1. ¿Qué significa la palabra higroscópico? Es la afinidad química de ciertas sustancias, casi siempre sales, por la humedad, atraen agua en forma de vapor o de líquido de su ambiente. Estos compuestos en disolución con agua! se ven afectados en sus propiedades con relación a su estado puro. ". ¿#or qué las disoluciones de $a%& deben guardarse en botellas de pl'stico? $o se debe almacenar en contenedores met'licos porque es mu( corrosivo, en envases de vidrio tampoco porque puede reaccionar con )i%". )e debe guardar en envases de pl'stico como polietileno, (a que no reacciona con el hidró*ido. +. alcula alcula las cantida cantidades des necesaria necesarias s ( describe describe el procedim procedimient iento o para preparar preparar las siguientes disolucionesa! "/ m0 de una disolución de $a%& /.1 mol0 a partir de una disolución " mol0
0.25 Lx 0.25 Lx
(
) ( )=
0.1 mol 1 L x 1 L 2 mol
0.0125 L 0.0125 L x
(
1000 mL 1 L
)=
0.0125 L 0.0125 L
12.5 mL
#reparación- on una pipeta graduada se miden los 1". mililitros de la disolución de $a%& " mol0, en un matra2 aforado de "/ m0 se coloca una cama de agua destilada apro*imadamente de 1// m0, poco a poco se va depositando la sosa, se agrega el restante de agua ( finalmente se afora con una pipeta #asteur. b! / m0 de una disolución de &l /.1 mol0 a partir de &l concentrado comercial +34 mm ( densidad 1.15 gm0!.
0.05 L 0.05 L x
(
)(
)(
) ( )=
0.1 mol 36.45 gr 1 mol 100 x x x 1 L 1 mol 1.18 gr 37
0.4180 mL
#reparación- En un matra2 aforado de / m0 se coloca una cama de agua destilada, el 'cido con esta es una reacción e*otérmica. $unca se coloca el agua al 'cido. on una micropipeta se miden los /.61 m0 del &l ( se vierten en el matra2. Esto se calentar', se tendr' que esperar a que enfríe ( quede en temperatura ambiente, (a que el volumen puede verse afectado. 7inalmente se afora con una pipeta #asteur. c! / m0 de una disolución de &")%6 /.1 mol0 a partir de &")%6 &")%6 conce concent ntrad rado o come comerci rcial al 854 854 mm ( dens densida idad d 1.56 1.56 gm0!.
0.05 Lx 0.05 Lx
(
)(
) ( ) (
0.1 mol 98.08 gr 100 1 mL x x x x x 1 L 1 mol 98 1.84 gr
)=
0.2719mL 0.2719 mL
#reparación- En un matra2 aforado de / m0 se agrega una cama cama de agua agua desti destilad lada a apro apro*i *imad madame amente nte la mitad mitad del del matra matra2!, 2!, en seguid seguida a en la campana se va a a9adir el &")%6 concentrado con una micropipeta, una ve2 agregado se coloca el restante del agua. #or :ltimo, con una pipeta #asteur se llena hasta la línea de enrase del matra2. d! / m0 de una disolución de 'cido cítrico ;&5%3 /.1 mol0 a partir de 'cido cítrico sólido.
0.05 Lx 0.05 Lx
(
)(
0.1 mol 192.117 gr x 1 L 1 mol
)=
0.9605 gr
#reparación- En un vidrio de relo< se pesan los /.8; gramos de ;&5%3, en un matra2 aforado de / m0 se coloca agua destilada, agregando el 'cido cítrico sólido este se disolver', finalmente se afora con pipeta #asteur. 6. ¿Qué cuidados ha( que tener al me2clar los reactivos indicados en la pregunta anterior con agua? El 'cido debe agregarse de forma letal al agua, revolviendo, para evitar que una capa concentrada del mismo se forme en la parte inferior de la me2cla. #or otro lado, se debe tener cuidado (a que las soluciones recién preparadas pueden estar calientes (, por lo tanto, ser m's corrosivas que la solución fría. )e prepara la cama de agua, ( al verter el conce concentr ntrad ado, o, se hace hace por por las pared paredes es del del conte contene nedor dor.. El 'cido 'cido sulf: sulf:ric rico o es el que que reacciona m's violento, sin embargo, por la concentración de la disolución no pasar' a ma(ores. . ¿Qué material se requiere para preparar cada una de las disoluciones de la pregunta +? a! #ipeta graduada, matra2 aforado ( pipeta #asteur. b! #ipeta graduada, matra2 aforado ( pipeta #asteur. c! #ipeta graduada, matra2 aforado ( pipeta #asteur. d! =idrio de relo<, esp'tula, balan2a, matra2 aforado ( pipeta #asteur.
;. ¿ómo pueden prepararse "/ m0 de una disolución de $a%& /.// mol0 a partir de la disolución /.1 mol0 mencionada en la pregunta +a? >escribe e indica tu estrategia de operación-
(
mol NaOH NaOH disolución ón NaOH NaOH ∗ 0.005 mol 250 ml disoluci 1000mL 1000 mL disoluci disolución ón
−3
(
1.25 x 1.25 x 10 mol mol NaOH NaOH ∗
)(
1 L disolución disolución 0.1mo 0.1 moll de NaOH NaOH
∗
)
−3 NaOH 1.25 x 10 mol NaOH =1.25 x
1000 mL 1 L
)=
12.5 mL
)e toman 1". ml de la disolución /.1 con una pipeta volumétrica de ml, completando los ". ml que faltan con una pipeta graduada, en un matra2 aforado de "/ ml se llena con agua destilada, apro*imadamente a la mitad del volumen. )e vierte el $a%& en el matra2 ( finalmente se afora con una pipeta #asteur. 3. ¿u'l ser' la concentración de &l de una disolución preparada tomando 1/ m0 de una disolución /.1 mol0 de &l ( llevando al aforo a / m0? @ndica tu estrategia de operación.
(
10 ml de disol disoluc ución ión HCl∗
0.1mol 0.1 mol desoluto desoluto 1000 ml
)
=1 x 10−3 molde HCl
1/
−3
1 x 10 mol de HCl =0.02 M 0.050 L de disolución on una pipeta volumétrica de 1/ ml se toman los 1/ ml requeridos de la disolución de /.1 , se vierten en un matra2 aforado de / ml con una cama de agua previamente. )e afora con pipeta #asteur. 5. ¿ómo pueden prepararse, a partir de una disolución /.1 mol0, 1// m0 de una disolución de 'cido cítrico cuatro veces menos concentrada? >escribe e indica tu estrategia de operación-
(
100 ml disolución∗
0.025 molsoluto 1000 ml dedisolución
(
0.0025 mol H 3 Cit ∗
1000 ml 0.1 mol H 3 Cit
)=
)=
0.0025 mol H 3 Cit
25 ml dedisolución
)e toma con una probeta graduada " ml de disolución de /.1 ( se vierten en un matra2 aforado de 1// ml con una cama de agua previamente preparada. 7inalmente se afora con una pipeta #asteur.
CUESTIONARIO PREVIO 2 1. ¿Qué es una valoración o titulación? Es la técnica para saber la concentración e*acta de una disolución. )e requiere de un reactivo llamado valorante, el cual se hace reaccionar con el analito de una disolución de concentración desconocida. onociendo el volumen que reacciono de valorante, ( la cantidad de reactivo en el analito se puede conocer la concentración de ambas sustancias ". ¿Qué es el punto de equivalencia de una titulación? uando se va agregando la disolución de concentración desconocida desde una bureta a la disolución patrón, que se encuentra en un matra2 se busca este punto de equivalencia, en el cual el 'cido ha reaccionado, o neutrali2ado por completo a la base. +. ¿Qué es un titulante? Es la disolución que se encuentra en la bureta, de la cual en este caso se quiere saber su concentración e*acta. Esta sustancia reacciona con el anailito para lograr la neutrali2ación. 6. @nvestiga los posibles efectos da9inos a la salud o al medio ambiente, del biftalato de potasio. Aegistra tu fuente de información. &acia la salud los da9os probables son por contacto ocular o en la piel causando irritaciones. En el medio ambiente no es de esperar
bioacumulación, su descarga en el ambiente e*terior debe evitarse. $o es un producto peligroso seg:n la legislación de la unión europea
. ¿Qué es un analito? Es la disolución que ser' anali2ada finalmente, la cual se encuentra en el matra2 Erlen e(er ( reaccionar' con el titulante para después conocer su concentración e*acta. Es la disolución de interés ( la cual por medio de los c'lculos estequiometricos correspondientes permitir' conocer la concentración de $a%& ;. ¿Qué es una disolución valorada, estandari2ada o normali2ada? Es cuando (a se a anali2ado al analito ( se determina su concentración por medio de c'lculos con alta precisión ( e*actitud
3. ¿Qué es un indicador 'cidoBbase? ¿u'l es el color de la fenolftaleína en medio 'cido ( en medio b'sico? En las valoraciones acidoBbase los indicadores son sustancias las cuales presentan color distinto en medio 'cido ( b'sico. 0a fenolftaleína es un indicador que en medio acido o neutro es incoloro, pero adquiere un color rosa intenso en disoluciones b'sicas. 5. ¿ómo se calcula el 4 de error en una determinación e*perimental? El valor absoluto nos indica si obtuvimos m's o menos, que el valor teórico, en el valor e*perimental. Es una forma de conocer el porcenta
%error =
(
valor experimental −valor teorico valor teórico
)∗
100
8. ¿ómo se calcula la desviación est'ndar para una serie de valores? Es la raí2 cuadrada de la media de los cuadrados de los datos de desviación. Es el grado de dispersión de los datos con respecto al valor promedio.
σ =
√
x´ es el promedio
n
( xi−´ x ) ∑ = i 1
Xi es el valor de cada experimento
( n −1 )
1. ompletar ( balancear cada una de las siguientes ecuaciones químicas de neutrali2ación-
a)
HCl + NaOH → NaCl + H 2 O
b)
H 2 S O 4 + 2 NaOH → Na2 S O4 + 2 H 2 O
c)
H 3 C 6 H 5 O7 + 3 NaOH → Na3 C 6 H 5 O 7 + 3 H 2 O
". >ibu
.
.
.
HCl
H2SO4
H3C6H5O7
+. ¿u'ntos mol de iones & D libera un mol de cada uno de estos 'cidos?
Ácido clorhídrico 1 mol
Ácido sulfúrico 2 mol
Ácido cítrico 3 mol
6. ¿Qué es una alícuota? orresponde a un cierto volumen también puede ser masa! que se toma de muestra de una disolución de volumen ma(or.
. ¿Qué efecto tienen en el medio ambiente las sales de sodio que se forman al neutrali2ar los 'cidos utili2ados en esta pr'ctica?
Cloruro (NaCl)
de
sodio
Sul!ato (Na&S')
de
sodio
Citrato (Na*Cit)
No se considera peligroso bao condiciones de !uego. No es in"amable ni e#plosico$ pero puede e#plotar vio%entamente ocn alumio. Se debe evitar la humedad y aire.
El producto no es considerado peligroso. Si se presentan derrames se deberá evitar el ingreso del mismo a corrientes de agua. En caso de derrames en tierra se deberá recoger todo el pruducto derramado. La descomposición térmica puede desprender humos acres y vapores arritantes.
de
sodio
Se debe evitar )ue el material derramado salga al ambiente e#terior. Es incompatible con o#idantes
;. ¿Qué volumen de $a%& /.1 se requiere para neutrali2ar 1/ m0 de &l /.1 ?
10 mldis
(
0.1 mol HCl 1000 ml
(
0.001 mol NaOH
)=
0.001mol HCl
1000 ml 0.1 molNaOH
)=
10 ml de NaOH
3. ¿Qué volumen de $a%& /.1 se requiere para neutrali2ar todos los protones de 1/ m0 de una disolución 2SO! /.1 ?
10 mL H 2 SO 4
(
0.1 mol H 2 SO 4 1000 ml
&
(
0.002 mol NaOH 5.
1000 ml 0.1 mol
)=
)=
−3
1 x 10 mol H 2 SO 4
(
2 mol NaOH 1 mol H 2 SO 4
)=
0.002 mol NaO
20 ml NaOH
¿Qué volumen de $a%& /.1 se requiere para neutrali2ar todos los protones de 1/ m0 de una disolución de
10 mldis
(
0.1 mol HCl 1000 ml
(
0.001 mol H 3 Cit
)=
H 3 C 6 H 5 O7 /.1 ?
0.001mol H 3 Cit
3 molNaOh 1mol H 3 Cit
)=
0.003 mol NaOH
(
0.003 mol NaOH
1000 ml 0.1 mol
)=
30 ml NaOH
8. ¿Qué información acerca del soluto ( la disolución proporcionan las siguientes e*presiones de la concentración? %m/m: Es una relación de la masa de un soluto en g! en la masa de una disolución en g!, esto multiplicado por cien. %v/v : Aelación que e*presa el volumen del soluto en el volumen total de la disolución ambos en ml!, esto multiplicado por cien. %m/v : E*presa la masa del soluto en g! presente en la disolución, entre el volumen total de la disolución en ml!, multiplicado por cien. 1/. ¿u'l es la concentración en 4 mv de una disolución de &l al +3 4 mm cu(a densidad es 1.15 gm0?
37 gHCl
(
1mol 36.46 g
)= ( )=
1.01 mol HCl
100 g dedisolución
1 ml 1.18 g
84.74 ml
m = 43.45 v 11. na disolución que contiene +/ g de &l por cada 1// g de disolución ¿es +/ 4 mm o +/ 4 pp? 0os dos términos son correctos, (a que esta relación se trata de los g de soluto por cada 1// g de disolución. 1". ¿u'l es la concentración en 4 mv de una disolución " de &l?
2 mol HCl
(
)=
36.46 g 1 mol
72.92 g HCl
m = 7.29 v
Cuestionario previo 1 1. ¿Qué es el ácido muriático? Es el 'cido clorhídrico, 0avoisier le nombró muri'tico basado en el hecho de que FmuriatoG indica que se encuentra cloro en compuestos inorg'nicos.
2. Este ácido se utiliza como auxiliar de la limpieza en el hogar, ¿qué tipo de suciedad es la que se puede eliminar con esta sustancia? Elimina cal ( ó*ido, limpie2a de sanitarios, elimina restos de contaminación, elimina cemento, es des calcificador, limpia suciedad inorg'nica, es abrillantador (
cristali2ador en limpie2a de suelos, es solubili2ante. >esinfecta gracias a su car'cter fuertemente 'cido.
3. ¿Para qué se utiliza la sosa en el hogar? om:nmente para limpie2a ( desengrase en cocinas ( hornos, por e
4. ¿Qué tipo de suciedad es a que se puede eliminar con esta sustancia? Es mu( desengrasante, afecta superficies ( materiales de aluminio ( 2inc, afecta a la pintura, fibras te*tiles ( cuero, se utili2a también como limpiador de fachadas, es solubili2ante ( saponificante. Hambién puede utili2arse como germicida.
5. ¿Cómo se preparan 5 m! de una dilución "#$5 de ácido muriático comercial? %escri&e el procedimiento ' realiza las operaciones correspondientes( )e mide en una pipeta volumétrica de " ml, los dos mililitros de 'cido clorhídrico, por otra parte, se prepara en un matra2 volumétrico de / ml una cama de agua, en seguida, se agrega el volumen medido de 'cido de la pipeta en el matra2. Esta reacción es un poco e*otérmica, se debe esperar a que la disolución este a temperatura ambiente para poder aforar con una pipeta #asteur.
50 ml de disolución
(
1 ml HCl 25 mldisolucón
)=
2 mlde HCl
6. ¿Cuál es la concentración molar de una disolución preparada con " g de car&onato de sodio con una pureza del )5 * m+m ' aorando con agua a $5 m!?
(
10 g N a2 C O3 250ml
)(
95 g N a2 C O3 100 g disolución
)(
1 mol 105.99 g N a2 C O3
)(
1000 ml 1 L
)=
0.35 M
7. Calcular la cantidad necesaria para preparar 5 m! de una disolución (" - de ácido tartárico cu'a órmula condensada es C ./ 01 0 (
0.050 ml disolución
(
0.1 molC 4 H 6 O 6 1000 ml
)(
150 g C 4 H 6 O 6 1 molC 4 H 6 O6
)=
0.75 g C 4 H 6 O6
8. 2e tienen $ m! de una disolución ($5 - de una sustancia ácida, ¿cuántos protones ácidos tiene esta sustancia por molécula, si se requieren "5 m! de 3a1/ (" - para neutralizar por completo esta disolución?
0.020 L disolución
(
0.025 mol 1 ldisolucion
)=
0.0005 molácido
(
0.015 L NaOH
0.1 mol 1l
)=
0.0015 mol NaOH
0.0015mol NaOH = 3 protones ácidos 0.0005mol ácido
9. ¿Cuál es la normalidad de la disolución anterior?
( 1.
0.025 molácido 1 l disolucion
)(
3 equivalentes de ácido 1 mol ácido
)=
0.075 N
+,ué es un patrón primario-
ambién llamado estándar primario$ es una sustancia utili/ada como re!erencia al momento hacer una valoración o estandari/ación. 0sualmente son sólidos$ tienen composición conocida$ deben de tener elevada pure/a$ debe ser estable a temperatura ambiente$ no debe de absorber gases y debe de reaccionar rápidamente con el titulante. 2.
Escribe una 123 si el enunciado es verdadero y una 143 si es !also. En caso de ue sea !also$ usti5ca tu respuesta.
ENUNCIADO Un reductor, gana electrones. !a o"idacin es una #$rdida de electrones. Si un ele%ento se reduce, au%enta su n&%ero de o"idacin. Durante una reaccin de "ido reduccin, el o"idante se o"ida. Una reduccin es una ganancia de electrones. Un ele%ento en su *or%a o"idada, es un reductor. Un ace#tor de electrones es un o"idante.
F/V V
JUSTIFICACIÓN Si, un reductor gan electrones
V
Si, se o"ida donando electrones.
F
Cuando un ele%ento se reduce, su n&%ero de o"idacin es %enor 'ue al inicio de la reaccin
F
El agente o"idante se reduce, #or'ue ace#ta electrones ( )ace 'ue el otro ele%ento se o"ide.
V
Si, en la reduccin se ace#tan electrones.
F
No, es al contrario. Un ele%ento en su *or%a o"idada *ue un o"idante.
V
O"ida a el ele%ento 'ue se los dona.
Un donador de electrones se o"ida. El sodio %et+lico es un reductor %u( *uerte. El F es un %u( -uen o"idante.
3.
V
Si, al donar electrones se o"ida.
V
Dona sus electrones *+cil%ente.
F
No, el &or casi no se co%-ina con ning&n ele%ento ( es %u( electronegatio
Considerando ue el n6mero de o#idación de los carbonos en el o#alato es de *7 y en el dió#ido de carbono de 7 $ balancea paso a paso en el siguiente espacio$ la ecuación iónica entre el ion o#alato y el ion permanganato en medio ácido$ por el método del ion electrón. +¿ →C O2 + Mn +2+ H 2 O −¿+ H ¿ ¿ C 2 O 4 + Mn O 4
−¿
C 2 O4 →2 CO 2+ 2 e
¿
−¿ → Mn+2 + 4 H 2 O +¿+ MnO¿4 −¿+ 8 H ¿ 5e
¿
−¿
5 C 2 O4 →10 CO 2+ 10 e
¿
−¿ → 2 Mn +2+ 8 H 2 O +¿+ 2 Mn O¿4 −¿ + 16 H ¿ 10 e
¿
−¿ → 10 CO2 + 2 M n+2 + 8 H 2 O +¿+ 2 Mn O¿4 ¿ 2−¿+ 16 H ¿
5 C 2 O 4 ❑
+Cuántos electrones acepta (acepta o cede) cada ion permanganato durante la reacción con o#alato- 0 electrones. 5. +Cuántos electrones cede (acepta o cede) cada ion o#alato durante la reacción con permanganato- 2 electrones. 6. Completa la ecuación iónica anterior y escribe la ecuación u8mica y balanceada entre el o#alato de sodio Na &C&' y el permanganato de potasio en presencia de ácido sul!6rico$ para dar como productos principales$ dió#ido de carbono y sul!ato de manganeso (99). 4.
Ecuación: H2SO4 + Na22O4 + !"nO4 ! 2SO #2O4
O2 + "nSO4 + Na2SO4 +
2O2 + 2e$ %
# &H+ + 'e$ + "nO4
"n + 4H 2O %2
'2O4 + ()H+ + (*e$ + 2"nO4
(*O2 + (*e$ + 2"n + 4H 2O
Ecuación umica -alanceada: 123SO4 5 0Na3C3O4 5 367nO4 5 123O5 6 3SO4
7.
0Na3SO45 89CO3 5 37nSO4
La reacción de ó#ido:reducción entre los iones 4e&7 y ;n' : en medio ácido$ produce ;n&7 y 4e*7 . Escribe esta ecuación iónica y balancéala paso a paso en el siguiente espacio$ mediante el método del ion:electrón.
.e2+ + "nO4$ # .e+2
"n+2 + .e+/
$ .e+/ + (e %'
&H+ + 'e$ + "nO4$ '.e+2 +&H+ + "nO 4$
"n+2 + 4H2O
"n+2 + '.e+/ + 4H2O
Ecuación iónica -alanceada 0Fe5: 5 7n53 : 0Fe53 5 7nO4
8.
Completa la ecuación iónica anterior y escribe la ecuación u8mica entre el sul!ato de hierro (99) y el permanganato de potasio en presencia de ácido sul!6rico (N'<= multiplica #& cada uno de los coe5cientes esteuiométricos de la ecuación iónica antes de completar la ecuación).
!"nO4 + .eSO4 + H2SO4
! 2SO4 + "nSO 4 + .e2#SO4 %/ + H2O
.e+2
.e+/ + (e$
&H+ + 'e$ + "nO 4$ 2 #'.e+2 + &H+ + "nO4$
"n+2 + 4H2O
'.e+/ + "n+2 + 4H2O%
Ecuación umica -alanceada: 367nO4 5 89FeSO4 5 123SO4 9.
6 3SO4 5 37nSO4 5 0Fe3;SO4 <: 5 123O
Escribe completa y balanceada por el método del ion:electrón la ecuación u8mica entre el permanganato de potasio con el agua o#igenada$ en presencia de ácido sul!6rico.
MnO 4 + H 2 O 2 + H 2 S O4 →MnSO4 + O2 + H 2 O+ 2 S O 4
−¿ → M n +2+ 4 H 2 O +¿+ Mn O¿4 −¿+ 8 H ¿ 5e
¿
−¿ ¿ +¿+ 2 e ¿ H 2 O2 →O 2 + 2 H +¿
2 Mn O 4 + 5 H 2 O2 + 16 H + →2 M n
+2
+ 8 H 2 O + 5 O2+ 10 H ¿
!cuación qu"mica#alanceada : 2 Mn O4 + 5 H 2 O2+ 6 H 2 S O4 →2 MnSO 4 + 5 O2 + 8 H 2 O + 2 S O4
8. En una disolucin de 2=SO> 8 7, ?Cu+l es la concentracin %olar de los iones de )idrgeno@ O#eraciones (
1 mol de H ₂ SO ₄ 1 L disolusion
)
(
2 molde H ⁺ 1 mol de H ₂ SO ₄
)
0
37
3. ?Cu+l es la nor%alidad de una disolucin 8 7 de 2=SO>@ Ecuacin 'uB%ica ;se%irreaccin< >?S'@
&>A 7 S'@2+
O#eraciones (
1 mol de H ₂ SO ₄ ) 1 L disolusion
(
2 equivalentes$ ) 1 mol de H ₂ SO ₄
B
2 N
:. En una disolucin de 2Cit 8 7, ?Cu+l es la concentracin %olar de los iones de )idrgeno +cidos@ O#eraciones (
1 mol de H ₃ Cit ) 1 L disolusion
(
3 mol de H ) 1 mol de H ₃ Cit ⁺
:7
4. ?Cu+l es la nor%alidad de una disolucin 8 7 de 2Cit@ Ecuacin 'uB%ica ;se%irreaccin<
>Cit
*>A 7 Cit*7$
O#eraciones (
1 mol de H ₃ Cit ) 1 L disolusion
(
3 equivalentes ) 1 mol de H ₃ Cit
B
:N
0. ?Cu+l es la nor%alidad de una disolucin 8 7 de NaO2@ Ecuacin 'uB%ica ;se%irreaccin<
Na'>
Na A 7 '> D
O#eraciones (
1 mol de NaOH ) 1 L disolusion
(
1 equivalente ) 1 mol de NaOH
B
8N
. Considerando un litro de una disolucin de 67nO 4 'ue a a reaccionar #ara dar 7n 35 ,?Cu+ntos %oles de electrones a a ace#tar el ion #er%anganato@ Ecuacin 'uB%ica ;se%irreaccin< 'e$ + &H+ + "nO4$ 0 "n2+ + 4H2O
O#eraciones −¿
( mol ;n'):
1 mol MnO 4 −¿ e 5
¿ ¿ ¿
B 0 %ol de electrones.
.?Cu+l es l nor%alidad de una disolucin 8 7 de 67nO4@ O#eraciones
(
1 mol MnO 4 1 L disoluci ó n
)(
5 eq $MnO 4 1 molMnO4
)=
5 N
1. Considerando un litro de una disolucin de Fe35 8 7 'ue a a reaccionar #ara dar Fe:5, ?Cu+ntos %oles de electrones a a ceder el Fe35@ Ecuacin 'uB%ica ;se%irreaccin< −¿ ¿ 3 +¿+ 1 e ¿ 2 +¿ → e e
¿
O#eraciones 2+¿
e 1 mol% 1 L disoluci ó n
¿ ¿
2 +¿
1 mol%e −¿ mole 1
¿ −¿
¿=1 mole ¿ 1 litro disoluci ó n ¿
G. ?Cu+l es la nor%alidad de una disolucin 8 7 de Fe35@ O#eraciones 2+¿
e 1 mol% 1 L disoluci ó n
¿ ¿
2+¿
1 mol%e 2+¿ e 1 eq$%
¿
¿=1 N ¿
89. Considerando un litro de una disolucin de o"alato de sodio 87
Na (¿ ¿ 2 C 2 O4 )
¿
'ue a a reaccionar #ara dar CO 3 , ?Cu+ntos %oles
de electrones a a ceder cada ion o"alato@ Ecuacin 'uB%ica ;se%irreaccin< −¿
2−¿ → 2C O 2+ 2 e ¿
C 2 O 4
O#eraciones
¿
Na
¿ ¿ 2C 2 O 4 Na
¿ −¿ (¿ 2C 2 O 4 ¿ ¿)=2 mole ¿ 1 mol ¿ 2
mole
−¿
¿ ¿
(¿ ¿ 1 L disoluci ó n ¿)¿ 1 mol ¿ ¿ 1 litrodisoluci ó n ¿
88. ?Cu+l es la nor%alidad de una disolucin 8 7 de
Na (¿ ¿ 2 C 2 O4 )
¿
@
O#eraciones
(
1mol Na2 C 2 O4 1 L disoluci ó n
)(
2eq$Na2 C 2 O 4 1 mol Na2 C 2 O 4
)=
2 N
1u3 es un reactivo limitante Se llama reactivo limitante al reactivo ue se termina durante la reacción u8mica. 0na ve/ ue uno de los reactivos ya no está presente porue se consumió en su totalidad$ la reacción no podrá continuar$ por lo ue ese reactivo es el ue limita la reacción. La cantidad má#ima de producto ue se puede !ormar depende de la cantidad de reactivo o reactivos limitantes ue se ten8an al inicio. Los reactivos en e#ceso son todos auellos ue estaban presentes en cantidades mayores a las ue se necesitan para reaccionar con el reactivo limitante. Fe estos reactivos al 5nal de la reacción habrá un remanente
1u5les son las o-servaciones experimentales ue te indican ue se 6a llevado a ca-o una reacción umica
Emisión de gases E!ervescencia Cambios de color Emisión de lu/ Elevación de la temperatura 4ormación de nuevas sustancias.
ompleta la si7uiente ta-la donde se plantea una ecuación umica ue descri-e la reacción entre ma7nesio y nitró7eno para dar nitruro de ma7nesio8 Ecuación umica:
9atos iniciales
"oles iniciales
()& 7
(4*7
)8(
48
28/8
48
"oles ue reaccionan
)8(
28/
28)
3 Mg + N 2 → M g 3 N 2
"oles sin reaccionar
"oles ue se =orman
>ramos ?nales restantes
>ramos ?nales =ormados
*
*
antidad de sustancial inicial168 gMg
(
1 mol Mg 24.31 g Mg
)=
6.91 mol Mg
2/28*;
;'8/4
28/
8
2/28*;
140 g N 2
(
1 mol N 2 28.02 g N 2
)=
4.99 mol N 2
Aeactivo limitante6.91 =2.3 3
gI
Aeactivo limitante
N 2=
4.99 1
= 4.99
nM g 3 N 2= 6.91mol Mg
(
1mol Mg3 N 2 3 mol Mg
)=
2.3 mol Mg3 N 2
(
1 molN 2
n N 2 ( quereaccionan ) = 6.91mol Mg3
n N 2 ( sin reaccionar )=4.99 −2.3= 2.69mol N 2
3 mol N 2
)=
2.3 mol N 2
m N 2 =2.3 mol N 2
(
28.02 g N 2 1mol N 2
)=
64.44 g N 2
m Mg 3 N 2=2.3 mol Mg3 N 2
(
100.92 g Mg3 N 2 1 mol Mg3 N 2
)=
232.097 g Mg 3 N 2
(8 1u3 esta-lece la ley de acción de masas Expresa para cualuier reacción, la relación entre las concentraciones de los reactivos y de los productos presentes en el euili-rio8 9e acuerdo con la ley de acción de masas, la condición de
[ C ]c [ & ]d euili-rio esta descrita por = [ ' ] a [ ( ] # #expresión de la constante de euili-rio% re la reacción8 Esta contante solo depende de la esteuiometria de la reacción, no de su mecanismo, depende de la reacción espec?ca y de la temperatura, el valor de esta constante a cualuier temperatura dadas no depende de cantidades iniciales de reactivos y productos, tampoco importa si 6ay otras sustancias presentes, siempre y cuando no reaccionen con un reactivo o con un producto8
28 El ión cromato #rO4@2 % y el ión dicromato #r 2O;@2 % se interconvierten uno en el otro al cam-iar el medio de 5cido a alcalino o viceversa8 a% Aropón una estructura de BeCis para cada una de estas dos especies
In cro%ato
In dicro%ato
-% Dalancea por el m3todo adecuado la ecuación umica ue representa la interconversión del ión cromato al ión dicromato en medio 5cido:
!quili#rio 1. !cuación iónica #alanceada
:
2−¿+ H 2 O →
¿
2−¿ ) C r 2 O7 +¿+ 2Cr O¿4 ¿ 2 H
c% 6ora -alancea por el m3todo adecuado la ecuación umica ue representa la interconversión del ión cromato al ión dicromato en medio -5sico:
!quili#rio 2. !cuacióniónica #alanceada
−¿ ¿ +¿+ 2 OH ¿ 2 −¿+ 2 H
→
−¿ ) 2 Cr O¿ −¿+ H O + C r O ¿ 2
4
2
2
¿
2 OH
7
:
d% Escri-e la expresión de la constante de euili-rio para cada uno de estos procesos:
2−¿ ¿ C r 2 O7
¿ 2−¿
¿ +¿
¿
¿
Cr O4
H
¿ 2−¿
+¿¿
H
¿ −¿
¿
¿
OH
Cr O4
¿ ¿ ¿ ¿ ¿
eq 1=¿
¿ ¿2 ¿ 2−¿
¿
C r 2 O7
¿ −¿¿
OH
¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ¿
eq 2=¿
/8 El ión .e/+# ac% precipita como 6idróxido =3rrico en presencia de iones OH@8 a% Escri-e la ecuación umica #en euili-rio% ue descri-e el =enómeno mencionado anteriormente8
!cuaciónqu"mica 1 :
−¿ +¿+ 3 OH ¿ ¿ 3 +¿ → e ( OH ) 3( s) + 3 H −¿+ 3 H 2 O + e¿( ac) ¿
3 OH →
3 +¿ ) %e ( OH ) 3( s)
¿
¿
3 OH ( ac)
¿ -% Escri-e a6ora, la ecuación umica de la reacción #en euili-rio% de la disolución del precipitado para =ormar iones8
!cuación qu"mica 2 :
−¿ +++ ¿+3 OH ¿
→
%e ( OH ) 3 ( s) ) %e
¿
c% Escri-e la ecuación umica de la reacción #en euili-rio% de disolución del 6idróxido =3rrico cuando se le a7re7an iones H + a la disolución8
!cuaciónqu"mica 3 :
−¿
+++¿+ 3 H O + 3 OH ¿ 2
→
+¿ ) %e¿ ¿ %e ( OH ) ( ac )+ 3 H 3
Nota importante:
•
Bos sólidos no se incluyen en las expresiones de las constantes de euili-rio porue su concentración en la =ase acuosa es i7ual a cero8 Su concentración en la =ase sólida #ue es donde s se encuentran%, es constante, por lo ue dic6a concentración no se escri-e, puesto ue se considera parte de la !e8 #9e modo ue en su lu7ar escri-imos simplemente un F(G%8
s la expresión de la constante de euili-rio para la reacción de =ormación del precipitado de 6idróxido =3rrico #Ecuación umica (% es: 3 +¿ OH −¿
¿ ¿
¿
¿ ¿ 1 eq 1= ¿ e
d% Escri-e la expresión de la constante de euili-rio para la reacción de disolución del 6idróxido de .e#% #Ecuación umica 2%8 +¿¿ e
¿ −¿
¿
O H
¿ ¿
eq 2=¿
e% Escri-e a6ora la expresión de la constante de euili-rio para la reacción de disolución del 6idróxido de .e#% en presencia de iones H+8 #Ecuación umica /%8 +¿¿ e
¿ OH −¿ ¿ ¿3 ¿ H +¿ ¿ ¿ ¿ ¿ eq 3 =¿
48 1Ser5 posi-le disolver *8( 7 de 5cido -enIoico en ' mB de a7ua a temperatura am-iente #la solu-ilidad del 5cido -enIoico es *82 7J(** mB H2O%8 Kusti?ca esta respuesta con los c5lculos correspondientes8 0.29 g −−→ 100 ml (8(
g−−→ 34.48 ml
Se necesita esa cantidad de a7ua para poner disolver *8( 7ramos de 5cido8 Leóricamente este compuesto or75nico es imposi-le disolverse en a7ua8
El 5cido -enIoico es un eMemplo de un 5cido d3-il, ue se disocia sólo parcialmente se7ún el si7uiente euili-rio:
Estas dos propiedades del 5cido -enIoico: la -aMa solu-ilidad en a7ua y su car5cter de 5cido d3-il se representan esuem5ticamente mediante los dos si7uientes euili-rios: #nótese el tamao relativo de las ec6as% →
Pcido -enIoico#s%
)−−¿
¿
→
Pcido -enIoico#ac%
Pcido -enIoico#ac% ) DenIoato@#ac% + H+#ac%
Euili-rio #a% Euili-rio #-%
'8 1Hacia dónde se desplaIa el Euili-rio #-% si se a7re7a OH@ Se desplaIar5 6acia la iIuierda, ya ue el euili-rio esta desplaIado a la derec6a, =ormación de productos, al a7re7ar OH al medio se =ormar5 a7ua en productos, eliminando un 6idronio y por lo tanto el 5cido -enIoico soltar5 m5s8
)8 on esta adición de OH$, 1ómo cam-ian las concentraciones de 5cido -enIoico y de ión -enIoato del Euili-rio #-% El ión -enIoato disminuye su concentración, mientras ue el 5cido -enIoico la aumenta8 ;8 1ómo a=ecta al euili-rio #a% esta modi?cación de las concentraciones de las especies involucradas en el euili-rio #-% El 5cido -enIoico se 6ar5 solu-le en a7ua, ya ue al =ormarse a7ua por medio del 6idroxilo a7re7ados y el 6idronio ue disocia el 5cido -enIoico, como 5cido d3-il ue es, este ir5 disociando m5s 6idronios, lo ue dar5 m5s =ormación de a7ua y as su solu-ilidad8 &8 Ela-ora un solo dia7rama de uMo ue muestre el procedimiento experimental a se7uir para:
E"uili#rio "uímico $% Acido #$%&oico
#esar " muestras de /.1g con 'cido ben2oico
Homar m0 de agua destilada en tubos de ensa(o etiquetados como ' ( #(
K9adir el 'cido ben2oico a los tubos etiquetados.
K9adir gotas de &l ( agitar hasta intentar disolver.
¿)e disolvió?
ubo b
ubo K9adir las disoluciones
K9adir gotas de $a%& ( agitar hasta intentar disolver.
¿)e disolvió?
¿)e disolvió?
)e observa una disolución de " fases, liquida ( sólida.
)e Juntan ambas muestras.
)e observa una disolución de una sola fase li uida.
)e observa una disolución de " fases, liquida ( No ¿)e disolvió? sólida.
7iltrar el precipitado, de
7iltrar el precipitado, )e Juntan ambas de
)e observa una disolución de una sola fase, liquida. S8 disolvió? ¿)e
Gractica H
.: Completar y balancear la siguiente ecuación u8mica 0 C u( s) + 4 HN O3 ) 2 N O2 + 2 H 2 O + C u ( N O3 )2 →
&.: El dió#ido de nitrógeno es un gas ca!é roi/o ue se encuentra en baas concentraciones en la atmós!era de ciudades con alto 8ndice de contaminación. 9nvestigar a partir de ué gases y en ué condiciones se !orma en la atmós!era.
El N' es el producto de la reacción entre el N y el ' atmos!éricos$ ue se lleva a cabo en los motores de los automóviles a temperaturas elevadas. El N' se libera a la atmos!era y rápidamente se o#ida a dió#ido de nitrógeno. La lu/ solar catali/a la descomposición !otou8mica del dió#ido de nitrógeno ue se trans!orma en N' y '. < temprana hora la concentración del dió#ido de nitrógeno es muy baa$ tan pronto como la radiación solar penetra la atmos!era$ se !orma más dió#ido de nitrógeno a partir de N' y ' &. El dió#ido de nitrógeno al igual ue el N' son componentes importantes del esmog.
*.:
El N'& puede dimeri/arse$ seg6n el proceso reversible representado por la siguiente ecuación u8mica$ para producir el N&'$ ue es un gas incoloro= & N' & I N&'. 9ndicar las estructuras de LeJis de estas dos especies=
NO3
N3O4
.: +
Siempre ue dos átomos o iones están !uertemente ligados entre s8$ se dice ue e#iste un enlace u8mico entre ellos.
Cuestionario Hreio
(8 1u5les son las de?niciones de DrQnsted$BoCry para 5cido y para -ase
Pcido: Sustancia capa/ de donar proton. Su base conugada es la especie ue da como resultado cuando pierde su > 7. Dase: Sustancia capa/ de aceptar este protón. 0n ácido conugado resulta de la adición de un protón a una base.
281u3 volumen de Hl concentrado #/; R mJm y d0(8(& 7JmB% se necesita para preparar '* mB de una disolución *8( " de este 5cido
'peraciones=
(
)
(
)=
0.1 molHCl ( 0.05 L &is )= 0.005 mol HCl 36.46 g HCl 1 L &is $ 1 mol HCl
(
100 g disolución
0.1823 g HCl soluto 37 g HCl soluto
)(
0.1823 g HCl necesito
1 mL 1.18 gdisolucion
)=
0.4291 mLdisoluci ón
*. +,ué volumen de ácido acético glacial (concentrado)(KK mMm y dB.K gMmL) se necesita para preparar K;L de una disolución K.; de este ácido-
'peraciones= 0.1mol C H 3 COOH
¿ ( ) (¿ 1 < &is $ ¿) 0.05 L &is = 0.005 mol C H 3 COOH ¿ ¿
(
0.005 mol C H 3 COOH
0.3003 g soluto
(
60.05 g C H 3 COOH 1mol HCl
100 gdisolución 100 g soluto
)(
)=
0.30 gC H 3 COOH
1 mL 1.05 gdisolución
)=
0.286 mLdisolución
. +Cuántos gramos de Na'> (OH mMm) se necesitan para preparar K mL una disolución K. ; de esta base-
'peraciones=
(
)
#=
* a
(
)
0.1 molNaOH 40 g ( 0.05 L &is) =0.005 mol2 NaOH =0.2 g 1< &is $ 1mol NaOH x −¿ − 10 −6 5.68 x 1 0 = =7.53 x 10 BP OH ¿ Q ( 0.1− x )
8. 1u3 es una curva de titulación #o de valoración% 0na grá5ca de
pH en !unción del volumen del agente titulante ue se
agrega se llama curva de titulación. Esta representación grá5ca de la variación de pH durante el transcurso de una valoración$ permiten estudiar casos como un ácido !uerte$ base !uerte$ ácido débil y base débil.
28 onsiderando ue se tienen 2* ml # inicial % de Hl *8( " y se van a7re7ando los volúmenes de NaOH *8( " indicados en la primera columna de la La-la (, calcular para cada adición de NaOH, lo ue se indica en cada columna, para o-tener en cada re7ión el pH correspondiente8
Volu% en de NaO2 9.8 7 agrega do ;%!< 9
V inicial 5V Na
O2
9.8 7 agregad o ;%l<
2*
Cantid ad de O2 agrega do ;%ol<
*
4
24
*8***4
1
2&
*8***&
83
/2
*8**(2
8
/)
*8**()
81
/&
*8**(&
8G
/
*8**(
39
4*
*8**2
38
4(
*8**2(
33
42
*$**22
34
44
*$**2/
Cantidad en e"eso De De 25 O ;% 2 ol< ;% ol< *8 * ** 2 *8 *8 ** ** 2 *4 *8 *8 ** ** 2 *& *8 *8 ** ** 2 (2 *8 *8 ** ** 2 () *8 *8 ** ** 2 (& *8 *8 ** ** 2 ( *8 *8 ** ** 2 2 *8 *8 ** ** 2 2( *8 *8 ** ** 2 22 *8 *8 ** ** 2 2/
5 2
*8(
O2
#2
*
(
*8*));
(8'(x( *$(/
(8(;
*8*42&
28/4x( *$(/
(8/)
*8*2'
48*;x( *$(/
(8)
*8*((( (
x(*$(/
(8'
'82)x( *$/
(8x(*
282;
28')x( *$/
$(2
/8&x( *$(2
28)
(x(*$;
48('x( *$(2
284/x( *$/
((8/&
28(/x( *$(2
48;)x( *$/
((8);
(84;x( *$(2
'8&(x( *$/
((8&/
(x(*$;
;
3
4)
:9
'*
*8**2)
*$**/
*8 ** 2 *8 ** 2
*8 ** 2) *8 ** /
;8;)x( *$(/
'x(*$(/
*8*(/*
*8**
(28(( (28/
*. Rra5car los vol6menes de Na'> agregados en las abscisas y el p> correspondiente en las ordenadas.
&K.KK ml >Cl K. ; con Na'> K. ; &K & K H
p>
& K
K
K
&K
&
*K
*
2olumen de Na'> ml
. +< ué se le llama el 1punto de euivalencia3 en una curva de titulación El punto de euivalencia$ es el punto en el cual se alcan/an cantidades esteuiometricamente euivalentes de ácido y base. Es el
pH al cual se
cumple ue es n6mero de mini euivalentes del ácido es igual al n6mero de mini euivalentes de la base$ en este punto de euilibrio toda la base se ha trans!ormado en su !orma ácida conugada.
. +,ué signi5ca 1neutrali/ar3 Las propiedades de las disoluciones ácidas son muy di!erentes de las disoluciones básicas$ cuando se me/clan una disolución de un ácido y una disolución de una base$ ocurre una reacción de neutrali/ación$ esto produce agua y una sal. Los productos de la reacción no tienen las propiedades caracter8sticas de la disolución ácida ni de las de la básica.
+¿¿
H
. E#trayendo logaritmos en la ecuación
¿
[ #ase ] $ y aplicando ¿
a=¿
algunas de las leyes de logaritmos$ deduce la siguiente ecuación= pH = pa+ log
[ #ase ] [ ácido ]
+¿¿
H
¿
[ #ase ]
¿ +¿ ¿ −log a =−log ¿
pa=−log
pH = pa+ log
[ #ase ] [ ácido ]
+ pH
[ #ase ] [ ácido ]
