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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL DEL NEUQUEN CARRERA: INGENIERIA QUIMICA CATEDRA: QUIMICA ANALITICA Ejercicios de pH: 1. Construir una curva de valoración cuando se titulan 50 ml de HClO (acido hipocloroso) 0,05 M con Ca(OH)2 0,04 M. Ka: 3,0.10-8. (guía 1) 2. Construir una curva de valoración de una muestra de 50 ml de NaCN 0,05 N titulada con HCl 0,1 M. ( Ka 6,2 .10-10) 3. Calcular el pH de las siguientes soluciones: a. 40 ml de HCl 0,12 M con 100 ml de AcNa 0,042 M. b. 100 ml de NaOH 0,05 M con 100 ml de AcH 0,175 M 4. Construir una curva de valoración cuando se titulan 25 ml de C 2H5NH2 (Etil Amina) 0,25 M con HCN 0,22 M con un error del 3%. kb= 5,6.10-4 ; ka= 4,9.10-10 5. Se pesan 0,6 gr de AcH y se lleva a pH=3,8 con NaOH, logrando un volumen final de 200 ml. Una alícuota de 10 ml de esta solución se titula con NaOH 0,05 M hasta su punto de equivalencia. Kd= 1,75.10-5 . ¿Cuál es el volumen de NaOH necesario para llegar al punto de equivalencia, y cuál es el pH en el punto de equivalencia.? 6. En la valoración de 5 ml de NH4OH 0,16 M con HCl 0,1 M, calcular el pH inicial y los pH correspondientes al punto de equivalencia y para un entorno del 2% del mismo, para elegir un indicador entre los siguientes. Indicador Rango de pH Anaranjado de Metilo 3,1-4,4 Azul de Bromocresol 3,8-5,4 Rojo de Metilo 4,2-6,2 Tornasol 5-8 Purpura de Metilo 4,8-5,4 Nitrofenol 5,6-7,6 Purpura de 5,2-6,8 Bromocresol Azul de Bromotimol. 6-7,6 Rojo Neutro. 6,8-8 7. Una muestra de ácido débil monoprotico, que pesa 1,25 g se disuelve en 50 ml de agua, se valora con 41,2 ml de NaOH 0,09M para alcanzar el punto de equivalencia. Durante la valoración se observa que en el momento de añadir 8,24 ml de la solución alcalina, el pH vale 4,3. Calcular:

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL DEL NEUQUEN CARRERA: INGENIERIA QUIMICA CATEDRA: QUIMICA ANALITICA a- Peso molecular del ácido. b- Constante de disociación del mismo. c- pH en el punto de equivalencia. Ejercicios de polipróticos: 1. Calcular el pH de una solución que se obtiene de mezclar 3 ml de KOH 0,2 M con 5 ml de H3PO4 0,1 M, 3 ml de H2PO4Na 0,3 M y 2 ml de HPO4Na2 0,4 M. Todo se lleva a 2000 mL. 2. Calcule el pH en los puntos de equivalencia y 5 ml antes y después de cada uno de ellos cuando se titulan 25 ml de H2CO3 0,24 M con NaOH 0,62 M. 3. Determinar el carácter acido-base de las siguientes soluciones cuando se mezclan: a) Cantidades equimolares de H2CO2(acido formico) con NH4OH b) Se disuelve CO3(NH4)2 en agua c) Cantidades equimolares de KNO2 y AcH. 4. Se quieren titular 20 ml de ácido sulfuroso 0,01 M con hidróxido de sodio 0,025 M. determinar el pH para los siguientes puntos: los volúmenes de titulante son: 1er punto de equivalencia, 3 ml después del punto de equivalencia, 2do punto de equivalencia. ¿Qué indicador se puede utilizar en cada caso? Datos de pKa : azul de timol 1,7 ; Heliantina 3,4 ; azul de bromotimol 7,3 ; fenoftaleina 9,0 ; amarillo de alizarina 11,0. 5. Construir la curva de valoración para la titulación de 50 ml de ácido fosfórico 0,03 M con hidróxido de potasio 0,1 M. 6. Calcular el pH en los puntos de equivalencia y para un entorno de 20% a los mismos cuando se titulan 25 ml de H2C2O4 0,24 M con Ca(OH)2 0,31 M. 7. Calcule el pH que resulta cuando se mezclan: 40 mL de H3PO4 0,08 mol/L con 40 mL de NaOH 0,18 mol/L. Datos: Ka1: 7,11.10-3; Ka2: 6,32.10-8; Ka3: 4,5.10-13

Ejercicios de distribución de especies: 1. Calcular la concentración de la especies predominante en una solución de ácido sulfuroso 1.10-3 M a pH = 6,2 y a pH= 2 Ka1 = 6,2 x 10-5, Ka2 = 2,3 x 10-6. ((guía 1)

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL DEL NEUQUEN CARRERA: INGENIERIA QUIMICA CATEDRA: QUIMICA ANALITICA 2. Realizar un gráfico de especies para - Acido fosfórico. Ka1 : 7,1.10-3 ; Ka2: 6,3 .108 ; Ka : 4,5 .10-13 3 3. Determinar la fracción molar del HS- a pH 5,2. 4. Se quiere saber el pH o los pH que puede presentar una solución de AH 2 cuyo alfa para la especie AH- vale 0,85. Datos Ka1= 4,45.10-7 ; Ka2= 4,69.10-11 . Sabiendo que existen las especies AH- y A-2 al pH calculado del caso anterior y que se quiere aumentar el pH de la solución en una (1) unidad respecto al hallado en el primer paso, cuanto KOH se deberá agregar a 250 ml de la solución de AH2 0,25 M para alcanzar ese nuevo valor de pH. 5. Calcular la concentración de todas las especies presentes en una solución de ácido carbónico de 0,05 M a pH=5,5. b) Indicar cual es la especie predominante a ese pH. c) Realizar gráfico de fracción molar en función del pH. Datos: Ka1= 4,45.10-7; Ka2= 4,69.10-11.

Ejercicios de alcalinidad: 1. Se analizó una muestra de agua, para la determinación de su alcalinidad con una muestra de 100 ml y se tiulo con 0,1 N HCl con un gasto en V1. Posteriormente con un indicador de azul de bromo fenol y una muestra de 50 ml se tuvo un gasto de V2. Cuál es la alcalinidad total en cada caso como CaCO3 y las conc en ppm de las especies presentes. (guía 1)

Caso 1

8,5 ml

6 ml

Caso 2

10 ml

3 ml

Caso 3

9,5 ml

4,75 ml

Caso 4

0 ml

3,4 ml

Caso 5

7ml

0

ml

2. Una muestra de agua de 250 ml se analiza en un laboratorio, se mide el pH y da como resultado 8,4. Se titula hasta la fenoftaleina gastándose un volumen de 4,5

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL DEL NEUQUEN CARRERA: INGENIERIA QUIMICA CATEDRA: QUIMICA ANALITICA ml de HCl de 0,12 N. Posteriormente otra alícuota de 100 ml se acidifica con 20 ml de HCl 0,12 N, se calienta y el exceso de acido se titula con NaOH 0,05 M gastándose 7,3 ml. Determine la alcalinidad total de la muestra y la concentración de las especies presentes. 3. Una muestra de 3,5 gr con contiene NaOH y Na2CO3 se disolvió en 250,0 ml. Una alícuota de 50 ml requiere de 41,73 ml de HCl 0,086N para virar la fenoftaleina. Una segunda alícuota de 50 ml se trato con Cl2Ba, para precipitar el carbonato. La solución necesito 7,6 ml de acido para virar la fenoftaleina. Calcular el % de cada componente en la muestra. Datos: PM Na2CO3= 106,00PM ; PM NaOH= 40,00 4. Un grupo de soluciones que contienen NaOH, Na2CO3 y NaHCO3 ya sea como único componente o una combinación compatible se titulo con HCl 0,1202 M. en la siguiente tabla se indican los volúmenes de ácido necesarios para alícuotas de 100 ml de cada solución al punto final con 1) fenoftaleina y de 25 ml al punto final con 2) verde de bromo cresol. Con los datos anteriores calcular la cantidad (mg/ml) de cada una de las soluciones. Caso 1

8,8 ml

2,2 ml

Caso 2

5 ml

0 ml

Caso 3

3,1 ml

14 ml

Caso 4

4 ml

15 l

5. Se analiza la alcalinidad de una muestra de agua. Para ello se titula 100 ml de la misma con una solución de HCl la cual fue valorada de la siguiente manera: se pesó 0,1 gr de Na2CO3, se disolvió en 50 ml de agua, se agregó fenolftaleína y se tituló hasta el cambio de color, gastándose 12,5 ml de HCl. La muestra de agua se titula con la fenolftaleína y el gasto fue de 6,7 ml luego se toma una alícuota de 50 ml y se agrega anaranjado de metilo y se agregan 20 ml de HCl y el exceso de ácido se titula con NaOH gastando 6,6 ml 0,065 M. Determinar la concentración de las especies como así también la alcalinidad total. 6. Se quiere analizar una muestra de agua para su alcalinidad, para lo cual se toma 200 ml de la muestra, se mide el pH=8,6 y a la misma se la titula a la fenolftaleína gastándose un volumen de 6,0 ml de HCl 0,10 M. Posteriormente de la alícuota anterior se toman 50 ml, se le agregan 15 ml de HCl 0,12 M, se calienta y el exceso de ácido se titula con Ca(OH)2 gastándose 5,6 ml de una solución 0,025 M.

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL DEL NEUQUEN CARRERA: INGENIERIA QUIMICA CATEDRA: QUIMICA ANALITICA Determinar las especies existentes y la alcalinidad total de la muestra como CaCO3 7. Se quiere analizar una muestra de agua de 100 ml, se diluye en 100 ml de agua destilada, se agrega fenoftaleina, da viraje rojo y se titula con HCl 0,12 N gastándose 4,5 ml. Posteriormente se toma otra alícuota de 50 ml, se acidifica con 10 ml de HCl 0,12 N, con lo cual el pH se ubica por debajo de 4,3, se calienta la solución y el exceso de ácido se titula con NaOH 0,05 N gastándose 3,15 ml. Determine la alcalinidad total de la muestra y la concentración de las especies existentes. 8. Se sospecha que una muestra alcalina además de materia inerte puede contener Na2CO3 y/o NaHCO3 y/o NaOH. Se tomó una muestra exactamente pesada de 0,5 g y se valoró con HCl 0,5 M consumiéndose 15,4 ml de ácido hasta el viraje del naranja de metilo. A continuación, se tomó otra muestra de 0,75g, se le agrego 50 ml de NaOH 0,2 M y luego 20 ml de BaCl2 1M. Una vez sedimentado el precipitado blanco, se filtró y se valoró el filtrado con solución de HCl 0,5 M consumiéndose 13,75 ml para alcanzar el punto final usando como indicador fenolftaleína. Determine los % de los componentes de la muestra.

Ejercicios de Buffer: 1- Se incorpora a un matraz aforado de 500 ml las cuatro sustancias que se indican a continuación y luego se enraza. ¿Cuál es el pH final?. Ka: 1,8.10-5 AcH 8 grs al 90%(p/p) ; 50 ml de HCl 1,080 N ; 10,3 grs de AcNa 99,5 %(p/p) y 50 ml de NaOH 1,220 N. 2- Se desea preparar 1000 ml de una solución reguladora de pH=10 a partir de la droga solida Na2CO3 y de una SPS de HCl de concentración 0,2018 M. la concentración formal es de 0,05 M. Informar cálculos y procedimientos. 3- Calcule el volumen de disolución de KOH 0,423 M que debería agregarse a 5 gr de un ácido diprótico de masa molar 150,08 para dar un buffer pH=3. K1= 1,7.102 K = 4,305.10-5 2

4- Se quiere prepara 2 soluciones buffer de pH=8,7 y la otra de 10,8 para lo cual se tiene soluciones de: HCl 5.10-3 ; NaOH 5.10-3 y 100 ml de Na2HPO4 0,1 M. como logra prepara las soluciones en cada caso, partiendo de un volumen final de 500

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL DEL NEUQUEN CARRERA: INGENIERIA QUIMICA CATEDRA: QUIMICA ANALITICA ml para cada uno de los casos y que volumen de las soluciones de HCl o NaOH debe agregar en cada caso. 5- Se quiere preparar 250 ml de una solución reguladora de pH= 7,4 de fosfato y C= 0,l M. se dispone de las siguientes drogas y reactivos: KH2PO4, K2HPO4, HCl 1M y NaOH 1M. Plantear reactivos utilizará y la cantidad de cada uno de ellos. 6- Se necesita preparar 500 ml de una solución reguladora de NH4OH/NH4Cl que tenga una concentración de ácido conjugado de 0,35 M y que regule a pH= 10. Se dispone de una solución acuosa de base de 15,8 M. Responder: a- Gramos a pesar de NH4Cl. b- Volumen a agregar de la solución de NH3. c- Concentración formal de la solución reguladora así preparada. 7- Calcular los gramos de H3PO4 y de NaOH que se deben mezclar para preparar un litro de amortiguador de pH=7 y que sea 2 mol/L en fosfatos totales. 8- Calcule el pH de una solución reguladora que se prepara disolviendo en agua 2,4 g de NaH2PO4 y 5,68 g de Na2HPO4, llevando a un volumen en matraz aforado de 500 mL. 9- Se desea preparar una solución reguladora (SR) de HCO3-/CO3-2. La misma se va a obtener a partir de la droga solida de Na2CO3 y de una SPS de HCl de concentración conocida. Los datos proporcionados son los siguientes: pH de la SR= 10; concentración formal, C=0,0765 mol/L; volumen a preparar de la SR= 320 mL; concentración de la SPS HCl= 0,315 mol/L; pureza de la droga sólida= 80%. Informar las cantidades de cada reactivo que debo tomar para dicha preparación. Datos: Ka1= 4,45.10-7; Ka2=5,61.10-11 10- Se desea preparar una solución reguladora de pH=2,75 y molaridad total= 0,05. Si dispone de los siguientes compuestos: I) Ácido cítrico de 67% de pureza; II) Citrato diácido de sodio puro; III) Citrato monoácido de potasio de 76% de pureza y IV) Citrato de sodio puro. ¿Cuantos gramos de los componentes adecuados se necesitarán para preparar 240 mL de dicho buffer? Datos: PM del ácido cítrico= 192; K1=8.10-4; K2=2.10-5; K3= 4,9.10-7. 11- Calcule el pH que se producirá por el agregado de 0,01 mol de NaOH a 500 mL de solución reguladora 0,1 M de ácido acético y 0,1 moles de acetato de sodio.

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL DEL NEUQUEN CARRERA: INGENIERIA QUIMICA CATEDRA: QUIMICA ANALITICA 12- Se mezclan 200 mL de una disolución 0,1 M de H3PO4 y 200 mL de una disolución 0,2 M de NaOH. Suponiendo que los volúmenes son aditivos, calcular el pH de la solución resultante. 13- Se quiere preparar dos soluciones buffer de pH= 7,5 y pH=11,5. Cf=0,1 , para lo cual se tienen las siguientes soluciones: HCL= 1M; NaOH 1M y Na2HPO4 0,1 M. ¿Cómo logra preparar las soluciones buffer en cada caso, partiendo que el volumen final es de 500 mL para cada uno de los casos y que volúmenes de soluciones debe agregar en cada caso? Datos:

Ejercicios de gravimetría:

1- El fosfato de una muestra cuyo peso es de 4,258 gr, se precipitó como Ag3PO4 por la adición de 50 mL de AgNO3 0,082 M. El precipitado se filtró y lavó, y las aguas del lavado se diluyeron a 250 mL. Se titula una alícuota de 50 mL de esta solución y necesitó 4,64 mL de la solución KSCN 0,0625 N. Exprese el fosfato de la muestra como %P2O5.

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL DEL NEUQUEN CARRERA: INGENIERIA QUIMICA CATEDRA: QUIMICA ANALITICA 2- Calcular los moles de amoniaco que hay que añadir a 1 L de una solución de Ca+2 0,2 M para que este no precipite con Na2S 0,1 M a pH= 6,5. Datos: Kps CaS: 2.10-25 ; Ka1H2S: 1,1.10-7; Ka2 H2S: 1.10-14; Kf [Co(NH3)6]:1.1035

3- Calcular la solubilidad molar del PbA cuando el pH=4 y la solución presenta una concentración de sal soluble B2Pb3=5.10-6 N. Datos: Kps= 1.10-24; Ka1=7,5.10-3; Ka2= 6,2.10-8.

4- Se quiere preparar 500 mL de una solución de 2 ppm Ca+2 a partir de 250 mL de una solución que presenta un sólido de CaC2O4 (Kps= 2,6.10-9) y cuyo pH es de 4,5. Determine si es posible y en el caso de serlo, ¿Cuál sería el volumen de la solución a tomar?