Facultad de Química-UNAM, Departamento de Química Analítica

Facultad de Química-UNAM,
Departamento de Química Analítica,
Química Analítica 1,
Segundo examen parcial, semestre 2015-1,
Prof. M. C. Tomás Guerrero Briseño.
Parte I. Califique cada aseveración como verdadera o falsa según convenga (30 %).
En una celda electroquímica galvánica, la ausencia de un puente salino hará que la celda
funcione indefinidamente sin distingo de la especie que funcione como ánodo o cátodo.
En una titulación redox, se añade a un vaso una cantidad determinada de un reductor y
se disuelve en 20 mL de agua bidestilada y desionizada; se pone en agitación y se
conectan a un multímetro (medirá diferencia de potencial): un electrodo de platino
platinado (Pt°) y uno de cálomel (Hg2Cl2/Hg°), al iniciar la adición del titulante (CeIV
estándarizado), el potencial medido se obtiene con respecto al par PtIV/Pt° con lo que
será necesario hacer una correlación lineal para obtener el potencial vs ENH.
Se conocen los siguientes potenciales estándar de reducción: E°(IO3-/I- )(medio básico)
= 0.257 V y E°(AuCl4-/AuCl2-) = 0.926 V; si se mezclan en un vaso de precipitados
cantidades estequiométricas de NaI, NaAuCl42H2O en una disolución de NaOH 1 F, es
factible aislar 2 equivalentes-mol de cloruro de sodio.
Se conocen los siguientes potenciales estándar de reducción: E°(IO3-/I- )(medio básico)
= 0.257 V y E°(AuCl4-/AuCl2-) = 0.926 V; si se mezclan en un vaso de precipitados
cantidades estequiométricas de NaI, NaAuCl42H2O en una disolución de NaOH 1 F, el
valor nominal de la constante de dicho equilibrio es K = 1066.9
El valor de potencial electroquímico medido vs ESC (E°(Hg2Cl2/Hg°) = 0.268 V) de una
disolución que contiene [H2SO3] = 0.1 F y [Na2S4O6] = 1x10-4 F (E°(H2SO3/S4O62-) =
0.507 V (ENH) es de 239 mV (la medición se realiza a pH = 0)
Para un par ácido, su constante de equilibrio de disociación siempre es el inverso de la
constante de equilibrio de protonación correspondiente a su base conjugada.
Un par ácido base tipo HA/A- tiene un pKa de 5.0, el % de disociación que presenta una
disolución de [HA] 0.01 F cuando alcanza el equilibrio es mayor que cuando dicha
disolución es de concentración 0.1 F.
Para encontrar el pKa de un ácido fuerte mineral en medio acuoso, basta con realizar
una titulación directa con NaOH estándar secundario, se sabe que al 50 % de la
titulación pH = pKa.
Sea el equilibrio HA + H2O  H3O+ + A-; cuando el equilibrio se encuentra desplazado
hacia la izquierda se dice que HA es un ácido fuerte.
Al trazar la curva de estandarización experimental de un ácido diprótico H2L con NaOH
0.1 F (patrón secundario), si el sistema diprótico tiene dos pKa´s: 3.4 y 5.0
respectivamente, gráficamente son observables dos puntos de inflexión.
Parte II. Responda los problemas de manera clara y ordenada, anote procedimiento y encierre la respuesta en un círculo
o recuadro (70 %).
1. Se mezclan tres disoluciones de manera que se tienen las siguientes concentraciones iniciales: [Fe2+] = 0.12 M,
[Cr2O72-] = 0.01 M y [MnO4-] = 0.02 M; se sabe que los potenciales estándar son: E°(Cr2O72-/Cr3+) = 1.32 V,
E°(MnO4-/Mn2+) = 1.51 V y E°(Fe3+/Fe2+) = 0.77 V. (2 puntos) Responda:
a. Exprese las ecuaciones de Nernst de los pares involucrados.
b. Calcule la concentración de TODAS (TODAS) las especies cuando la disolución alcance el equilibrio.
c. Calcule el valor aproximado de potencial al equilibrio.
2. Calcule el pH aproximado de cada una de las siguientes disoluciones, TODAS son disoluciones aisladas (1
punto).
a.
b.
c.
d.
e.
50 L de [HCl] 0.01 F
20 mL de [AcONa] 0.01 F, pKa (AcOH/AcO-) = 4.75
20 mL de [AcOH] 0.01 F + 20 mL de [HCl] 0.01 F
50 mL de [HOCl] 0.01 F, pKa (HOCl/ClO-) = 7.53
50 mL de [AcOH] 0.01 F + 50 mL de [ForOH] 0.01 F, pKa (ForOH/ForO-) = 3.75
3. Calcular el % de disociación de 50 mL de una disolución de [HOCN] 0.1 F, (pKa = 3.46) (1 punto).
4. Se tienen 20 mL de una disolución de una base tipo [B-] 0.01 F cuyo pH = 8.7, calcule el pH del par ácido-base
(1 punto).
5. Calcule el pH que resulta una vez que la siguiente mezcla alcanza el equilibrio: [HCl] 0.2 F, [NaCN] 0.1 F (pKa
(HCN/CN-) = 9.2), [HOCl] 0.2 F, [Na3PO4] 0.4 F (pKa´s del sistema forsfórico: 2.15, 7.19, 12.32) (2 puntos).
6. Se disolvieron en 200 mL 100 mg de Na2HPO44H2O, calcule el pH de la disolución resultante (1 punto).
7. Se presenta el gráfico alpha vs pH para un sistema ácido base de concentración formal 0.01 F (2 puntos).

Composición (fracción) vs pH
1
0.95
0.9
0.85
0.8
0.75
0.7
0.65
0.6
0.55
0.5
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14
pH
a. Escriba la escala pH correspondiente acomodando cada para ácido base en su lugar correspondiente.
b. Escriba las ecuaciones para el cálculo de  = f(pH) para cada uno de los pares ácido base.
c. Calcule la composición de la mezcla (exacta) a pH = 4.5, recuerde que la concentración analítica del sistema
ácido base es 0.01 F.
8. Con ayuda de la hoja milimétrica que se anexa calcule la curva de normalización teórica de ácido acético 0.01 F
con NaOH 0.01 F (2 puntos).
9. Realice el diagrama log C vs pH para ácido acético 0.001 M (trazar en hoja milimétrica).
10. A partir de los balances de materia y carga correspondientes deduzca formalmente las ecuaciones de H2L, HL y
L