Trabajos Prácticos y problemas, Segunda Parte.

SOLUCIONES. UNIDADES DE CONCENTRACIÓN
PyL 7
Cuestionario
1. Explique la diferencia entre una mezcla homogénea y una mezcla heterogénea.
2. Defina cada una de las unidades físicas y las químicas de concentración.
3. Explique qué entiende por los términos: solubilidad, solución insaturada, solución saturada y
solución sobresaturada.
Problemas
1) Se desea preparar 750 ml de solución de KMnO4 0,125 M. Calcule: (a) Los gramos de sal que
deben pesarse. (b) Exprese la concentración de la solución en % p/v.
2) Una botella de ácido bromhídrico concentrado tiene la siguiente información en la etiqueta:"48%
p/p en HBr; Densidad: 1,5 g/ml”. Calcule (a) la fracción molar y (b) la molaridad del HBr en esta
solución.
3) Una solución acuosa de KCl es 0.273 m. Calcule: (a) M. (b) % p/p. (c) % p/v. (d) Fracción
molar. La densidad de la solución es 1.011 x 103 g/L.
4) ¿Cuál es el volumen de HCl concentrado (densidad 1,19 g/ml, 38% de HCl en peso) que se
necesita para preparar 4,5 litros de ácido 0,02 M?
5) Se necesitan 500 ml de una solución 0,100 M de HCl. Se dispone de una solución 3,00 M de HCl
y de un matraz volumétrico de 500 ml. ¿Qué volumen de solución 3,00 M se debe medir y diluir
con agua en el matraz?
6) Un volumen de 10 ml de HNO3 concentrado (densidad = 1,42 g/ml; 70 % p/p en HNO3) se
diluyó con agua destilada hasta 500 ml. ¿Cuál será la molaridad de la solución final?
7) Se mezclan 50 ml de una solución 15% p/p de NaCl (densidad = 1,08 g/ml) con 75 ml de
solución 0,72 M de NaCl. Hallar la concentración de la solución resultante en: (a) % p/v. (b) M.
8) Calcule la concentración molar de la solución obtenida mezclando 150 ml de solución de K3PO4
15 % p/v con:
a) 200 ml de agua destilada.
b) 300 ml de solución de K3PO4 0,12 M.
c) 120 ml de solución de K3PO4 10 % p/p y densidad = 1,05 g/ml.
9) Una solución de ácido sulfúrico contiene 820,6 g de H2SO4 por litro de solución Luego se
mezclan 30 ml de esta solución con 25 ml de una solución 20% p/p de NaOH con densidad de 1.243
g/ml. Calcule: a) Los gramos de Na2SO4 formados.
b) Los gramos de reactivo en exceso que no reaccionaron.
10) 4 g de NaOH se disuelven en H2O para obtener 250 ml de solución.
La densidad de la solución = 1,08 g/ml.
a) Exprese su concentración en % p/p, % p/v, M, m y X.
1er. Cuat. 2008
1/18
b) ¿Qué volumen de la misma debe medirse para preparar 250 ml de solución 0,25 M?
c) A 150 ml de la solución del inciso a) se le añaden 200 ml de solución 1,2% p/v de NaOH.
Calcule la M de la solución resultante.
d) A 50 ml de la solución inicial se le añaden 30 ml de solución de HCl 1M ¿Cuántos gramos de sal
se forman? ¿Cuántos gramos del reactivo en exceso quedan sin reaccionar?
Respuestas:
1) a) 14,81 g.
1) b) 1,97 % p/v.
2) a) X = 0,17.
2) b) 8,9 M.
3) a) 0,271 M.
3) b) 1,99 % p/p.
3) c) 2,01 % p/v.
3) d) X = 0,0048.
4) V = 7,26 ml.
5) V = 16,66 ml.
6) 0,315 M.
7) a) 9,01 % p/v.
7) b) 1,54 M.
8) a) 0,303 M.
8) b) 0,302 M.
8) c) 0,59 M.
9) a) 11,03 g Na2SO4.
9) b) 17,00 g H2SO4.
10) a) 1,48 % p/p;
1,6 % p/v; 0,4 M;
0,376 m; X = 0,0067.
10) b) V = 156,25 ml.
10) c) 0,34 M.
10) d) 1,17 g NaCl y
0,365 g HCl.
Propuesta experimental. Soluciones
Preparación de una solución de un soluto sólido en un solvente líquido.
Expresión de la concentración en distintas unidades físicas y químicas.
Dilución de soluciones. Mezcla se soluciones con igual soluto.
1) Preparación de una solución de un soluto sólido en un solvente líquido.
Expresión de la concentración en distintas unidades físicas y químicas:
1) a) Calcular los gramos de CuSO4.5H2O necesarios para preparar 250 ml de solución acuosa de
concentración 0,5 M. Explique por qué es posible la disolución de este soluto en el solvente elegido.
1) b) Apartar una cantidad adecuada de CuSO4.5H2O y molerla en mortero si es necesario.
1) c) Pesar la cantidad calculada en balanza granataria (precisión 0,01g) y disolver en un vaso de
precipitado conteniendo un volumen adecuado de agua destilada. Usar la platina calefactora con
agitación magnética, a baja temperatura para favorecer la disolución. ¿Cómo varía la solubilidad de
este soluto con respecto a la temperatura?
1) d) Trasvasar el contenido a un matraz aforado de 250 ml de capacidad empleando un embudo y
arrastrar por lavado con agua destilada el contenido de CuSO4.5H2O que pueda haber quedado
impregnado en cada uno de los elementos empleados.
1) e) Completar con agua destilada hasta la marca del aforo (250 ml) y homogeneizar por inversión
del recipiente tapado.
1) f) Calcular la concentración de la solución en las unidades posibles con los datos que se poseen.
1) g) Trasvasar la solución preparada a una probeta y medir la densidad de la solución con un
densímetro. Calcular la concentración en las otras unidades de concentración.
2) Dilución de soluciones.
2) a) Calcular el volumen necesario de la solución de CuSO4.5H2O preparada en el inciso (1), para
obtener 250 ml de solución de concentración 0,2 M.
2) b) Colocar ese volumen en un matraz aforado de 250 ml y agregar agua destilada hasta completar
el volumen.
2) c) Trasvasar la solución preparada a una probeta y medir la densidad de la solución con un
densímetro. Calcular la concentración en todas las unidades de concentración que sean posibles.
3) Mezcla de soluciones de igual soluto.
3) a) Medir 50 ml de la solución de CuSO4.5H2O preparada en el inciso (1).
3) b) Agregar 100 ml de la solución de CuSO4.5H2O preparada en a.2).
3) c) Calcular la nueva concentración
3) d) ¿Es posible acotar el valor de concentración resultante en el caso general?
1er. Cuat. 2008
2/18
SOLUBILIDAD. SISTEMAS BINARIOS CONDENSADOS
PyL 8
Cuestionario
1. ¿Qué relación existe entre solubilidad y estructura molecular?.
2. Indique cómo varían la solubilidad de un gas en un líquido con la temperatura y la presión.
3. Explique cómo se relaciona el calor de disolución de un sólido en un líquido con la variación de
su solubilidad con la temperatura.
4. Explique qué condiciones deben cumplirse para que se pueda formar una aleación sustitucional.
¿Qué requisito debe cumplir un soluto para formar una aleación intersticial?
5. Discuta las diferencias y similitudes entre los diagramas de fases para sistemas binarios
totalmente miscibles y totalmente inmiscibles en fase sólida.
6. Defina temperatura eutéctica.
7. Explique cómo se construye un diagrama de fases a partir de una curva de enfriamiento.
Problemas
1) ¿Cuál será la solubilidad de una sustancia a 80 °C si cuando se enfría una solución saturada a esa
temperatura hasta 0 °C se obtienen 300 g de solución saturada y 20 g de cristales? La solubilidad a
0°C es 40 g/100 g de H2O.
2) La solución saturada de KClO4 en agua a 80 ˚C tiene una concentración de 4,44 g/100 g de H2O.
Al enfriar 150 g de una solución saturada desde 80 ˚C hasta 60 ˚C, la masa de sal precipitada es de
3,28 g. Calcule la solubilidad de la sal a 60 ˚C en g de sal/100 g de H2O.
3) Para obtener una solución saturada de KCl a 20 ˚C cuya densidad es de 1,1 g/ml, es necesario
disolver 36,5 g de sal en 100 g de H2O.
a) ¿Qué molaridad tendrá la solución?
b) ¿Qué fases se encuentran presentes y en que cantidad cuando se mezclan a 20 ˚C 0,8 moles de
KCl con 50 g de H2O.
4) La solubilidad del KNO3 es 155 g/100 g de H2O a 75 °C y 38 g/100 g de H2O a 25 °C.
a) ¿La disolución de esta sal en H2O es un proceso exo o endotérmico?
b) ¿Cuál es la composición del sistema final cuando se enfrían 350 g de solución saturada desde
75ºC a 25 °C?
5) Describa lo que ocurre en un diagrama de un eutéctico sencillo cuando:
a) Desciende la temperatura desde una solución líquida con composición eutéctica hasta una
temperatura inferior a la del eutéctico.
b) Idem al anterior pero para una solución de composición distinta a la del eutéctico.
c) Se parte de uno de los componentes puro y se le agrega el otro componente en forma creciente (a
temperatura inferior a la del eutéctico).
d) Idem al anterior pero a una temperatura superior a la del eutéctico aunque inferior al punto de
fusión del componente puro.
e) Se calienta un sistema con la composición del eutéctico.
f) Se calienta un sistema con composición distinta a la del eutéctico.
g) Se calienta un sistema que tiene solo uno de los componentes.
1er. Cuat. 2008
3/18
En los casos a) y b) grafique las curvas de enfriamiento. En los incisos e) f) y g) grafique las curvas
de calentamiento.
6) a) Dos sustancias, A y B, forman un eutéctico sencillo de composición 60 % p/p en A. ¿Cuáles
serán las fases y de que composición cada una, que se obtendrán al enfriar hasta una temperatura
apenas superior a la del eutéctico, 500 g de una solución líquida de A y B que tiene un 30 % p/p de
A
b) Grafique las curvas de enfriamiento para un sistema de composición 70% p/p A y otro de
composición 30% p/p A, desde una temperatura T1 (donde se encuentra solamente solución líquida)
hasta una temperatura inferior a la del eutéctico.
7) a) ¿Cuál será la composición de un sistema A y B que presenta un eutéctico sencillo de 30% p/p
en B, si al enfriar 220 g del mismo a una temperatura apenas superior a la del eutéctico, se obtienen
30 g de B(s)?.
b) ¿Qué masa y de que componente habría que agregar al sistema anterior para que al enfriar desde
TA hasta la temperatura apenas superior a la eutéctica se obtenga solo líquido?
8) Un sistema de dos metales (A y B) completamente miscibles en fase sólida contienen 3 x 1024
átomos del metal A (M.A.R. = 170) y 500 gramos del metal B. A cierta temperatura (T1) esa mezcla
está formada por dos fases de la siguiente composición:
fase líquida: 75% p/p A
fase sólida: 52% p/p A
a) Calcule la masa de cada una de las fases presentes a la temperatura T1, y las masas de A y B en
cada una de ellas.
b) Grafique la curva de enfriamiento para un sistema de composición 70% p/p A, partiendo desde
una temperatura a la cual los dos metales se encuentran fundidos, hasta la solidificación total.
c) ¿Qué condiciones deben reunir dos metales para ser miscibles en estado sólido en todas
proporciones?
9) A y B son dos metales totalmente miscibles en fase sólida. Una masa de 850 g de solución
líquida de A y B tiene una composición de 35% en B. Cuando se enfría hasta una temperatura Tb=
1250°C se observan dos fases, la masa de la fase sólida es de 400 g y su composición x(s) =57 % en
B. ¿Cuál es la composición y masa de la fase líquida en equilibrio con la fase sólida a esa
temperatura?
10) Sabiendo que el Ni y el Cu son totalmente solubles en los estados sólido y líquido y que sus
temperaturas de fusión normal son de 1455 y 1084 ˚C respectivamente.
a) Grafique el diagrama correspondiente
b) Si a 1300˚C la fase líquida tiene un 45% p/p de Ni y la fase sólida 58% p/p de Ni, calcule la masa
de las dos fases en equilibrio obtenidas al enfriar 200 g de una aleación que contiene 47% en peso
de Cu desde 1500 ˚C a 1300˚C.
Respuestas:
1) 49,33 g/ 100 g H2O.
2) 2,16 g/ 100 H2O.
3) a) 3,94 M.
3) b) 2 fases: 18,25 g de KCl disuelto y
41,35 g de KCl sólido.
4) a) Endotérmica.
4) b) En solución: 52,16 g de KNO3 y 137,25 g de
H2O. Sólido: 160,59 g de KNO3.
6) a) Fase líquida: 150 g de A y 100 g de B.
Fase sólida: 250 g de B.
1er. Cuat. 2008
7) a) En sc. eutéctica: 57 g de B y 133 g de A (39,54
%B y 60,46 % A).Fase sólida: 30 g de B.
7) b) Agregar 70 g de A.
8) a) Fase sólida: 710, 4 g, con: 369,4 g de A y 341 g
de B.
Fase líquida: 636,3 g, con: 477,3 g de A y 159 g de B.
9) Fase líquida:450 g , xL= 15,44 % en B.
10) b) Fase líquida: 76,82 g (34,62 g Ni y 42,61g de
Cu). Fase sólida: 123,08 g (71,38 g Ni y 51,69 g Cu).
4/18
Propuesta experimental. Solubilidad. Sistemas Binarios Condensados
1) Determinación de la curva de solubilidad de Nitrato de Potasio (KNO3)
Se prepararon 3 tubos de ensayo con la cantidad de KNO3 indicada en la tabla y se le agregó a cada
uno 10 ml de H2O, a cada uno de ellos se le adicionó un termómetro. Colocar los tubos en un baño
de H2O a ebullición hasta disolución del sólido.
Retirar del baño y agitar suavemente hasta aparición del sólido. Medir esta temperatura.
Completar la tabla y graficar con los datos obtenidos, solubilidad vs temperatura.
Tubo N
1
2
3
Solubilidad de KNO3
(g de KNO3 / 100 g de H2O)
64
110
169
Temp.Medida
en C
En base al gráfico indique si la solubilidad del KNO3 es un proceso endo o exotérmico.
2) Visualización de las propiedades de un eutéctico con respecto a sus componentes
Colocar los cinco tubos de ensayo que contienen respectivamente bismuto, plomo, cadmio, estaño y
una porción de la aleación de Wood, a baño María. Observar e interpretar.
Metal
Bismuto
Plomo
Cadmio
Estaño
Aleación
Proporción en la
aleación (%)
50
25
12.5
12.5
Punto de
fusión(°C)
271
327
321
232
3) Metal con memoria
Observación de las propiedades de esta aleación.
1er. Cuat. 2008
5/18
EQUILIBRIO QUÍMICO
PyL 9
Cuestionario
1. ¿Qué entiende por Equilibrio Químico? ¿Qué entiende por reacciones reversibles e irreversibles
2. ¿Cómo se expresa la constante de equilibrio de una reacción?
3. ¿Depende la constante de equilibrio de la estequiometria de la reacción? Ejemplifique.
4. ¿Cuál es el motivo por el que un sólido y un líquido puro no interviene en el cálculo de la
constante de equilibrio, Kc
5. ¿Cuál es la diferencia entre cociente de reacción (Q) y constante de equilibrio? Qué información
brinda el valor de Q?
6. Enuncie el Principio de Le Chatelier
7. Cuáles son los factores que afectan la condición del equilibrio? Cuáles de estos factores
modifican además el valor de la constante?
8. ¿Cómo se relaciona el equilibrio con la espontaneidad de una reacción?
Problemas
1) Escriba las expresiones de las constantes de equilibrio en cada caso:


a) Zn(s) + CO2 (g)
ZnO (s) + CO(g)




b) SO2 (g) + ½ O2 (g )
SO3 (g)




c) CH4 (g) + 2O2 (g)
CO2 (g) + 2 H2O (g)




d) NH3 (ac) + H2O (l)
NH4+ (ac) + OH- (ac)


2) Para la reacción:
N2 (g) + 3 H2 (g)
Calcule Kc y Kp a esa temperatura para:




2NH3 (g)
Kc = 0,286 a 500 ºC

 N2 (g) + 3 H2 (g)
a) 2NH3 (g) 


 NH3 (g)
b) 1/2 N2 (g) + 3/2 H2 (g) 


 2 B (g) tiene una constante de equilibrio igual a 0,90.
3) A 25 ºC la siguiente reacción: A (g) 

a) Indique cuál/es de los siguientes sistemas están en equilibrio:
Sistema 1
Sistema 2
Sistema 3
Volumen (litro)
1
4
5
A (moles)
0,25
1,2
0,7
B (moles)
1,4
0,4
0,15
b) ¿Qué ocurrirá con los sistemas que no están en equilibrio? En estos sistemas indique hacia donde
se desplaza la reacción para que las concentraciones de las sustancias que participan de la misma
satisfagan la constante de equilibrio.

 NO(g) + ½ Br2 (g)
4) A 350 K la Kp del siguiente equilibrio es 0,15:
NOBr(g) 

Al mezclar 0,50 atm de NOBr, 0,40 atm de NO y 0,20 atm de Br2, ¿Ocurre alguna reacción? Si es
así, ¿Se forma o reacciona Br2?
5) Indique cuáles de las perturbaciones listadas resultan en un aumento de la concentración de SO3


en un sistema en equilibrio donde ocurre: SO2 (g) + ½ O2 (g)
SO3 (g)
ΔH < 0


1er. Cuat. 2008
6/18
a) Aumento de la concentración de SO2.
b) Disminución de la concentración de SO2.
c) Aumento del volumen del recipiente.
d) Disminución del volumen del recipiente.
e) Aumento de la temperatura.
f) Disminución de la temperatura.

 2NO2 (g)
6) Dado el siguiente equilibrio:
2NO(g) + O2(g) 

Para cada una de las perturbaciones del sistema:
i) Se aumenta la presión.
ii) Se disminuye la temperatura.
iii) Se extrae NO2.
iv) Se agrega catalizador.
H < O
Marque las opciones correctas que indiquen que sucederá con el equilibrio y con la constante de
equilibrio:
a) El equilibrio se desplaza hacia la derecha.
d) La constante aumenta.
b) El equilibrio se desplaza hacia la izquierda.
e) La constante disminuye.
c) El equilibrio no se desplaza.
f) La constante no cambia.
7) A temperaturas cercanas a 800 ºC, el vapor de agua reacciona con el C según:

 CO (g) + H2 (g)
C(s) + H2O (g) 
H<0

La mezcla resultante puede usarse como combustible industrial.
a) Calcule Kp y Kc sabiendo que cuando se alcanza el equilibrio en un recipiente de 5 litros a 800
ºC, hay 0,8 moles de H2, 0,8 moles de CO, 0,3 moles de H2O y 0,10 moles de C.
b) Para cada una de las perturbaciones del sistema en equilibrio (I- IV): I) Se aumenta la presión.
II) Se aumenta el volumen.
III) Se enfría el sistema.
IV) Se agrega C(s).
Indique si el sistema permanece o no en equilibrio. En el caso de salir de estado de equilibrio
indique empleando las opciones dadas abajo hacia donde se desplaza la reacción para volver a
alcanzar dicho estado y que ocurrirá con el valor de la constante. Cada opción puede ser utilizada
más de una vez o ninguna:
i) La reacción se desplaza hacia la derecha.
ii) La reacción se desplaza hacia la izquierda.
iii) La reacción química no sufre ningún cambio.
iv) La constante aumenta.
v) La constante disminuye.
vi) la constante permanece igual.
8) El carbamato de amonio, NH4CO2NH2 se disocia completamente según:


NH4CO2NH2 (s)
2 NH3 (g) + CO2 (g)


Si en el equilibrio la presión total es 1,2 atm.
a) ¿Cuánto vale Kp y cuánto vale Kc (la temperatura es 25ºC)?
b) Para cada una de las siguientes perturbaciones del sistema en equilibrio, indique que sucederá
con la presión de NH3:
i) Se agrega CO2.
ii) Se agrega NH4CO2NH2 .
iii) Se disminuye el volumen.
1er. Cuat. 2008
7/18
9) Dada la reacción en equilibrio a 2000 K:


H2(g) + CO2(g)
H2O(g) + CO(g)
(Kp = 4,4)


Para cada una de las siguientes perturbaciones: i) Agregado de H2. ii) Agregado de Ar. iii)
Agregado de H2O. iv) Agregado de CO. v) Extracción de CO.
Elija
el
gráfico
que
muestra
la
variación
de
[CO]
en
el
tiempo.
10) Para la reacción de disolución del CaF2 en agua:

 2F- (ac) + Ca2+(ac)
CaF2(s) 
Kc = 4 x 10-11

a) Calcule las concentraciones de ambos iones una vez alcanzado el equilibrio.
b) Calcule la solubilidad del CaF2 en gramos/ litro a esa temperatura.
11) El Go de formación del HCl(g) a 25oC vale –95,30 kJ/mol.
a) Calcule el valor de Kp para la formación del HCl(g) a esa temperatura.
b) En un recipiente se encuentran 0,5 atm de H2(g), 0,2 atm de Cl2(g) y 0,6 atm de HCl(g)
Calcule el G en estas condiciones, y en base a su valor prediga si el sistema se encuentra en
equilibrio. En caso de no estar, indique en qué sentido ocurre el desplazamiento.
12) En un recipiente de 3 litros a 227oC ocurre la siguiente reacción:

 2NH3 (g)
N2(g) + 3 H2(g) 
H = -91,8 kJ

Una vez alcanzado el equilibrio se encuentran 25,62 gramos de N2(g), 1,94 gramos de H2(g) y 40,6
gramos de NH3(g)
a) Calcule el valor de Kc a esa temperatura y a 500oC.
b) En un sistema en equilibrio a 227oC se encuentra que la concentración de H2 es 0,8 M y la
concentración de N2 es 0,4 M, calcule la concentración de NH3.
13) Dada la siguiente reacción:

 2 NO(g) H = 180,5 kJ ;
N2(g) + O2(g) 
Kc = 2,5 x 10 – 3 a 2400 K

En un recipiente de 5 litros se introducen 10 moles de N2 , 240 g de O2 y 0,01 mol de NO.
a) Determine si el sistema se encuentra en equilibrio, y de no estarlo, indique hacia qué lado debe
evolucionar la reacción para alcanzarlo.
1er. Cuat. 2008
8/18
b) ¿Cuáles son las concentraciones en el equilibrio?
c) ¿Qué valor tiene Kp?
d) ¿Cuáles son las presiones parciales de cada gas en el estado inicial y si una vez alcanzado el
equilibrio?
e) Determine el valor de Kc a 1200 K, suponiendo que ΔH se mantiene constante.
Respuestas:
2) a) Kc = 3,497 y Kp = 1,4x104.
2) b) Kc = 0,535 y Kp = 8,44x10-3.
3) a) Ninguno de los sistemas está en equilibrio.
3) b) El equilibrio del sistema 1 se desplaza hacia
la izquierda. En los sistemas 2 y 3 hacia la derecha.
4) Qp > Kp, el equilibrio se desplaza hacia la
izquierda consumiéndose Br2.
5) (a) (d) y (f).
6) i) con (a) y (f). 6) ii) con (a) y (d). 6) iii) con (a)
y (f). 6) iv) con (c) y (f).
7) a) Kc = 0,426 y Kp = 37,5.
7) b) I) (b) y (f). 7) b) II) (a) y (f). 7) b) III) (a) y (d).
7) b) IV) (c) y (f).
8) a) Kp = 0,256 y Kc = 1,75x10-5.
8) b) i-iii) disminuye. 8) b ii) permanece igual.
10) a) [Ca+2] = 2,2x10-4 M. [F-] = 4,4 x 10-4.
10) b) 0,017 g/l.
11) a) Kp = 5,2x 1016.
11) b) -93,7 kJ, el sistema se desplaza hacia a la
derecha.
12) a) Kc ( 227 ºC) = 61,64. Kc ( 500 ºC) = 0,025.
12) b) 3,55 M.
13) a) El sist. no está en equilibrio, evoluciona a
la derecha.
13) b) [N2] = 1,959 M. [O2] = 1,459 M.
[NO] = 0,084.
13) c) Kp = Kc.
13) d) Presiones iniciales (atm): N2= 393,6.
O2 = 295,2. NO = 0,394.
Presiones finales (atm): N2= 385,5. O2 = 287,1.
NO = 16,5.
13) e) Kc = 2,93 x 10-7.
Propuesta experimental. Equilibrio químico
1) Colocar en un tubo 10 ml de agua destilada y 2 gotas de FeCl3 y 1 gota de NH4SCN.
Dividir en 4 tubos:
a) Al primer tubo agregarle FeCl3.
b) Al segundo tubo agregar NH4SCN
c) Al tercer tubo agregar NH4Cl
d) Testigo.
Comparar los colores de todos los tubos y explicar lo ocurrido.
La reacción que ocurre es:

 Fe (SCN)3 + 3 NH4Cl
FeCl3 + 3 NH4SCN 

(rojo)
2) En un tubo de ensayo colocar 2-3 ml de agua destilada y 10 gotas de solución de K2Cr2O7.
Luego adicionarle gotas de NaOH hasta aparición del color amarillo.
En otro tubo con 2-3 ml de agua destilada colocar 10 gotas de Na2CrO4 y luego ir agregando HCl
hasta aparición del color naranja.


Cr2O7= + 2 OHCrO4= + H2O


(naranja)
(amarillo)
En base a este equilibrio:
a) ¿Cómo haría para obtener CrO4= a partir de Cr2O7=?
b) ¿Cómo lograría el cambio inverso?
c) ¿ En qué medio (ácido, neutro o alcalino) existirá preferentemente cada una de las especies
anteriores?
1er. Cuat. 2008
9/18
EQUILIBRIO IÓNICO
PyL 10
Cuestionario
1. Escriba la ecuación de disociación del agua y la fórmula de la constante de equilibrio y su
relación con Kw. Indique cuáles serán las concentraciones de H+ y de OH- a 250C en el equilibrio.
2. Defina pH y pOH
3. Cuál será la relación entre las concentraciones de H+ y de OH- en una solución ácida y cuál será
en una solución básica?
4. Defina ácidos y bases fuertes y débiles. Mediante ejemplos platee la constante de disociación en
cada uno los casos
5. Defina grado de disociación y exprese cómo varía con la concentración.
Problemas
1) a) ¿Cuál será la concentración en % p/v de una solución de HCl cuyo pH es 1,45?
b) Compare el pH de la solución anterior con el que tendrían soluciones de igual concentración
molar de: i) H2SO4, ii) HClO (Ka = 10-8).
2) a) Calcule el pH de una solución de Ag(OH) 0,03 M (Kb = 2,1x10-4).
b) ¿Cuál será el % p/v de una solución de HClO4 de pOH = 10,1?
c) ¿Cuál será la molaridad de una solución de HF de pH = 3,0 (Ka = 4,5x10-4)?
3) Se pretende tener soluciones de HNO3, HAc y H2SO4 , cada una de ellas con un pH 5,7. ¿Qué
concentraciones molares tendrán cada una de las soluciones? ( Ka del HAc es 1,8 x 10-5).
4) ¿Cuáles son las concentraciones de HCO2H y HCO2- y el pH en una solución 10-3 M de HCO2H
(ácido fórmico o metanoico)? (Ka = 1,86x10-4).
5) Ordene en forma creciente de pH las siguientes soluciones de igual concentración, sin efectuar
cálculos : HCl; NH4OH; HCN; Ca(OH)2 ; HF; H2SO4 ; KOH; HAc. Kb(NH4OH) = 1,8x10-5;
Ka(HCN) = 4,9x10-10; Ka(HF) = 4,5 x10-4; Ka(HAc) = 1,8x10-5.
6) Se prepara una solución de HAc a partir de 10 ml de HAc 45 % p/p y densidad 1,43 g/ml
agregando agua destilada hasta un volumen final de 500 ml. Calcule el pH de la sololución
resultante. Ka (AcH) = 1,8.x10-5 PMR (AcH) = 60.
7) ¿A qué volumen habrá que diluir 10 ml de solución 0,2 M de HCN (Ka = 4,9x10-10) para obtener
una solución de pH = 6?
8) Calcule el pH de una solución que resulta al mezclar 100 ml 0.1 M de HCl y 50 ml de Ca(OH) 2
0.2 M.
1er. Cuat. 2008
10/18
9) Una solución al 38% p/p de HNO3 tiene una densidad de 1,2 g/ml; calcule el pH y pOH de la
solución resultante de mezclar:
a) 10 ml de solución original + agua destilada hasta obtener 500 ml de solución.
b) 10 ml de la solución obtenida en a) + 20 ml de solución 0,12 M de H2SO4.
c) 10 ml de la solución obtenida en a) + 20 ml de solución 0,2 M de NaOH.
10) El pH de una solución 0,1 M de un ácido monoprótico débil es 3,2. Calcular Ka,  y %.
11) Calcule el pH y el grado de disociación de una solución de NH4OH 0,01 M. Kb = 1,8 x 10-5 .
12) AH y BH son dos ácidos genéricos. Las soluciones 0,1 M de los mismos tienen un pH 1 y 2,7
respectivamente.
a) ¿Qué tipo de ácido (fuerte o débil) será cada uno? Calcule o estime sus constantes de disociación.
b) Indique qué sucederá con el equilibrio y con la constante de disociación de BH cuando:
i-se agrega agua;
ii- se agrega KOH; iii-se agrega HNO3.
c) ¿Qué sucederá con el pH y el grado de disociación de una solución de BH cuando se aumenta la
concentración inicial?
13) El Cl2 en agua sufre el siguiente proceso:

 Cl-(ac) + ClO-(ac) + 2H+ (ac) + calor
Cl2(g) + H2O ( l) 

¿Qué medio (ácido, neutro o básico) qué presiones (altas o bajas) y qué temperaturas (altas o bajas)
permitirían retener más cloro en solución? Marque la opción que contenga las tres respuestas
correctas:
a) Medio básico, altas presiones y bajas temperaturas.
b) Medio ácido, bajas presiones y altas temperaturas.
c) Medio ácido, altas presiones y altas temperaturas.
d) Medio neutro, bajas presiones y bajas temperaturas.
e) Medio básico, bajas presiones y altas temperaturas.
Respuestas:
1) a) 0,13 % p/v.
1) b) i) pH (H2SO4) < pH (HCl).
1) b) ii) pH(HClO) > pH (HCl).
2) a) pH = 11,9.
2) b) 1,21 x 10-3 % p/v.
2) c) 0,23 M.
3) [HNO3] = 1,99 x 10-6 M; [HAc] = 2,1 x 10-6 M;
[H2SO4] = 0,95 x 10-6 M.
4) [HCO2H] = 6,5 x 10-4 M.
[HCO2-] = 3,5 x 10-4 M. pH = 3,46.
6) pH = 2,7.
1er. Cuat. 2008
7) 979,5 ml.
8) pH = 12,8.
9) a) 0,1448 M; pH = 0,84; pOH = 13,16.
9) b) pH = 0,68; pOH = 13,32.
9) c) pH = 12,93; pOH = 1,07.
10) Ka = 3,98 x 10-6.  = 6,3 x10-3. % = 0,63.
11) pH = 10,63.  = 4,24 x10-2.
12) a) AH es un ácido fuerte y BH un ácido débil con
Ka = 3,68 x 10-5.
13) Opción (a).
11/18
Propuesta experimental. Equilibrio iónico
Estimación del pH de soluciones problema utilizando distintos indicadores.
1) Indicadores ácido-base
a) Se prepararon dos series de tres tubos cada una, conteniendo una solución cuyo pH se quiere
determinar.
A cada uno de los tubos se le agregó uno de los indicadores:
Indicador
Azul de timol
Azul de bromotimol
Heliantina o
Anaranjado de Metilo
Fenolftaleína
Color
Rojo-Amarillo
Amarillo-Azul
Amarillo-Azul
Rojo-Amarillo
Rango de pH
1,2 – 2,8
8,0 – 9,6
6,0 – 7,6
3,1 – 4,5
Incoloro-Rosa
8,3 - 10
Completar las tablas con los colores observados y el pH estimado para cada una de las soluciones
problema.
Indicador
Color
Serie I
Rango de pH
Color
Serie II
Rango de pH
Azul de timol
Azul de bromotimol
Heliantina
Indicador
Azul de timol
Azul de bromotimol
Heliantina
b) Colocar agua de la canilla en 3 tubos de ensayo y acotar el pH usando fenolftaleína, azul de timol
y azul de bromotimol.
2) Cinta indicadora
Determinar el pH del agua, de un ácido y una base empleando cinta indicadora.
3) Peachímetro
Determinar el pH de distintas sustancias de uso diario mediante un dispositivo para medir pH
(peachímetro), cintas indicadoras e indicadores ácido-base.
1er. Cuat. 2008
12/18
REDOX MÉTODO DEL ION ELECTRÓN
PyL 11
Cuestionario
1. Describa que proceso se produce en una reacción de oxido-reducción (Redox) y explique
claramente lo que ocurre en cada una de las hemirreacciones que componen una reacción de este
tipo.
2. Defina agente oxidante y agente reductor.
Problemas
1) Equilibre las siguientes ecuaciones iónicas por el método del ión electrón:
a) En medio ácido:
NO2  (NO3)- + NO
Mn+2 + (BiO3)-  (MnO4)- + Bi+3
I- + H2O2  I2 + H2O
b) En medio alcalino:
I- + H2O2  I2 + (OH)(MnO4)- + H2O2  MnO2 + O2
Br2  Br- + (BrO3)2) Completar y equilibrar las siguientes reacciones mediante el método ión-electrón:
a) H2SO4 + Fe  SO2 + Fe(SO4)
b) HNO3 + Sn  Sn2+ + NO
c) Cl2  Cl- + (ClO3)- (1/2 alcalino)
d) F2 + H2O  F- + H2O2 (1/2 ácido)
3) Equilibre las siguientes ecuaciones por el método del ión-electrón:
a) Cl2 + NaOH  NaCl + NaClO3 + H2O
b) MnO2 + HCl  Cl2 + MnCl2 + H2O
c) HNO3 + Fe  NO2 + Fe(NO3)2 + H2O
d) H2O2 + KI  I2 + KOH
4) El Ti se prepara por reducción de TiCl4 con Mg fundido según la siguiente reacción, a alta
temperatura:
TiCl4(g) + Mg(l)  Ti(s) + MgCl2(l)
a) Balancear la ecuación utilizando el método del ión electrón.
b) ¿Cuántos kg de magnesio será necesario fundir para reducir 7 kg de cloruro de titanio (IV)?
5) Dada la siguiente reacción:
Zn(s) + HCl(ac)  ZnCl2(ac) + H2(g)
a) Completar y balancear utilizando el método del ión electrón.
b) ¿Cuántos gramos de ácido clorhídrico se requieren para oxidar 5 g de zinc?
c) Calcule los gramos de cloruro de zinc que se obtienen cuando reaccionan 0,2 moles de zinc.
d) Si la masa de cloruro de zinc obtenida en el inciso anterior se encuentra disuelta en 2,6 litros de
solución, determine su concentración en %p/v y M.
1er. Cuat. 2008
13/18
6) El H2O2 reacciona con MnO2, en presencia de H2SO4, liberando O2:
a) Balancear la ecuación por el método del ión electrón.
b) ¿Qué volumen de O2 en CNPT se obtiene cuando reaccionan 1,2 moles de óxido con 100 g de
H2O2, en presencia de cantidad suficiente de ácido sulfúrico?
c) ¿Cuántos g de MnSO4 se formaron?
d) La concentración inicial de H2O2 era 4,2 M. ¿Qué volumen reaccionó?
7) Se hacen reaccionar 100 ml de HNO3 concentrado (65% p/p y densidad 1,4 g/ml) con 18 g de
Cu, obteniéndose NO2 y Cu(NO3)2. Calcule:
a) La masa del reactivo en exceso que quedó sin reaccionar.
b) La concentración molar del reactivo que quedó sin reaccionar, considerando que no hubo cambio
de volumen.
c) El volumen de NO2 (g) obtenido en CNPT.
Respuestas:
4) b) 1,77 kg.
5) b) 5,57 g.
5) c) 27,3 g.
5) d) 1,05 %p/v.
0,07 M.
6) b) 26,88 litros.
6) c) 181,2 g.
6) d) 0,28 litros.
7) a) 19,5 g de HNO3
7) b) [HNO3] = 3,08 M.
7) c) 12,7 litros.
Propuesta experimental. Redox
a) Reacciones de desplazamiento de metales:
a) 1- Colocar 2 ml de solución de CuSO4 en sendos tubos de ensayo. En uno de ellos, agregar unas
granallas de Zn (el otro se deja como testigo). Dejar reposar y observar los cambios que tienen
lugar. Interpretar con la ecuación correspondiente.
a) 2- Colocar 2 ml de solución de AgNO3 en un tubo de ensayo, y agregar un trozo de alambre de
cobre. Dejar reposar y observar los cambios que tienen lugar. Interpretar con la ecuación
correspondiente.
a) 3- En un tubo de ensayo, colocar unas granallas de Zn, y agregar 2 ml de solución de HCl.
Observar e interpretar con la ecuación correspondiente.
a) 4- En base a las observaciones anteriores, prediga qué ocurrirá si se añade solución de AgNO3
sobre Zn metálico.
Comprobarlo experimentalmente, colocando en un tubo de ensayo unas granallas de Zn y
agregando solución de AgNO3.
Observar los cambios que tienen lugar. Interpretar con la ecuación correspondiente.
b) Método del ión electrón:
b) 1- Colocar en un tubo de ensayo 2 ml de una solución de K2Cr2O7. Agregar 1-2 gotas de solución
de H2O2 y 2-3 gotas de solución de H2SO4. Observar.
Tiene lugar la reacción:
K2Cr2O7 + H2O2 + H2SO4
Cr2(SO4)3 + K2SO4 + O2 + H2O

Naranja
Verde
b) 2- Colocar en un tubo de ensayo 2 ml de solución de KI. Agregar 1-2 gotas de H2O2. Observar.
Ocurre la reacción:
KI + H2O2
I2 + KOH

Amarillo
1er. Cuat. 2008
14/18
PILAS Y ELECTRÓLISIS
PyL 12
Cuestionario
1. ¿Qué entiende por celda electrolítica y celda galvánica (pila)?.¿Cómo las diferencia desde el
punto de vista de la termodinámica?.
2. Defina potencial normal de reducción y explique como está formado el electrodo normal de
hidrógeno.
3. Describa la pila de Daniell y el acumulador de plomo.
4. Explique cada término de la ecuación de Nernst y diga cómo se relaciona con la constante de
equilibrio
5. Defina pila de concentración.
Problemas
1) Calcule la cantidad de electricidad (c y F) necesaria para:
a) Reducir 1 mol de ion Fe+3.
c) Oxidar 1 mol de ion Cl- a Cl2.
b) Reducir 1 mol de Fe+2.
d) Transformar 1 mol de Sn+2 a Sn+4.
2) Calcule la masa de cobre metálico depositada en un electrodo cuando pasan 2,5 A a través de una
solución de CuSO4 durante 70 minutos.
3) ¿Durante cuánto tiempo tendría que efectuarse la electrólisis de una solución de Au2(SO4)3 para
depositar 5 g de oro, cuando circula una corriente de 0,25 A?
4) Una solución conteniendo iones Pt se electroliza por el pasaje de una corriente de 2,5 amperes
durante 2 horas. Transcurrido ese tiempo, se deposita en el cátodo 9,09 g de Pt metálico. ¿ Cuál es
el número de oxidación de los iones Pt?
5) En una celda electrolítica ocurre la reducción de M+2(ac) a M0. Calcule la masa atómica relativa
de M, sabiendo que se deposita 1 g de M(s) cuando circula una corriente de 0,498 amperios durante
47 minutos.
6) Un electrodo de Ag se encuentra sumergido en una solución de AgNO3 a 25C. ¿Cuál será la
molaridad de tal solución si el electrodo muestra un potencial de reducción de 0,785 voltios
respecto al electrodo estándar de hidrógeno?
7) a) Calcule la FEM de la pila formada por el par Ag+/Ag0 y Fe+2/Fe0 en las siguientes situaciones:
i) En condiciones estándar.
ii) Con [Fe+2] = 0,010 M y [Ag+1] = 1,0 M.
iii) Con [Ag+1] = 0,010 M y [Fe+2] = 1,0 M.
b) Calcule la constante de equilibrio.
8) a) Calcule la FEM normal de las pilas (use la tabla de potenciales):
i) Al/Al+3 (0,1M) // Cu+2 (0,15M)/Cu.
ii) Al/Al+3 (0,12M) // Zn+2 (0,1M)/Zn.
b) Calcule la constante de equilibrio y la variación de energía libre para cada una de las pilas del
inciso (a).
1er. Cuat. 2008
15/18
9) Calcule la FEM de una pila de concentración armada con dos electrodos de Ni, uno sumergido en
una solución de Ni+2 de concentración 5x10-4 M y el otro en una solución de Ni+2 de concentración
0,3 M. Identifique el cátodo y el ánodo.
10) Una celda de concentración de Ag está formada por dos electrodos de Ag sumergidos en sendas
soluciones de AgNO3. Si la concentración de AgNO3 de una de las soluciones es de 0,010 M y la
FEM de la pila a 25ºC es de 0,0828 V, calcule la concentración de la otra solución.
Respuestas:
1) a) 3 F = 289500 C.
1) b) 2 F = 193000 C.
1) c) 1 F = 96500 C.
1) d) 2F = 193000 C.
2) 3,45 g. de Cu.
3) 29390,8 segundos
(8 hs 16 min).
4) Pt+4 .
5) MAR(M) = 137,4.
6) 0,58 M.
7) a) i) E = 1,239 V.
7) a) ii) E = 1,298 V.
7) a) iii) E = 1,121 V.
7) b) Kc = 1042 .
8) a) i) E = 1,997 V.
8) a) ii) E = 0,897 V.
8) b) i) G = - 1,16 x 106 J. Kc = 10203.
8) b) i) G = - 5,12 x 105 J. Kc = 1090.
9) E = 0,087 V.
10) Si la [Ag+1]dil. = 0,01 M, la [Ag+1]con. = 0,25 M.
Si la [Ag+1]con. = 0,01 M, la [Ag+1]dil. = 3,95x10-4 M.
Propuesta experimental. Pilas y electrólisis
1) Electrólisis
Colocar una solución de KI de concentración no definida en una caja de Petri.
Agregar 2 ó 3 gotas de fenolftaleína. Introducir dos electrodos de grafito sobre los bordes de la
placa de Petri y conectarlos a una fuente de corriente continua.
Observar la aparición de color en cada uno de los electrodos. Interpretar.
2) Acumulador de plomo
a) Generación del electrodo de PbO2 por electrolisis:
En un vaso de precipitado se colocan dos placas de plomo y una solución de H2SO4. Se conectan
ambos electrodos a una fuente de corriente continua y se deja que circule corriente durante
aproximadamente 30 minutos.
Escriba las reacciones correspondientes.
b) Descarga del acumulador:
Para determinar la FEM del acumulador se conectan los electrodos generados anteriormente a un
multímetro.
Escriba las reacciones correspondientes.
1er. Cuat. 2008
16/18
CORROSIÓN
PyL 13
Cuestionario
1. Defina corrosión química y electroquímica.
2. Discuta como se clasifican los distintos tipos de corrosión.
3. Muestre con ecuaciones la corrosión del hierro en un ambiente húmedo y en un medio ácido.
4. ¿Qué entiende por ánodo de sacrificio?
5. Explique con ecuaciones la corrosión por aireación diferencial.
6. ¿Qué tipo de inhibidores conoce para la corrosión?
7. ¿Qué información proporciona la relación de Pilling y Bedworth?
Problemas
1) Un tanque de acero suave que contiene una solución de NaNO3 se corroe a una velocidad de 5 x
10-4 mg / dm2 seg. Asumiendo que la corrosión en la superficie interior es uniforme. ¿Cuánto
tiempo tardará en corroerse 0,9 mm?
(Densidad del hierro = 7,8 g/cm3).
2) Una chapa de hierro ha sido recubierta por una capa de zinc. La velocidad de corrosión es de 10-5
A/cm2. Suponiendo que la corrosión del Zn fuera uniforme, ¿Cuál sería la reducción del espesor de
la capa de Zn al cabo de un año?
(MAR(Zn): 65,4; densidad: 7.13 g/cm3).
3)Un tubo de acero que transporta agua potable se está corroyendo a una velocidad de 27300 mg/
m2.año.
a) ¿Cuál será la velocidad de corrosión en mm/año?
b)¿Cuánto tardará en disminuir el espesor de la pared del mismo en 0,25 mm?
(Densidad del hierro = 7,8 g/cm3)
4) Un tubo de acero de 18 pulgadas de diámetro (1 pulgada=2,54 cm) y 15 Km de largo que
transporta agua de refrigeración se está corroyendo con una densidad de corriente de 1A/cm2.
a) ¿Cuál es la pérdida de peso sufrida por el tubo en un período de 3 meses?
b) ¿Cuál será la velocidad de corrosión en mm/año?
c) ¿Cuánto tiempo tardará en disminuir su espesor en 0,1 mm?
5) Con la tabla de potenciales, elija metales que sirvan de ánodo de sacrificio para los siguientes
metales y escriba las reacciones que se producirán en cada caso:
a) Al (E(Al3+/Al)= -1.67 V.
b) Cu (E(Cu2+/Cu)= + 0.337 V.
c) Fe (E(Fe2+/Fe)= - 0.44 V.
6) Explique mediante ecuaciones porqué una tira de Fe galvanizado no se corroe y una de hojalata
sí. Escriba las ecuaciones correspondientes, indicando en cada caso el ánodo y el cátodo.
7) Se pretende proteger anódicamente al Fe, indique cuál/cuáles de los siguientes metales usaría con
tal fin: Cu, Ni, Mg, Sn, Zn. Justifique con las ecuaciones correspondientes a la corrosión en aire.
1er. Cuat. 2008
17/18
8) Las relaciones de Pilling y Bedworth para el óxido de Mg y de Ni son respectivamente: 0.84 y
1.68. Indique cuál será el comportamiento de estos metales frente a la corrosión química.
Respuestas:
1) 4,45 años.
2) 0,015 cm.
3) a) 3,5 x10-3 mm/año.
3) b) 71 años y 5 meses.
4) a) 4,86 x105 g.
4) b) 1,17 x 10-2 mm/año.
4) c) 8 años y 7 meses.
7) Mg y Zn.
Propuesta experimental. Corrosión
a) Se observará la corrosión producida en una cupla Fe-Cu que se encuentra sumergida en agar-agar
conteniendo los indicadores ferroxil y fenolftaleína.
Interpretar lo observado en base a los potenciales del Fe y del Cu
Reacción anódica
Fe 
Fe+2 + 2 e-
El ferroxil facilita la visualización de la zona de corrosión del Fe (anódica) ya que reacciona con los
iones Fe2+ de acuerdo a:
3 Fe+2
+ 2 [Fe (CN)6]-3

[Fe (CN)6]2 Fe3 (azul)
Reacción catódica
La fenolftaleína facilita la visualización de la zona catódica donde de acuerdo a la concentración de
oxígeno en el medio puede ocurrir alguna de las siguientes reacciones:
2 H2O + 2 e- 
H2 + 2 OH- (en ausencia de oxígeno)
2 H2O + O2 + 4e-

Fenolftaleína + OH-
4OH- (en presencia de oxígeno)

coloración rosada
b) Se visualizará la corrosión que ocurre en una cupla Fe-Zn sumergida en agar-agar conteniendo
ferroxil y fenolftaleína.
Interpretar lo observado en base a los potenciales del Fe y del Zn realizando las ecuaciones
correspondientes.
c) Se visualizará la corrosión que ocurre en clavos nuevos y desengrasados sumergidos en agar-agar
conteniendo ferroxil y fenolftaleína en las siguientes condiciones:
i.- Clavo derecho
ii.- Clavo doblado en su parte central.
Interpretar lo observado y realizar las ecuaciones correspondientes.
d) Se visualizará la corrosión que ocurre en clavos nuevos y desengrasados colocados en forma
vertical en un tubo de ensayo conteniendo agar-agar con ferroxil y fenolftaleína.
Interpretar lo observado y realizar las ecuaciones correspondientes.
1er. Cuat. 2008
18/18