.

masa de Fe3O4 = 1,8 x 10 -3 moles . 231,537 g.mol -1 = 0,4167666 g

0,500 g ---- 100 %0,4167666 g ---- x

→ x = 83,3533 %

7.

{

++++−

−++

+

+−+−

+

++→++

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

+→

+→++

2 2

32 2 7 2

32

2

6

32 7

12

2

Fe6 OH 7 Cr 2 Fe6 H 14OCr

6 . )eFeFe(

OH 7 Cr 2 e6 H 14OCr 321

0,1462 g de Fe → 2,617867 x 10 -3 moles de Fe


6 moles de Fe2+ ---- 1 mol de Cr 2 O7 2-

2,617867 x 10 -3 moles de Fe3+ ---- x

→ x = 4,363112 x 10 -4 moles de Cr 2 O7 2-

M 10 x 424922 ,1L10 x 62 ,30

moles10 x 363112 ,4M 2

3

4

7 O2 Cr 2 K −

−

−

==





8.

{

{ {

−+++++−

+−+++++−

−+−

+

+

+

−++

+

+−+−

+

+++→+++

++++→++++−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

++→+

+→

+→++

33

2 2 2 2

4

33

2 2

2 2 2

4

34

2 2

3

32

2 2

2 4

7

VO5 eF 10 OH 2 Mn3VO5 eF 10 H 4MnO3

H 20 VO5 eF 10 OH 12 Mn3OH 10 VO5 eF 10 H 24MnO3

5 . )eH 4OV OH 2 OV (

5 . )e2 Fe2 Fe2 (

3. )OH 4Mne5 H 8 OMn( 321


moles10 x 0135 ,5 mol .eq5

eq10 x 50675 ,2

i

eqmoles

i .moleseq

eq10 x 50675 ,2 L10 x 10 ,27 .N 09250 ,0 eq

41

34MnO

4MnO

4MnO4MnO

33

4MnO

−−

−−

−

−−

−−−

===⇔

=

==

De acuerdo a la ecuación redox anterior, se requieren 3 moles de permanganato de potasio para valorar el VO2+ y el Fe2+.

De estos tres moles, sólo un mol es para oxidar el VO2+.

Por lo tanto, para el VO2+, se requiere un tercio de los 5,0135 x 10 -4 moles de KMnO4.

1 mol de MnO4- ---- 5 moles de VO2+

1,671167 x 10 -4 moles ---- x

⇒ x = moles VO2+ = 8,355833 x 10 -4 moles

1 mol de V 2 O5 ---- 2 moles de V 2+ ---- 2 moles de VO2+

x´ ---- 8,355833 x 10 -4 moles

x´ = 4,177917 x 10 -4 moles de V 2 O5

→ masa de V 2 O5 = 4,177917 x 10 -4 moles . 181,879 g.mol -1 = 0,07598754 g

0,9500 g ---- 100 % de la muestra0,07598754 g ---- x´´

→ x´´ ≅ 8 %





REPARTIDO N° 9: Espectrofotometría I

1.a. Indique el valor de absorbancia correspondiente a un valor de T = 45.0 %.b. Si una disolución de concentración 0.0100 M tiene una T = 45.0 % a una longitud de onda dada, ¿cuál será

el valor de transmitancia que corresponde a una disolución 0.0200 M de la misma sustancia?

Respuesta:

a. 0,347.b. 20,25 %.

2. Se toman 15 mg de un compuesto cuya masa molar es 384.63 g.mol-1 para formar 5 mL de disolución.Posteriormente, se toma una alícuota de 1.00 mL de dicha disolución para diluirla en un matraz aforado de 10 mLhasta el enrase.a. Halle la concentración de la muestra en el matraz de 5 mL.b. Determine la concentración de la sustancia en el matraz de 10 mL.c. La muestra de 10 mL se coloca en una celda de b = 0.5000 cm obteniéndose una absorbancia de 0.634 a 495

nm. Determine el valor de la absortividad molar de la sustancia a dicha longitud de onda.

Respuesta:

a. 7,80 x 10 -3 M.b. 7,80 x 10 -4 M.

c. 1625,64 M -1.cm-1.

3. Una cantidad de compuesto cuya masa molar es 292.16 g.mol-1 se disuelve en un matraz aforado de 5 mL. Setoma una alícuota de 1.00 mL de la disolución obtenida, diluyéndola hasta 10 mL. La absorbancia de esta últimadisolución medida en una celda de b = 1.00 cm a 340 nm es de 0.427. La absortividad molar del compuesto a estalongitud de onda es ε = 6130 M-1 cm-1.a. calcule la concentración de la disolución colocada en la celda.b. ¿cuál es la concentración de la disolución preparada inicialmente en el matraz de 5 mL?c. ¿cuántos miligramos de compuesto fueron empleados para preparar la disolución de 5 mL?

Respuesta:

a. 6,97 x 10 -5 M.b. 6,97 x 10 -4 M.c. 1,02 mg.

4. Durante un experimento realizado para determinar la cantidad de tiamina (vitamina B1) en un preparadofarmacéutico, se leyó inadvertidamente en la escala de transmitancia en lugar de hacerlo en la escala deabsorbancia del espectrofotómetro. La primer muestra da una lectura de T1 = 82.2 % y la segunda T2 = 50.7 % ala longitud de onda de máxima absorbancia. ¿Cuál es la relación de concentraciones entre las concentraciones detiamina en ambas muestras?

Respuesta: 3,47.

5. El amoníaco puede ser determinado espectrofotométricamente mediante su reacción con fenol en presencia dehipoclorito, dando lugar a una sustancia de color azul que tiene su absorción máxima a 625 nm. Una muestra de4.37 mg de proteína se digiere químicamente para convertir en amoníaco todo el nitrógeno presente, y al final deltratamiento el volumen de la muestra es de 100.00 mL. Una alícuota de 10.00 mL de esta disolución se trata con5.00 mL de fenol y 2 mL de hipoclorito de sodio, y la muestra se diluye a 50 mL, midiéndose su absorbancia a 625nm en una celda de 1.00 cm de espesor después de 30 minutos. Se prepara también una disolución de referenciapatrón con 1.00 x 10 -2 g de cloruro de amonio disueltos en un litro de agua; una alícuota de 10 mL de esta

disolución patrón se trata de la misma manera que la disolución problema. El blanco se prepara usando aguadestilada en lugar del problema.PM (NH4Cl) = 53.50 g.mol-1 PA (N) = 14.006 g.mol-1

Muestra A 625 nm blanco 0.140

referencia 0.308problema 0.582

a. Calcule la absortividad molar del producto azul.b. Calcule el porcentaje en masa de nitrógeno en la proteína.

Respuesta:

a. 4494 M -1.cm-1.

b. 15,76 %.





6. El ión cobre (I) forma un complejo coloreado con la neocupreína el cual presenta un máximo de absorbancia a 454nm. Dicho complejo puede extraerse con alcohol isoamílico, el cual no es soluble en agua. Suponga que aplica elsiguiente procedimiento: 1) una roca que contiene cobre se pulveriza y los metales se extraen con un ácido fuerte.La disolución ácida se neutraliza con una base, y la disolución resultante se lleva a 250 mL. 2) una alícuota de 10mL de la misma se trata con 10 mL de agente reductor para pasar todo el cobre a ión cuproso, agregándose 10mL de buffer para mantener el pH en un valor adecuado para la formación del complejo. 3) Se toman 15 mL deesta disolución, se agregan 10 mL de neocupreína y 20 mL de alcohol isoamílico. Luego de agitar fuertemente, lasdos fases se separan y el complejo de cobre está en su totalidad en la fase orgánica. Se mide la absorbancia de lafase orgánica a 454 nm en una celda de 1.00 cm. El blanco preparado presenta una absorbancia de 0.056.

a. Si la muestra de roca tiene un miligramo de cobre, ¿cuál es la concentración del mismo presente en la faseorgánica?

b. Si ε = 7.90 x 103 M-1.cm-1 para el complejo, ¿cuál será el valor de absorbancia medido?c. Si se analiza una roca diferente y se obtiene una absorbancia no corregida de 0.874 ¿Cuántos miligramos de

cobre hay en la roca?PA (Cu) = 63.546 g.mol-1

Respuesta:

a. 1,57 x 10 -5 M.b. 0,180.c. 6,58 mg.

7. El ión nitrito se emplea como conservador para el tocino y otros alimentos, generándose una controversia conrelación a su potencial efecto carcinogénico. En una determinación espectrofotométrica de nitrito, se llevan a cabo

una serie de reacciones que concluyen con la formación de un producto coloreado con absorbancia máxima a 520nm. El procedimiento seguido para desarrollar color puede abreviarse de la siguiente manera:1) a 50.00 mL de la disolución problema que contiene nitrito, se le agrega 1.00 mL de disolución de ácidosulfamílico (reacción 1:1).2) luego de 10 minutos, se agregan 2.00 mL de disolución de 1- aminonaftaleno (reacción 1:1) y 1.00 mL dedisolución buffer.3) 15 minutos más tarde, se lee la absorbancia a 520 nm en una celda de b = 5.00 cm.

Con esta técnica se analizan 3 soluciones:

Disolución Volumen y características A 520 A 50 mL de extracto de alimento con cantidad despreciable de nitritos 0.153B 50 mL de extracto de alimento del que se sospecha tiene nitrito 0.622C Idem que B, con el agregado de 10 µL de disolución de NaNO2 7.50 x 10-3 M 0.967

a. Calcule la absortividad molar del producto coloreado.b. ¿Cuántos microgramos de nitrito están presentes en los 50.0 mL del extracto de alimento B?PM (NO2

-) = 46.004 g.mol-1

Respuesta:

a. 49701,71 M -1.cm-1.b. 4,69 µg.

8. El análisis espectrofotométrico de fosfatos puede realizarse mediante el siguiente procedimiento:a) se coloca la toma de muestra en un matraz aforado de 5 mL y se agregan 0.500 mL de disolución de molibdatode sodio y ácido sulfúrico y 0.200 mL de disolución de sulfato de hidrazina, y se diluye casi hasta el enrase conagua destilada.b) la disolución diluida se calienta 10 minutos a 100 ºC, formándose un compuesto azul (ácido 1,2molibdofosfórico).

c) se enfría el matraz, se enrasa con agua destilada y se mide la absorbancia de la disolución resultante a 830 nmempleando una celda de 1.00 cm.a. Al analizar 0.140 mL de disolución patrón de fosfato - KH2PO4 (PM 136.09 g.mol-1) - preparada por disolución

de 81.37 mg del mismo en 500.00 mL de agua, se obtiene una absorbancia de 0.829. Un blanco preparadoen forma idéntica tiene absorbancia 0.017. Halle la absortividad molar del producto coloreado.

b. 0.300 mL de disolución de ferritina (proteína almacenadora de hierro que contiene fosfato) obtenidos pordigestión de 1.35 mg de proteína en 1.00 mL de solvente se analiza con este procedimiento, obteniéndoseuna absorbancia de 0.836. El blanco da una absorbancia de 0.038. Halle el porcentaje en masa de fosfato enla ferritina.PM (PO4

3-) = 94.972 g.mol-1

Respuesta:

a. 24251 M -1.cm-1.b. 1,16 %.





REPARTIDO N° 9: Espectrofotometría I - RESOLUCIÓN

1.a) A = - log T = - log (0,45) = 0,346787

b) A = ε.b.c

A´= ε.b.c´

693575 ,0 M 0100 ,0

M 0200 ,0 .346787 ,0

c

´ c . A´ A

´ c

´ Ab.

c

A===⇔== ε

T = 10 -A = 10 -0,693575 = 0,2025

→ T = 20,25 %

2.

a) M 10 x 799704,7 L10 x 5 .mol .g63,384

g10 x 15 M 3

31

3−

−−

−

==

b) moles iniciales = moles finales M i . V i = M f . V f

M 10 x 80 ,7 mL10

mL1.M 10 x 80 ,7

V

V .M M 4

3

f

i i f

−−

===

c) A = ε.b.c ⇔ 114

cmM 64,1625 M 10 x 80 ,7 .cm5000 ,0

634,0

c .b

A −−−

===ε

3.a) M 10 x 965742 ,6

cmM 6130 .cm000 ,1

427 ,0

b.

Ac 5

11−

−−===

ε

b) moles iniciales = moles finales M i . V i = M f . V f

M 10 x 97 ,6 mL00 ,1

mL10 .M 10 x 97 ,6

V

V .M M 4

5

i

f f i

−−

===

c) m = M . V . PM

m = 6,97 x 10 -4 M . 5 x 10 -3 L . 292,16 g.mol -1 = 1,018178 x 10 -3 g (1,018178 mg)

4. A = - log T

A1 = - log (0,822) = 8,512818 x 10 -2

A2 = - log (0,507) = 0,294992

465269,308512818 ,0 294992 ,0 c c A A 12

12 ===





5.

a) ) patróndisolución( M 10 x 869159,1L1.mol .g50 ,53

g10 x 00 ,1M 4

1

2

Cl NH 4−

−

−

==

A partir de la misma, se lleva a cabo una dilución al 1 / 5 para la reacción de color:

→ M 10 x 738318 ,3mL50

mL10 .M 10 x 869159,1 5 4

f −

−

==M

A corregida = A referencia - A blanco = ε.b.c ⇔ 115

neta cmM 9997 ,4493M 10 x 738318 ,3.cm00 ,1

140 ,0 308 ,0

c .b

A −−−

=−

==ε

b) M 10 x 835336 ,9cmM 4494.cm00 ,1

140 ,0 582 ,0

b.

Ac 5

11

corregidta problemamL50 en problema

−−−

=−

==ε

M 10 x 917668 ,4

mL10

mL50 .M 10 x 835336 ,9c 4

5

mL10 en problema−

−

==

moles10 x 917668 ,4L100 ,0 .M 10 x 917668 ,4moles 5 4NH 3

−− ==

1 mol de NH 3 contiene un mol de N, por lo tanto:

mN = 4,917668 x 10 -5 moles . 14,006 g.mol -1 = 6,887686 x 10 -4 g

4,37 x 10 -3 g de proteína ---- 100%6,887686 x 10 -4 g ---- x

→ x = 15,76 %

6.a) Procedimiento:

1 mg de Cu en 250 mL de disolución (1)

De (1), se toman 10 mL y se llevan a 30 mL – disolución (2) –

De (2), se toman 15 mL y el complejo se extrae totalmente en los 20 mL de fase orgánica.

250 mL ---- 1 mg10 mL ---- x → x = 0,04 mg

30 mL ---- 0,04 mg15 mL ---- x´ → x´= 0,02 mg

Estos 0,02 mg de Cu se encuentran disueltos en los 20 mL de fase orgánica, por lo tanto:

M 10 x 573663,1

L10 x 20 .mol .g546 ,63

g10 x 2 M 5

31

5

Cu −

−−

−

==





b) A corregida = ε.b.c = 7,90 x 10 3 M -1cm-1 . 1,00 cm . 1,573663 x 10 -5 M = 0,124

→ A medida = A blanco + A corregida = 0,056 + 0,124 = 0,180

c) A corregida = A medida – A blanco = 0,874 – 0,056 = 0,818

M 10 x 035443,1cmM 10 x 90 ,7 .cm00 ,1

818 ,0

b.

Ac 4

113orgánicafaselaen−

−−===

ε

m Cu en la fase orgánica = 1,035443 x 10 -4 M . 20 x 10 -3 L . 63,546 g.mol -1 = 1,315965 x 10 -4 g

Esta masa de Cu disuelta en la fase orgánica provino de la extracción realizada a partir de los 15 mL de ladisolución (2):

15 mL ---- 1,315965 x 10 -4 g

30 mL ---- x → x = 2,631930 x 10 -4 g

Esta masa de Cu provino de la alícuota de 10 mL de la disolución (1):

10 mL ---- 2,631930 x 10 -4 g250 mL---- x´

→ x´= 6,579825 x 10 -3 g (6,58 mg)

7. La disolución A puede considerarse como la disolución blanco a los efectos de corregir los valores de

absorbancia medidos:

a) Disolución B: AB corregida = 0,622 – 0,153 = 0,469

Disolución C: AC corregida = 0,967 – 0,153 = 0,814

Las absorbancias son aditivas, por lo tanto:

116 3

3

patrón2 NaNO

final

final

patrón2 NaNO

patrón2 NaNO

patrón2 NaNOBC

cmM 2 ,49689L10 x 10 .M 10 x 5 ,7 .cm5

L10 x )01,0 12 150 ( .345 ,0

moles.b

V .345 ,0

V

moles.b.469,0 814,0

c .b.469,0 814,0

A A A

−−−−

−

=++++

=

=

+=

+=

+=

ε

ε

ε

ε

b) moles10 x 019376 ,1cm5 .cmM 2 ,49689

L10 x 54.469,0 moles 7 11

3

Ben2 NO−

−−

−

− ==





)g69,4( g10 x 689537 ,4mol .g004,46 .moles10 x 019376 ,1m 6 17

Ben2 NOµ−−−

− ==

8.

a) M 10 x 195836 ,1L500 ,0 .mol .g09,136

g10 x 37 ,81M 3

1

3

POKH 42

−−

−

==

M 10 x 348314,3mL5

mL140 ,0 .10 x 195836 ,1

V

V .M M 5

3

f

i i f

4PO2 KH

−−

===

A corregida = A medida – A blanco = 0,829 – 0,017 = 0,812

→ 115

corregidacmM 24251

M 10 x 348314,3.cm00 ,1

812 ,0

c .b

A −−−

===ε

b) A corregida = A medida – A blanco = 0,836 – 0,038 = 0,798

g10 x 562567 ,1mol .g972 ,94.L10 x 5 .M 10 x 290584,3m

M 10 x 290584,3cmM 24251.cm00 ,1

798 ,0

b.

Ac

5 135

ferritinaen34PO

5 11mL5 enferritinaen3

4PO

−−−−−

−−−−

==

===ε

1,35 mg de ferritina ---- 100%0,01562567 mg de PO43- ---- x

→ x = 1,16 % en masa de fosfato en ferritina





REPARTIDO N° 10: Espectrofotometría II

1. Una toma de 25.00 mL de muestra problema que contiene hierro es analizada tratándola con ácido nítrico yhaciéndola reaccionar con un exceso de cianuro de potasio para formar un complejo rojo. La disolución se diluye a100.00 mL y una alícuota de la misma es colocada en una celda de camino óptico variable. Una muestra dereferencia de 10.00 mL cuya [Fe3+] = 6.80 x 10-4 M se trata de la misma forma diluyéndose a 50.00 mL ycolocándose una alícuota de la misma en una celda de 1.00 cm. La disolución problema da la misma absorbanciaque la disolución de referencia cuando se coloca en una celda de 2.48 cm. ¿Cuál es la concentración de hierro en

la muestra problema?


2. La absorbancia de nitrato de cobalto (Co(NO3)2) y nitrato de cromo (Cr(NO3)3) son aditivas sobre el espectrovisible. Se decide analizar una disolución que contiene ambos compuestos. Para ello se escoge dos longitudes deonda: 400 y 505 nm y se emplea una celda de 1 cm para el ensayo. Los resultados son los siguientes: A 400 = 1.167 A 505 = 0.674

Co2+ Cr3+ ε 400 0.530 15.2ε 505 5.07 5.60

Calcule las concentraciones de cromo y cobalto en la mezcla problema.

Respuesta: [Cr 3+ ] = 7,50 x 10 -2 M ; [Co2+ ] = 5,01 x 10 -2 M.

3. Se desea analizar una muestra que contiene los analitos A y B. En el laboratorio se dispone de disoluciones patrónde ambos analitos de concentraciones exactamente conocidas. Luego de un proceso de preparación para el análisisen que la muestra es diluida al décimo, 1 mL de la misma se mide a 425 nm y a 580 nm en una cubeta de 1.00 cmde camino óptico, obteniéndose los datos de la tabla I. Los estándares de laboratorio se someten al mismoprocedimiento. Los resultados obtenidos aparecen en la tabla II. Determine la concentración de A y B en lamuestra.

TABLA I (MUESTRA)Longitud de onda Absorbancia

425 nm 0.095580 nm 0.301

TABLA II (DISOLUCIONES PATRÓN) Analito Molaridad (M) Longitud de onda Absorbancia

A 0.0992 425 nm 0.545580 nm 0.125

B 0.1023 425 nm 0.227580 nm 0.823

Respuesta: [A] = 2,33 X 10 -2 M ; [B] = 3,71 X 10 -1 M.

4. La transferrina (PM 81000 g.mol-1) y la desferrioxamina B (PM 650 g.mol-1) son compuestos incoloros capaces deunirse al Fe3+ formando complejos coloreados en relación 1:2 y 1:1 con longitudes de onda máximas de absorcióna 470 nm y 428 nm respectivamente. La absortividad molar de estos dos compuestos formando complejos conhierro viene dada a dos longitudes de onda diferentes:

ε [M-1 cm-1]

λ (nm) transferrina-2 Fe(III) desferrioxamina-Fe(III)428 3540 2730470 4170 2290

a. Una disolución de transferrina presenta absorbancia de 0.463 a 470 nm en una celda de 1.00 cm. Calcule laconcentración de transferrina en mg.mL-1 y la de hierro en µg.mL-1.

b. Poco tiempo después de agregar desferrioxamina (la cual diluye la muestra) la absorbancia a 470 nm es de0.424 y a 428 nm es de 0.401. Calcule el porcentaje de hierro que se halla complejado con transferrina ydesferrioxiamina.PA (Fe) = 55.847 g.mol-1

Respuesta:

a. 8,99 mg.mL-1 ; 12,40 µg.mL-1.b. 73,65 % complejado con transferrina ; 26,35 % complejado con desferrioxamina.





5. Los espectros mostrados en la figura corresponden a disoluciones de MnO4- 1.00 x 10-4 M, Cr2O7

2- 1.00 x 10-4 M yuna mezcla de ambos de composición desconocida.

En la tabla se muestran las absorbancias obtenidas a diferentes longitudes de onda, halle la concentración de cadaespecie en la mezcla.

λ (nm) MnO4- patrón Cr2O7

2- patrón Mezcla266 0.042 0.410 0.766288 0.082 0.283 0.571320 0.168 0.158 0.422350 0.125 0.318 0.672360 0.056 0.181 0.366

Respuesta: [Cr 2 O7 2- ] = 1,78 x 10 -4 M ; [MnO4- ] = 8,14 x 10 -5 M.

6. Los espectros infrarrojos (IR) suelen registrarse en términos de porcentaje de transmitancia de forma que tantolas bandas débiles como las fuertes caigan dentro de escala. En la siguiente figura se muestra el espectro IR de loscompuestos A y B en una región próxima a los 2000 cm-1.

Note que la absorción corresponde a un pico hacia abajo en este caso. Los espectros fueron tomados usandoceldas de 0.00500 cm de espesor y una disolución 0.0100 M de cada compuesto. Una mezcla de A y B decomposición desconocida produce una transmitancia de 34 % a 2022 cm-1 y de 38.3 % a 1993 cm-1 empleando lamisma celda. Encuentre las concentraciones de A y B.

λ (cm-1)2022 1993

A pura 31.0 % T 79.7 % TB pura 97.4 % T 20.0 % T

Respuesta: [A] = 9,11 x 10 -3 M ; [B] = 4,67 x 10 -3 M.





REPARTIDO N° 10: Espectrofotometría II - RESOLUCIÓN

1. La disolución de hierro (III) de referencia se diluye al 1 / 5 :

M 10 x 193548 ,2 mL25

mL100 .M 10 x 483871,5 c

M 10 x 483871,5 cm48 ,2

M 10 x 36 ,1.cm00 ,1c

M 10 x 36 ,1.cm00 ,1.c .cm48 ,2 . A A

M 10 x 36 ,1mL50

mL10 .M 10 x 80 ,6

V

V .M M

45

)mL25 ( original muestralaen problemaFe

5 4

mL100 en problemaFe

4mL100 en problemaFemL50 enreferenciademuestramL100 en problemamuestra

44

f

i i f

−−

−−

−

−−

==

==

=⇔=

===

εε

2.

+=

+=

++

++

nm505 3Cr nm505 2 Conm505 mezcla

nm400

3

Cr nm400

2

Co

nm400 mezcla

A A A

A A A

=

=

+=⇔−+=⇔

−+=→

+=

−=⇔+=

+=

+=

−+

−+

+++

++

++

++++

++++

++++

M 10 x 50 ,7 c

M 10 x 01,5 c

4299474,0 c .874737 ,4674,0 c .1952632 ,0 4299474,0 c .07 ,5 674,0

2 ,15

c .530 ,0 167 ,1.60 ,5 c .07 ,5 674,0

c .1.60 ,5 c .1.07 ,5 674,0

2 ,15

c .530 ,0 167 ,1c c .1.2 ,15 c .1.530 ,0 167 ,1

c .1.c .1. A

c .1.c .1. A

2 3Cr

2 2 Co

2 Co2 Co2 Co

2 Co2 Co

3Cr 2 Co

2 Co3Cr 3Cr 2 Co

3Cr nm505 3Cr 2 Conm505 2 Conm505 mezcla

3Cr nm400 3Cr 2 Conm400 2 Conm400 mezcla

εε

εε

3. En primer lugar, a partir de los datos de la Tabla II, se deben calcular los valores de las absortividades molaresde A y de B a 425 y 580 nm:

11

B

Bnm425

Bnm425

11

A

Anm425

Anm425

cmM 218964,2 M 1023,0 .cm00 ,1

227 ,0

c .b

A

cmM 493952 ,5 M 0992 ,0 .cm00 ,1

545 ,0

c .b

A

−−

−−

===

===

ε

ε





11

B

Bnm580

Bnm580

11

A

Anm580

Anm580

cmM 044966 ,8 M 1023,0 .cm00 ,1

823,0

c .b

A

cmM 260081,1M 0992 ,0 .cm00 ,1

125 ,0

c .b

A

−−

−−

===

===

ε

ε

+=

+=

Bnm580 Anm580 nm580 mezcla

Bnm425 Anm425 nm425 mezcla

A A A

A A A

=

=

−+=⇔

−+=→

+=

−=⇔+=

+=

+=

−

−

M 10 x 705015 ,3c

M 10 x 327478 ,2 c

c .918600 ,193444273,0 c .260081,1301,0

218964,2

c .493952 ,5 095 ,0 .044966 ,8 c .260081,1301,0

c .1.044966 ,8 c .1.260081,1301,0

218964,2

c .493952 ,5 095 ,0 c c .1.218964,2 c .1.493952 ,5 095 ,0

c .1.c .1. A

c .1.c .1. A

2 B

3 A

A A

A A

B A

ABB A

BBnm580 A Anm580 nm580 mezcla

BBnm425 A Anm425 nm425 mezcla

εε

εε

Estas concentraciones de A y de B están diluidas al décimo, por lo tanto, en la muestra original:

=

=−

−

M 10 x 705015 ,3c

M 10 x 327478 ,2 c 1

B

2 A

4.

a) M 10 x 110312 ,1cm00 ,1.cmM 4170

463,0

b.

Ac 4

11

complejocomplejo

−−−

===ε

1 mol de complejo contiene 1 mol de transferrina, por lo tanto:

1,110312 x 10 -4 moles de transferrina por L de disolución

→ 1 de transferrina por L de disolución (8,993525 mg.mL4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 21

g993525 ,8

14 mol .g81000 .moles10 x 110312 , −−3

3

-1 )

1 mol de complejo contiene 2 moles de hierro, por lo tanto:

2.(1,110312 x 10 -4 ) moles de hierro por L de disolución

→ 2 de hierro por L de disolución (12,40152 µg.mL4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 21

g10 x 240152 ,1

14

2

mol .g847 ,55 . )moles10 x 110312 ,1( .−

−− -1 )





b)

+=

+=

aminadesferriox natransferri


nm428 nm428 nm428 mezcla

nm470 nm470 nm470 mezcla

A A A

A A A

=

=

−+=⇔

−+=→

+=

−=⇔+=

+=

+=

−

−

M 10 x 223780 ,5 c

M 10 x 299171,7 c

c .22 ,49715054672 ,0 c .3540 401,0

2290

c .4170 424,0 .2730 c .1.3540 401,0

c .1.2730 c .1.3540 401,0 2290

c .4170 424,0 c c .1.2290 c .1.4170 424,0

c .1.c .1. A

c .1.c .1. A

5 aminadesferriox

5 natransferri

natransferri natransferri

natransferri natransferri


natransferri aminadesferriox aminadesferriox natransferri

aminadesferriox nm428 natransferri nm428 nm428 mezcla

aminadesferriox nm470 natransferri nm470 nm470 mezcla



εε

εε

1 mol de complejo transferrina - hierro contiene 2 moles de hierro, por lo tanto:

→ 2.(7,299171 x 10 -5 ) moles de hierro por L de disolución

1 mol de complejo desferrioxamina - hierro contiene 1 mol de hierro, por lo tanto:

→ 5,223780 x 10 -5 moles de hierro por L de disolución

moles de hierro totales en 1 L de disolución = 2.(7,299171 x 10 -5 ) moles + 5,223780 x 10 -5 moles

= 1,982212 x 10 -4 moles totales

1,982212 x 10 -4 moles ---- 100 %5,223780 x 10 -5 moles ---- x

x = 26,35 % de hierro complejado con desferrioxamina

1,982212 x 10 -4 moles ---- 100 %1,459834 x 10 -4 moles ---- x´

x´= 73,65 % de hierro complejado con transferrina

5. Los espectros de la figura presentan una superposición importante. Este hecho modifica el análisis que debellevarse a cabo para calcular la concentración de ambos iones en la mezcla.

A cualquier longitud de onda: (1)−−−− += 2 7 2

2 7 2 44 OCr OCr MnOMnOmezcla c .b.c .b. A εε

En este caso particular, se debe partir de dos disoluciones patrón de ambos iones:





4 patrónOCr

OCr 4

OCr patrónOCr

4

patrónMnOMnO

4MnO patrónMnO

10 x 00 ,1

A.b10 x 00 ,1.b. A

10 x 00 ,1

A.b10 x 00 ,1.b. A

2 7 2

2 7 2

2 7 2

2 7 2

4

444

−−

−−

−

−−−

−

−−−

=⇔=

=⇔=

εε

εε

Sustituyo en (1):

−

−

−

−

−−+= 2

7 2

2 7 2

4

4

OCr 4

patrónOCr

MnO4

patrónMnOmezcla c .

10 x 00 ,1

Ac .

10 x 00 ,1

A A Divido entre :

patrónMnO4 A −

43421434214342143421

b

4

MnO

x

patrónMnO

patrónOCr

m

4

OCr

y

patrónMnO

mezcla

10 x 00 ,1

c

A

A.

10 x 00 ,1

c

A

A 4

4

2 7 2

2 7 2

4

−−

−

−

−−

−

+= (y = mx + b)

Se debe medir a diferentes longitudes de onda los valores de absorbancia de la ecuación anterior. A partir de la pendiente (m), se obtiene la concentración de dicromato en la mezcla desconocida. A partir de la ordenada enel origen (b), se obtiene la concentración de permanganato.

λ (nm) patrónMnO4 A −

patrónOCr 2 7 2

A − mezcla A

266 0.042 0.410 0.766 288 0.082 0.283 0.571320 0.168 0.158 0.422 350 0.125 0.318 0.672 360 0.056 0.181 0.366

patrón4MnO

mezclai A

Ay

−

=

patrón4MnO

patrón2 7 O2 Cr

i A

A x

−

−

= x i 2 x i y i

18,2381 9,7619 95,2947 178,0385 6,9634 3,4512 11,9108 24,03212,5119 0,9405 0,8845 2,36245,3760 2,5440 6,4719 13,6765 6,5357 3,2321 10,4465 21,1240

Σ 39,6251 19,9297 125,0084 239,2335

A partir del método de los mínimos cuadrados, se obtiene:

[ ]2 i

2 i ) x ( n. ) x ( D ∑−∑=

783861,1D

y x n.y x m i i

i i i

i i

=

∑ ∑−

∑

=

M 10 x 783861,1c 10 x 00 ,1

c 783861,1 4

2 7 O2 Cr 4

2 7 O2 Cr −

−−

−

=⇔=⇒





814655 ,0 D

x .y x y . x

bi

i i

i i i

i i

2 i

=

∑

∑−

∑

∑

=

44MnO

10 x 00 ,1

c 814655 ,0

−

−=⇒ M 10 x 14655 ,8 c 5

4MnO

−− =⇔

6. En este último caso, los espectros de estas dos sustancias están bien resueltos por lo que el análisis de susconcentraciones en la mezcla es el habitual:

Número de onda (cm-1 ) A = - log T 2022 1993 A2022 A1993

A pura 31.0 % T 79.7 % T 0,509 0,099B pura 97.4 % T 20.0 % T 0,011 0,699Mezcla 34.0 % T 38.3 % T 0,469 0,417

11

B

B1cm1993

B1cm1993

11

B

B1cm2022

B1cm2022

11

A

A1cm1993

A1cm1993

11

A

A1cm2022

A1cm2022

cmM 13980 M 0100 ,0 .cm00500 ,0

699,0

c .b

A

cmM 220 M 0100 ,0 .cm00500 ,0

011,0

c .b

A

cmM 1980 M 0100 ,0 .cm00500 ,0

099,0

c .b

A

cmM 10180 M 0100 ,0 .cm00500 ,0

509,0

c .b

A

−−−

−

−−−

−

−−−

−

−−−

−

===

===

===

===

ε

ε

ε

ε

+=

+=

−−−

−−−

B1cm1993 A

1cm19931cm1993mezcla

B1cm2022 A

1cm2022 1cm2022 mezcla

A A A

A A A

=

=

−+=⇔

−+=→

+=

−

=⇔+=

+=

+=

−

−

−−−

−−−

M 10 x 674969,4c

M 10 x 113115 ,9c

c .463636 ,3234802818 ,29c .9,9417 ,0

1,1c .9,50 469,0

.9,69c .9,9417 ,0

c .00500 ,0 .13980 c .00500 ,0 .1980 417 ,0 1,1

c .9,50 469,0

c c .00500 ,0 .220 c .00500 ,0 .10180 469,0

c .00500 ,0 .c .00500 ,0 . A

c .00500 ,0 .c .00500 ,0 . A

3

B

3 A

A A

A A

B A

A

BB A

BB

1cm1993 A A

1cm19931cm1993mezcla

BB

1cm2022 A A

1cm2022 1cm2022 mezcla

ε ε

ε ε

Fin


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Ejercicios de Quimica Analitica Con Resolucion