2010 U.N.R.C. Admin [QUÍMICA ANALÍTICA (9123)] Guía de Problemas Docentes de la Asignatura: Docente Responsable Dr. Héctor Fernández Docentes Co-Responsables Dr. Gustavo Morales Ing. Cristina Bologna Docentes Auxiliares Dra. Gabriela Porcal Mic. Gerardo Chanique Lic. Daniel Heredia Lic. Laura Hernández Contenidos Guía de Problemas No 1. .............................................................................................................................4 Tratamiento de datos. ...............................................................................................................................4 Guía de Problemas No 2. .............................................................................................................................5 Repaso de Conceptos básicos. ..............................................................................................................5 Guía de Problemas No 3. .............................................................................................................................6 Conceptos fundamentales ......................................................................................................................6 Guía de Problemas No 4. .............................................................................................................................7 Solubilidad ...................................................................................................................................................7 Guía de Problemas No 5 ...............................................................................................................................9 SOLUBILIDAD ................................................................................................................................................9 Química Analítica (9123) Año 2009 Guía de Problemas No 1. Tratamiento de datos. 1.- Efectúense las siguientes operaciones matemáticas y exprésense los resultados con el número apropiado de cifras significativas, suponiendo que todos los valores son inciertos en 1 en la última cifra a- 521,5+3,77-8,09 (R: 517.2) b- 3,6x48,1x0,2167 (R : 37) c- 6,63x2,98/4,6997 (R: 4,20) d- (88,14+24.1)/(17,99-34,64) (R: -6,74) 2- Redondéense los siguientes números a cuatro cifras significativas a- 33,352 b- 0,49996 c- 5,6324454 3- a: Calcular el error relativo porcentual cometido al pesar una cieRta cantidad de sustancia sabiendo que el peso del recipiente vacío fue de 30,0000±0,0001 gr y que el peso del recipiente más la muestra fue de 34,2000 gr. b: Cual será la mínima masa a pesar si se desea no cometer un error mayor del 0,1%. 4- Cuál será el mínimo volumen medible con una bureta si se quiere no cometer un error mayor del 0,1% sabiendo que el error cometido en cada lectura es aproximadamente 0,03 mL en una bureta de 25 mL. 5- Calcular el error que se comete en el cálculo de concentración al titular ácido clorhídrico de concentración 0,15 N con Na2CO3, sabiendo que la masa de Na2CO3 utilizada es de 0,2161 gr y que el volumen de HCl usado fue 40,08 mL medido con una bureta de 50 mL. 6- La normalidad de una solución fue determinada por cuatro titulaciones separadas, siendo los resultados: 0,2041; 0,2049; 0,2039 y 0,2043. Calcule la media, el rango, la desviación promedio, la desviación relativa y la desviación normal. 7- Se quiere titular una solución de NaOH aproximadamente 0,1 N con un error no mayor de 0,5%. Para ello se utiliza un ácido monoprótico patrón 0,1000 N con un error en la normalidad igual a 0,0003. Indicar cual o cuales de los siguientes procedimientos es factible de ser efectuado: V(NaOH) utilizado pipeta / mL 5 Bureta V HCl gastado 50 4,00 10 50 8,00 25 50 20,00 50 50 40,00 Nx Error % b) Calcular el error relativo porcentual para la misma valoración si una alícuota de 10 mL de NaOH se mide con una probeta de 50 mL ± 0,5 mL y si la bureta es reemplazada por una pipeta de 10 mL ± 0,05 mL. 8- En una determinación del porcentaje de cloruro en una muestra se obtuvieron los siguientes resultados: 30,44; 30,52; 30,60 y 30,12. a) De acuerdo con el test Q, debe considerarse el último valor? b) Que valor deberá informarse para indicar el porcentaje de cloruro en la muestra? c) Calcule el intervalo de confianza del 95% para la media. Guía de Problemas No 2. Repaso de Conceptos básicos. 1- Defina concentración molar y concentración molal. 2- Discuta un procedimiento para preparar una solución molar de un sólido. Idem molal. 3- Discuta las ventajas relativas de usar soluciones molares y molales. 4- Defina concentración %P/P y %P/V. En que circunstancias solo pueden usarse estas unidades. 5- Indicar, para los siguientes ácidos y bases en soluciones acuosas, como se compoRtan, a través de los equilibrios respectivos, sus bases y ácidos conjugados: H2SO4 - NaOH - HAc - HCl - NH4Cl - NH3 - NaAc 6- Defina la constante de equilibrio. Escriba la expresión de la constante de equilibrio de un ácido HAc. 7- Explique el principio de LeChatelier. ¿Cómo puede ayudar este principio para hacer óptimos los rendimientos de las reacciones? 8- Prediga, de acuerdo con el principio de LeChatelier, el efecto que tendrá el cambio de pH en la solubilidad del CaCO3. 9- Defina electrolitos fuertes y débiles. Discuta su extensión a ácidos y bases. 10- Defina Kw e indique su valor a 25 ºC. Cuál es la relación entre pH y pOH?. 11- Discuta que características debe poseer un reactivo patrón primario y cual uno secundario. Nombre al menos dos de cada uno para determinaciones ácido-base. Guía de Problemas No 3. Conceptos fundamentales 1- Se desean preparar 250 mL de solución de H2SO4 de concentración 0,4 M, para lo cual se cuenta con una solución concentrada de dicho ácido cuyas características son: d=1,84 gr/mL y 97% p/p de pureza. Indique qué volumen de esta solución concentrada necesita. Rta: 5,49 mL. 2- Calcule la normalidad y molalidad de la solución concentrada del problema 1. Rta: 36,4 N; 329,9 m. 3- Se preparan 500 mL de una solución de NaOH utilizando 8 gr de la base pura sólida. Indique: a) Cuál es la molaridad de la solución? b) Cuál es su molalidad? (Considere que la densidad de la solución es de 1,05 gr/mL) c) cuál es su normalidad?. Rta: a) 0,4 M; b) 0,387 m; c) 0,4 N. 4- Indique cuántos mL de la solución diluida de H2SO4 preparada según el prob. 1 se necesitan para neutralizar totalmente los 500 mL de la solución de NaOH preparados en el prob. 3. Rta: 250 mL. 5- Una alícuota de 25,0 mL de una solución 0,800 M se diluye a 500 mL en un matraz volumétrico (solución A). Una alícuota de 10,0 mL de la solución A se diluye en otro matraz volumétrico de 250 mL (solución B). Calcule la molaridad de la solución B. Cuántas veces de diluyó la solución original? Rta: A = 0,04M; B = 0,0016M; se diluye 500 veces. 6: La siguiente ecuación representa la disociación del yodo molecular en átomos de yodo: I2 (g) 2I(g) A 1000 K la constante de equilibrio K para la reacción vale 3,80x10-5. Suponga que se inicia la reacción con 0,0456 moles de I2 en un recipiente de 2,30 L a 1000 K. ¿Cuáles son las concentraciones de los gases en equilibrio. Rta: [I] = 8,58 x 10-4 M; [I2] = 0,0194 M 7: Una muestra de 0,10 g de piedra caliza, cuyo principal componente es carbonato de calcio, se titula con ácido clorhídrico estándar 0,101 M. Si se gastan 18,2 mL de ácido, calcule el porcentaje de carbonato de calcio en la muestra. Discuta cuales son los supuestos que uso en el cálculo. Rta: 92% 8: Una solución de hidróxido de sodio se estandariza utilizando ftalato ácido de potasio (KHP, KHC8H4O4) como estándar primario. Una muestra de KHP de 0,8148 gr requirió 41,37 mL de NaOH en la titulación. Calcule la molaridad y normalidad de NaOH. Rta: 0,097 M Guía de Problemas No 4. Solubilidad 1- Calcular los valores de Kps de las siguientes sustancias: a) AgI (s=2,35x10-3 mg/L); b) Mg(OH)2 (s=7,93x10-3 gr/L); c) oxalato de plata (s=3,28 mg/100 mL). Rta: a) 1 x 10-16 ; b) 1 x 10-11 ;c) 5,04 x 10-12 2- Calcular las solubilidades de las siguientes sales a partir de los valores de Kps (despreciar los efectos de hidrólisis). a) PbSO4; b) CaF2; c) Cu(IO3)2 . Rta: a) 1,41 x 10-4 M; b) 2,15 x 10-4 M; c) 2,92 x 10-3 M. 3- Calcular el pH de una solución saturada de Mg(OH)2; Kps=1x10-11. Rta: 10,13 4- Qué peso de precipitado (expresarlo como %) se forma cuando se mezclan: a) 50 mL NaCl 1,00 x 10-3 M con 50 mL de AgNO3 3,00x10-4 M. Rta: 99,8 % b) 100 mL de NaCl 3,00x10-5 M con 200 mL de AgNO3 3,00 x 10-4 M. Rta: 94,8 % c) 200 mL de Na2SO4 1,00 x 10-2 M con 100 mL de BaCl2 8,00 x 10-2. Rta: ~ 100% 5- a) Calcule la solubilidad molar de Ca F2 en solución de HCl a pH = 2. Rta: 1,19 x 10-3 M b) Calcule la solubilidad molar de ZnS en solución de H2S a pH = 1 (solución saturada de H2S). Rta: 7 x 10-13 M 6- a) Una base es agregada a una solución 0,050 M de MnCl2, elevando el pH gradualmente. Calcular el pH de la solución cuando 50, 90; 99,9 y 99,99% del Mn ha precipitado. Rta: 9,78; 9,90; 9,93; 9,93% 7- Se adiciona AgNO3 (sólido) a una solución 0,1 M en cada uno de los siguientes iones: Cl-, Br- y I-. Calcule el % de I- sin precipitar cuando comienza a precipitar AgBr y el % de Br- sin precipitar cuando comienza a precipitar AgCl. Rta: I- = 0,0158%; Br- 0,295% Guía de Problemas No 5 SOLUBILIDAD 1- Se dispone de 3 gr de muestra que contiene el halogenuro X¯. Una vez disuelto en medio ácido, se agregan 50,0 mL de AgNO3 0,1120 N. El exceso de plata consume 7,40 mL de KSCN 0,1080 N. Calcule el % X¯ expresado como % KBr. Peso Fórmula KBr = 119. Rta: 19.04% 2- Se analizo una mezcla de cloruro de bario y cloruro de sodio de la siguiente manera. Se disolvió una muestra de 361,2 mg en 60 mL de agua y se trató con 10 mL de una solución 0,2M de sulfato de potasio. La valoración por el método de Mohr consumió 40,5 mL de nitrato de plata 0,0980 M. Calcule el porcentaje de cloruro en la muestra. ¿Qué objeto tuvo el agregado de sulfato de potasio?. Rta: 39,02%. Para precipitar el Ba+2. 3- Una mezcla de NaCl y Na2CO3 se va a analizar por el método de Volhard. La solución titulante de AgNO3 se prepara disolviendo 4,983 gr de plata metálica de 99,10% de pureza en ácido nítrico diluyendo luego con agua a 500 mL. En la valoración de la solución de KSCN, 25 mL de la solución de AgNO3 requieren 22,00 mL de la de KSCN. Finalmente, 0,5000 gr de muestra se disuelven, se acidifican (porque?) y se le agregan 40,30 mL de AgNO3; el exceso de plata sé retrotitula requiriéndose 6,22 mL de solución de KSCN. Calcule el porcentaje de NaCl en la muestra. Rta: 35,60 % 4- Calcule y dibuje la curva de valoración de 40 mL de NaCl 0,01 M con AgNO3 0,01 M. Realice los cálculos cuando ha adicionado 5; 15; 25; 35; 39,9; 40; 40,1 y 41 mL de titulante.