ejercicio temas 3, 4 y 5

ANÁLISIS QUÍMICO (GRUPO A)
3º FARMACIA
CURSO 2006/07
Ejercicio Nº 2 (Temas 3, 4, 5)
1. Se tiene un ácido diprótico con pKa1 = 4,00 y pKa2 = 8,00. a) Calcular el pH de
una disolución 0,1 M de este ácido; b) ¿Cuántos mililitros de NaOH 0,1 M habrá
que añadir a 20 mL de ácido para que [HA-] = [A2-]?; c) ¿Cuál será el pH de la
disolución en ese momento?; d) ¿Cuál es la especie predominante a pH = 6,0?
a) Como Ka1 >> Ka2, podemos calcular el pH considerando sólo la primera
disociación del ácido
H2A ↔ HA- + H+
Como se trata de un ácido débil
[H+ ] = K a ·Ca = 10 − 4 ·10 −1 = 10 − 2,5 M
pH = 2,5
b) nº milimoles de H2A = 20 × 0,1 = 2
nº milimoles de NaOH necesarios para que todo el H2A pase a HA- = 2
nº milimoles de NaOH para que el 50% del HA- pase a A2- = 1
nº milimoles totales de NaOH necesarios = 3 = V × 0,1
V = 30 mL
c) Tenemos una disolución reguladora
pH = pK a2 + log
[A 2− ]
[HA − ]
= 8 + log 1
pH = 8
d) A pH = 6 la especie predominante es HA- (pKa1 < pH < pKa2)
2. a) ¿Qué par de los siguientes compuestos se deberían mezclar para obtener un
tampón de pH 7,45: H3PO4, NaH2PO4, Na2HPO4, Na3PO4?
b) Si se quiere preparar 1,00 L de la disolución reguladora anterior con una
concentración total de fosfato 0,05 M, ¿cuántos gramos del par de compuestos
seleccionados se tendrían que mezclar?
pKan (H3PO4) = 2,12; 7,21; 12,35
a) NaH2PO4 + Na2HPO4
= 2,12
= 7,21
= 12,35
a1
a2
a3
H3PO 4 ← 

→ H2PO −4 ← 

→ HPO24− ← 
 → PO34−
pK
pK
pK
b) 1 litro [PO43-]t = [H2PO4-] + [HPO42-] = 0,05 M
pH = pK a2 + log
[HPO24− ]
[H2PO 4− ]
[HPO24− ]
[H2PO −4 ]
7,45 = 7,21 + log
[HPO24− ]
[H2PO −4 ]
= 107,45 − 7,21 = 1,74
[HPO24− ] = 1,74 · [H2PO −4 ] = 1,74 · (0,5 − [HPO24− ])
[HPO42-] = 0,032 M; g Na2HPO4 = 0,032 × 1 × 142 = 4,51 g
[H2PO4-] = 0,018 M; g NaH2PO4 = 0,018 × 1 × 120 = 2,16 g
3. Una muestra contiene como componentes activos NaOH, Na2CO3, NaHCO3, o
mezclas compatibles de estos. Dos muestras, cada una de 1,000 g, se disuelven
en agua. A una de ellas se le añade fenolftaleína como indicador y se valoran
con 17,96 mL de ácido 1,038 N. La otra muestra se valora con el mismo ácido
utilizando verde de bromocresol como indicador, y se requieren 21,17 mL del
mismo ácido. ¿Cuál es la composición cualitativa y cuantitativa de la muestra
original?
V1 = 17,96 mL
V2 = 21,17 – 17,96 = 3,21 mL
V1 > V2, por tanto la mezcla contiene NaOH y Na2CO3
nº milimoles de Na2CO3 = V2 × N = 3,21 × 1,038 = 3,33 mL
mg Na2CO3 = 3,33 × 106 = 353,2
% Na2CO3 =
353,2
× 100 = 35,32 %
1000
V1 × M = nº milimoles de NaOH + nº milimoles de Na2CO3
17,96 × 1,038 = nº milimoles de NaOH + 3,33 × 1,038
Nº milimoles de NaOH = 15,80
mg NaOH = 15,80 × 40 = 607,4
% NaOH =
607,4
× 100 = 60,74 %
1000