Volumetria Acido Base 2016 - Facultad de Ciencias Bioquímicas

UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO
Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas
Dpto. Química Analítica - Área Química Analítica General
QUÍMICA ANALÍTICA I
VOLUMETRÍA ÁCIDO-BASE
2016
VOLUMETRÍA ÁCIDO-BASE
PROBLEMAS
1- Una muestra de 50,00 mL de vinagre se diluyó a 250,00 mL. Una alícuota de 25,00 mL de esta
solución se valoró con NaOH 0,1600 M hasta viraje de la fenolftaleína precisándose 28,10 mL de base.
¿Cuál es el % P/V de HAc de la muestra? PM HAc = 60,000
2- Una muestra sólida que contiene NaOH se titula del siguiente modo: 10,32 g de muestra se disuelven
hasta volumen final de 100,00 mL. Una alícuota de 25,00 mL de la solución se titula con H2SO4 0,05160
M gastándose 22,30 mL. Calcular el % P/P de NaOH. PM NaOH = 40,000
3- Una muestra de Ba(OH)2 se trata con 30,00 mL de solución de H2SO4 0,0450 M. El precipitado
obtenido se filtra y el remanente se titula con NaOH 0,1200 M gastándose 7,00 mL. Si la masa de la
muestra es de 180,0 mg, ¿cuál es la pureza de la misma?. PM Ba(OH)2 = 171,000
4- Una muestra de tetraoxalato de potasio (C2O4HK.C2O4H2.2H2O) se valora con una solución de NaOH
0,1044 M. Si la muestra tiene 99,50 % de pureza y se gastaron 40,00 mL de NaOH, ¿cuál es el peso de la
muestra valorada?. PM Tetraoxalato de potasio (TOK) = 254,10
5- 20,0000 g de una muestra que contiene H2SO4 y Na2SO4 se valoran con NaOH 0,2000 M gastándose
50,00 mL. La solución resultante se trata con exceso de BaCl2 dando 6,3000 g de BaSO4. Calcular el %
de H2SO4 y de Na2SO4. PM H2SO4 = 98,000 PM BaSO4 = 233,340 PM Na2SO4 = 142,000
6- Ciertos polvos de limpieza se tratan de la siguiente manera: 10,0000 g se disuelven en H2O con NaOH.
El NH3 formado se destila y se recoge en 50,00 mL de H2SO4 0,2500 M. El exceso de ácido se valora con
KOH 0,2500 M gastándose 25,00 mL. Calcule la composición del producto expresada en % P/P de NH3.
PM NH3 = 17,000
7- Se necesitan 5,00 mL de solución de NaOH 0,0100 M para la titulación de 200,00 mL H2O destilada
usando fenolftaleína como indicador. ¿Cuál es el contenido de CO2 del agua en mg/L?. PM CO2=44
8- En la determinación de la acidez total de un vino blanco de mesa (expresada como gramos de ácido
tartárico por 100 mL) se necesitó 21,48 mL de NaOH 0,03776 M para obtener el punto final con
fenolftaleína, con el cual se titulan los dos H+ del ácido. Conociendo que la acidez es de
aproximadamente 0,6 g/100 mL, calcular qué volumen de vino se debió tomar. PM H2C4H4O6 =150,09
9- Una mezcla de sustancias alcalinas se valora con H2SO4 0,1000 M. Se pesan 250,0 mg de la muestra y
se gastan 31,10 mL hasta el punto final de fenolftaleína y al añadir heliantina se encuentra que ese
indicador también señala el punto final. ¿Cuál es el álcali presente y cuál es su porcentaje en la muestra?.
10- Una muestra de sustancias alcalinas de 2,000 g requiere 25,50 mL de HCl 0,5000 M hasta viraje de
fenolftaleína. Luego, se agrega heliantina y se requieren 20,00 mL más. Dar la composición cuali y
cuantitativa de la muestra, expresando el contenido de las sustancias alcalinas en % P/P (como sales de
sodio).
11- Dar la composición cuali y cuantitativa (en % P/P como compuestos de sodio) de una muestra, a
partir de los siguientes datos:
- Peso de la muestra: 1,500 g
- Molaridad del ácido (HCl): 0,2020 M
- Punto final de la fenolftaleína: 16,00 mL
- Punto final de la heliantina: 41,10 mL (sobre otra muestra de igual peso).
12- ¿Cuántos mL de H2SO4 0,1250 M consumirá una muestra hasta viraje de fenolftaleína y de heliantina
(considerado desde el viraje de fenolftaleína). Considere que 0,4000 g de muestra está compuesta por: a)
partes iguales de NaOH y Na2CO3, b) partes iguales de Na2CO3 y NaHCO3.
PM Na2CO3 = 106,000 PM NaHCO3 = 84,000
1
RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS
PROBLEMA 1
50,00 mL de vinagre se llevan a 250,00 mL con H2O, se toma una alícuota de 25,00 mL y se valora con
NaOH 0,1600 M consumiéndose 28,10 mL. Por lo tanto:
Reacción de Titulación (RT):
HAc + OH–  H2O + Ac-
1000 mL ------- 0,1600 moles OH–
28,10 mL ------- x = 4,496 10-3 moles OH– = moles HAc ------ 25,00 mL sol.
1000,00 mL sol. ---- x = 0,17984 moles
50,00 mL vinagre se llevan a 250,00 mL => factor de dilución 1/5.
Por lo tanto, la [HAc] en la muestra de vinagre original es de: 0,17984 M x 5 = 0,8992 M
Luego,
1000,00 mL ------- 0,8992 moles
1 mol HAc ------- 60 g
100,00 mL -------- x = 0,08992 moles
0,08992 moles ------- x = 5,3952 g
5,40 % P/V
_________________________________________________________________________________
PROBLEMA 2
10,32 g de muestra + H2O  volumen final de 100,00 mL

Se toma una alícuota de 25,00 mL y se valora con H2SO4
RT:
H+ (provenientes del ac. sulfúrico) + OH–  H2O
1000 mL ------- 0,05160 moles de H2SO4
22,30 mL ------- x = 1,15 10-3 moles de H2SO4
1 mol H2SO4 -------- 2 moles de H+
1,15 10 moles de H2SO4 -------- x = 2,30 10-3 moles de H+ = moles OH– ------- 25,00 mL de muestra
0,09205 = x ------- 1000 mL
=> 0,0921 M
-3
1000 mL --------- 0,09205 moles OH–
1 mol NaOH------- 40 g
–
100 mL ---------- x = 0,009205 moles OH ---------------------- x = 0,3682 g ------- 10,32 g muestra
3,568 g = x ------- 100 g muestra
3,57 % P/P
PROBLEMA 3
1000 mL ------- 0,0450 moles de H2SO4
30,00 mL ------- x = 1,35 10-3 moles de H2SO4
1 mol H2SO4 -------- 2 moles de H+
1,35 10-3 moles H2SO4------- x = 2,7 10-3 moles de H+
(totales)
Se gastan 7,00 mL NaOH 0,1200 M para titular el exceso de H2SO4
RT: H+ + OH–  H2O
2
1000 mL ------- 0,1200 moles de NaOH
7,00 mL ------- x = 8,4 10-4 moles OH- = moles de H+ en exceso
moles de H+ que reaccionan = moles de H+ totales – moles de H+ en exceso
= (2,7 10-3 - 8,4 10-4) moles = 1,86 10-3 moles
2 moles de H+ ------- 1 mol H2SO4
1,86 10-3 moles de H+ ------- x = 9,30 10-4 moles H2SO4
Ba2+ + SO42- 
1 mol de
SO42-
=> moles de SO42BaSO4 (s)
reacciona con 1 mol de Ba  9,30 10 moles SO42- = moles Ba2+ = moles Ba(OH)2
2+
1 mol Ba(OH)2 ------- 171,00 g
9,30 10-4 mol ------- x = 0,159 g
-4
0,180 g ------- 100 %
0,159 g ------- x = 88,35 %
88,4 % pureza
PROBLEMA 4
PM TOK (C2O4HK.C2O4H2.2H2O ) = 254,10
RT:
(C2O4)2H3- + 3 OH–  3 H2O + (C2O4)243 moles OH- ------- 1 mol TOK
4,176 10-3 moles OH-------- x = 1,392 10-3 moles TOK
1000 mL -------- 0,1044 moles de NaOH
40,00 mL ------- x = 4,176 10-3 moles NaOH
1 mol de TOK --------- 254,10 g
1,392 10-3 moles ------- x = 0,3537 g
99,50 g TOK ------- 100 g muestra
0,3537 g TOK ------- x = 0,35548 g muestra
m = 356 mg
__________________________________________________________________________________
PROBLEMA 5
SO4 2- (H2SO4//Na2SO4) + Ba2+ (exceso)
RT:
H+
OH- 
+

BaSO4 (s)
H2O
Moles de H2SO4 en la muestra:
1000 mL ------- 0,2000 moles NaOH
50,00 mL ------- x = 0,01 moles OH- = 0,01 moles H+
1 mol H2 SO4 -------- 98 g
5 10-3 moles -------- x = 0,49 g
Moles totales de SO42- en la muestra:
2 moles de H+ -------- 1 mol H2SO4
0,01 moles de H+ -------- x =5 10-3moles H2SO4
20,0000 g muestra ------- 0,49 g H2SO4
100 g " ------- x = 2,450 g H2SO4
233,34 g ------- 1 mol de BaSO4
6,3000 g ------- x = 0,02699 moles de BaSO4
(moles totales de SO42-)
Moles de Na2SO4 = moles totales de SO4 2- - moles de SO4 2- provenientes del H2SO4
= (0,02699 - 5 10-3) moles = 0,02199 moles de SO4 2- provenientes de Na2SO4
1 mol Na2SO4 ------- 142 g
0,02199 moles ------- x = 3,1226 g
20,0000 g muestra ------- 3,1226 g
100 g " ------- x = 15,61 g Na2SO4
2,450 % H2SO4
15,61 % Na2SO4
__________________________________________________________________________________
3
PROBLEMA 6
10,0000 g polvo + H2O + NaOH, desprendimiento de NH3, se recoge en 50 mL de H2SO4 y el exceso
de ácido se valora con KOH
moles de ácido en exceso:
RT:
H+
OH- 
+
H2O
-
1000 mL KOH ------- 0,2500 moles de OH
25,00 mL KOK ------- x = 6,25 10-3 moles de OH- = moles de H+ en exceso
moles totales de ácido:
1000 mL H2SO4 ------- 0,2500 moles de H2SO4
50,00 mL H2SO4 ------- x = 0,0125 moles de H2SO4
1 mol de H2SO4 ------- 2 moles de H+
0,0125 moles " ------- x = 0,0250 moles de H+ totales
moles H+ que reaccionaron = moles H+ totales – moles H+ exceso = 0,01875 moles H+ = moles de NH3
que reaccionaron según la ecuación: NH3 + H+  NH4+
1 mol de NH3 ------- 17 g
10,00 g muestra ------- 0,3187 g NH3
0,01875 moles ------- x = 0,3187 g
100 g " ------- x = 3,187 g
3,19 % NH3
__________________________________________________________________________________
PROBLEMA 7
200,00 mL H2O + 5,00 mL NaOH 0,01 M + fenolftaleína
RT:
(1)
CO2 + H2O 
(2)
H2CO3 + OH– 
H2CO3
HCO3– + H2O (con fenolftaleína: 1er PE)
1000 mL ------- 0,01 moles OH–
5,00 mL ------ x = 5 10-5 moles OH– = moles de H2CO3 [por ec. (2)] = moles de CO2 [por ec. (1)]
5 10-5 moles de CO2 --------- 200,00 mL H2O
1 mol CO2 ------ 44 g
-4
2,5 x 10 moles CO2= x ------- 1000 mL H2O
2,5 10-4 moles CO2 ------ x = 0,011 g  11,0 mg/L
____________________________________________________________________________________
PROBLEMA 8
RT:
H2Tr + 2 OH–  Tr2- + 2 H2O (con fenolftaleína)
1000 mL -------- 0,03776 moles NaOH
21,48 mL ------- x = 8,11 10-4 moles OH–
2 moles de OH- --------- 1 mol de H2Tr
8,11 10-4 moles de OH- --------- x = 4,055 10-4 moles H2Tr
1 mol H2Tr -------- 150,09 g
4,055 10 moles H2Tr --------- x = 0,06086 g
0,6 g -------- 100 mL
0,06086 g --------- x = 10,14 mL
-4
Se debieron tomar 10,00 mL con una pipeta aforada (de 10,00 mL)
____________________________________________________________________________________
PROBLEMA 9
250,0 mg mezcla alcalina + H2SO4 0,1000 M
VF = 31,10 mL
4
VH = 0 mL
RT:
H+
OH- 
+
H2O
Álcali presente: NaOH
1 mol de H2SO4 ------ 2 moles de H+
0,1000 moles H2SO4 ------- x = 0,2 moles de H+
1000 mL ------- 0,2000 moles de H+
31,10 mL ------- x = 6,22 10-3 moles H+ = moles OH-
1 mol NaOH ------- 40 g
6,22 10-3 moles NaOH ------- x = 0,2488g
250,0 mg muestra ------- 100 %
248,8 mg "
------ x = 99,52 %
99,5 %
________________________________________________________________________________
PROBLEMA 10
2,000 g muestra + HCl 0,5000 M
VF = 25,50 mL
VH = 20,00 mL
VF > VH Álcalis presentes: Na2CO3 / NaOH
Hasta viraje de fenolftaleína (VF) se titula:
CO32- + H+

OH– + H+ 
Hasta viraje de heliantina (VH) se titula:
HCO3- + H+ 
HCO3–
H2O
H2CO3
Por lo tanto, necesito un volumen de ácido igual a VH para titular los moles de CO32- originales de la
muestra y un volumen de ácido igual a (VF -VH) para titular los moles de OH-.
1000 mL ------- 0,5000 moles de H+
20,00 mL (VH) ------- x = 0,02 moles de H+ = moles de HCO3- = moles de CO32- originales en la muestra.
Luego,
1000 mL ------- 0,5000 moles de H+
5,50 mL (VF-VH) ------- x = 2,75 10-3 moles de H+ = moles de OH- originales en la muestra .
1 mol de NaOH ------- 40 g
2,75 10-3 moles ------- x = 0,11 g NaOH
1 mol de Na2CO3 ------- 106 g
0,01 moles
------- x = 1,06 g
2,000 g ------- 100 %
0,11 g ------- x = 5,50 %
2,000 g ------- 100 %
1,06 g ------- x = 53,0 %
5,50 % NaOH
53,0 % Na2CO3
__________________________________________________________________________________
PROBLEMA 11
1,500 g muestra + HCl 0,2020 M
VF = 16,00 mL
VH* = 41,10 mL
Teniendo en cuenta que se está trabajando sobre dos alícuotas distintas de una misma muestra, el VH*
sería equivalente al VT cuando se trabaja sobre una alícuota  Por lo tanto, podemos definir el VH a
partir del viraje de fenolftaleína como:
VH = VT - VF  VH* - VF = 25,10 mL
Ahora, como VH > VF Álcalis presentes: Na2CO3/ NaHCO3
5
Hasta viraje de fenolftaleína (VF) se titula:
CO32- +
H+

HCO3–
(1)
Desde el viraje de la fenolftaleína hasta el viraje de heliantina (VH) se titula:
HCO3- [generado en (1) + original de la muestra] + H+ 
H2CO3
(2)
Por lo tanto, según la ec. (1) se necesita un volumen de ácido igual a VF para titular los moles de CO32presentes en la muestra y un volumen de ácido igual a (VH -VF) para titular los moles de HCO3- originales
de la muestra (2).
1000 mL ------- 0,2020 moles de H+
16,00 mL (VF) ------- x = 3,232 10-3 moles de H+ = moles de CO32- [por ec. (1)]
1000 mL ------- 0,2020 moles de H+
9,10 mL (VH-VF) ------ x = 1,8382 10-3 moles de H+ = moles de HCO3- originales en la muestra [ver ec. (2)]
1 mol de NaHCO3 ------- 84 g
1,8382 10-3 moles NaHCO3 ------- x = 0,1544 g
1 mol de Na2CO3 ------- 106 g
3,232 10-3 moles Na2CO3 ------- x = 0,3426 g
1,500 g ------- 100 %
0,1544 g ------- x = 10,29 %
1,500 g -------100%
0,3426 g ------- x = 22,84 %
10,3 % NaHCO3
22,8 % Na2CO3
____________________________________________________________________________________
PROBLEMA 12
a) 0,4000 g muestra: 0,2000 g NaOH // 0,2000 g Na2CO3
Usando fenolftaleína como indicador se titula el OH– y el CO32- (sólo hasta HCO3-).
Ambas reacciones son mol a mol.
CO32- + H+  HCO3–
OH– + H+  H2O
40 g ------- 1 mol de NaOH
0,2000 g ------- x = 5 10-3 moles de OH1 mol de OH-------- 1 mol de H+
5x10-3 moles OH-------- x = 5 10-3 moles H+
106 g ------- 1 mol de Na2CO3
0,2000 g ------- x = 1,887 10-3 moles de CO321 mol de CO32-------- 1 mol de H+
1,887 10-3 moles CO32--------- x=1,887 10-3 mol H+
1,887 10-3 moles de H+ + 5 10-3 moles de H+ = 6,887 10-3 moles totales de H+ consumidos
2 moles de H+---------- 1 mol de H2SO4
6,887 10-3 moles de H+---------- x = 3,4435 10-3 moles de H2SO4
0,1250 moles de H2SO4 -------- 1000 mL
3,4435 10-3 moles de H2SO4 ------- x = 27,55 mL
27,55 mL de H2SO4 0,1250 M
Usando heliantina como indicador se titulan los moles de HCO3- formados hasta viraje de la
fenolftaleína que pertenecen al CO32- original de la muestra (1,887 10-3 moles), que ahora pasan a H2CO3:
6

HCO3- + H+
H2CO3
1 mol de HCO3- ------- 1 mol de H+
1,887 10 moles de HCO3- ------- x = 1,887 10-3 moles de H+
-3
2 moles de H+---------- 1 mol de H2SO4
1,887 10-3 moles de H+ ---------- x = 9,435 10-4 moles de H2SO4
0,1250 moles de H2SO4 -------- 1000 mL
9,435 10-4 moles de H2SO4 ------- x = 7,55 mL
7,55 mL de H2SO4 0,1250 M más
b) 0,4000 g de muestra: 0,2000 g NaHCO3 // 0,2000 g de Na2CO3
Usando fenolftaleína como indicador, reacciona el CO32- hasta HCO3–:
 HCO3–
CO32- + H+
106 g ------- 1 mol de Na2CO3
0,2000 g ------- x = 1,887 10-3 moles CO32-
1 mol de CO32- ------- 1 mol de H+
1,887 10-3 moles CO32- ------- x=1,887 10-3moles de H+
2 moles de H+---------- 1 mol de H2SO4
1,887 10 moles de H+ ---------- x = 9,435 10-4 moles de H2SO4
-3
0,1250 moles de H2SO4 -------- 1000 mL
9,435 10-4 moles de H2SO4 ------- x = 7,55 mL
7,55 mL de H2SO4 0,1250 M
Usando heliantina como indicador se titula el HCO3- original de la muestra y el HCO3- formado a partir
del CO32- (1,887 10-3 moles):
 H2CO3
HCO3- + H+
84 g ------- 1 mol de NaHCO3
0,2000 g ------- x = 2,381 10-3 moles de NaHCO3 = moles de HCO31,887 10-3 moles de H+ (consumidos para neutralizar el HCO3- formado a partir del CO32- presente en la
muestra original) + 2,381 x 10-3 moles de H+ (consumidos para neutralizar el HCO3- original en la
muestra) = 4,268 x 10-3 moles de H+ totales
2 moles de H+---------- 1 mol de H2SO4
4,268 10-3 moles de H+ ---------- x= 2,134 10-3 moles de H2SO4
0,1250 moles de H2SO4 ------- 1000 mL
2,134 10-3 moles de H2SO4 ------- x = 17,07 mL
17,07 mL de H2SO4 0,1250 M más
7