Guia de Problemas - Primer Parte

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.