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Ácidos y bases, pH, redox y solución amortiguadora. Vicente Campusano M. Química en procesos productivos Instituto IACC 04 de Noviembre de 2019

Desarrollo 1. Se dispone de una disolución de ácido nitroso (HNO2) de 0,035 M con una Ka = 4,5*10-4. HNO2(ac)
H + (ac) + NO2 - (ac)

Desarrollar la siguiente tabla indicando la concentración para cada ionización. Ionización

HNO2(ac)

H+(ac)

NO2-(ac)

Concentración inicial (M)

0,035

0,00

0,00

Cambio en la concentración (M) Concentración final (M)

-X

+X

+X

0,035 - X

+X

+X

a. Expresar la constante de acidez Ka. La constante sería: Ka = [H+] * [NO2-] / [HNO2] b. Desarrollar el cálculo numérico de Ka para obtener la concentración final de cada especie. Ka = [H+] * [NO2-] / [HNO2] 4,5●10-4 = x ● x / (0,035 – x) 0,00045=x2/(0,035-x) 0,00045 ● (0,035 – x) = x2 0,00001575 – 0.00045x = x2 x2 + 0.00045x – 0.00001575 =0

Se aplica ecuación Cuadrática:

X = -0,00045 ±

√0,000452

+ 4*1,35*10-6

2 X = -4,5*10-4 ± 2,37*10-3 2 X1= -4,5*10-4 + 2,37*10-3 = 9,6*10-4 2

𝑥=

𝑥= 𝑥=

−𝑏±√𝑏 2 −4𝑎𝑐 2𝑎

𝑥=

−0,00045+0.0795 2

−0,00045±√0,000452 −4∗1∗−0,00001575 2

= 0.0375

−0,00045−0.0795 2

= -0.0042

X = 3.75 ●103

Concentración final (M)

0,035 - X

+X

+X

0,03125

0.0375

0.0375

c. Determinar el valor de pH e interpretar el resultado. HNO2(ac)

H + (ac) + NO2 - (ac)

pH = -log [H+] pH = -log [0,00375] pH = 2,43 Tal que pH < 7,0 es una disolución ácida

d. Determinar el valor de pOH e interpretar el resultado. pH + pOH = 14 2,43 + pOH = 14 pOH = 14 – 2,43 pOH = 11,57 Como el pOH > 7,0 por tanto es una disolución ácida.

2. I2 + Cl2 + H2O → HIO3 + HCl

a. Equilibrar la siguiente reacción mediante el método óxido reducción. I2 + 5Cl2 + 6H2O → 2HIO3 + 10HCl

b. Desarrollar y explicar según los pasos estudiados en los contenidos.

Paso 1. Identificar estado o número de oxidación de cada elemento:

N° de

I

Cl

H

O

Reactantes

0

0

+1

-2

Productos

+5

-1

+1

-2

oxidación

Paso 2. Escribir ecuaciones con los elementos que cambian su estado de oxidación y agregar electrones para balancear carga eléctrica: I2

2I + 10 e-

Cl2 + 2 e-

2Cl

Paso 3. Multiplicar las ecuaciones para tener la misma cantidad de electrones en los reactantes y productos. I2

2I + 10 e-

5 * Cl2 + 5* 2 e-

5Cl2 + 10 e-

5 * 2Cl

10Cl

Paso 4. Transferir el coeficiente obtenido en el paso 3 a la ecuación original: I2 + 5Cl2 + H2O → HIO3 + 10HCl Paso 5. Balancear los elementos que no cambiaron de número de oxidación

para obtener la ecuación final balanceada: I2 + 5Cl2 + 6H2O → 2HIO3 + 10HCl

c. Identificar agente oxidante y reductor.

I2

2I + 10 e-

Cl2 + 2 e-

agente oxidante (pierde 5 electrones (x2 moléculas)

2Cl

agente reductor (gana 1 electrón (x2 moléculas)

d. Identificar nombres de cada especie presente en la reacción.

HIO3 = ácido yódico. HCl = ácido clorhídrico. H2O = agua. Cl2 = dicloro. I2 = diyodo.

3.

Identificar ácidos y bases (3 de cada uno) utilizados en la industria farmacéutica.

Caracterizar los ácidos y las bases antes seleccionadas.

1) Ácido Fórmico: preparación de antibióticos de amplio espectro, especialmente enfermedades pulmonares, faringitis, bronquitis entro otras.

2) Ácido Oleico : en la formulación de medicamentos, es como un emulsificante, esto quiere decir que es una sustancia capaz de hacer que se mezclen dos sustancias que son poco miscibles medicamentos utilizados son anticonvulsivos derivados de ácidos grasos, que se utilizan para tratar desórdenes bipolares, epilepsia, prevención de la migraña, manías y más

3) Ácido Acético: es un ácido débil, se utiliza en la industria farmacéutica en la fabricación de cremas para la piel, especialmente las que protegen de las inclemencias del sol. Otro de sus usos está en la elaboración de pomadas y gotas para combatir padecimientos como la seborrea y los hongos en el cabello. Igualmente lo utiliza como componente activo en productos como el champú, cremas para peinar, mascarillas suavizadoras, ceras, etc.

Bases utilizadas en la industria farmacéutica:

1) Carbonato de magnesio: es una base débil, utilizado para evitar acidez, por el exceso de ácido clorhídrico en el estómago.

2) Amoniaco: el Amoníaco, es considerado una de la síntesis de mayor importancia, y se utiliza como un agente de proceso en la fabricación de medicamentos.

3) Bicarbonato de sodio: bicarbonato de sodio es un antiácido usado para aliviar la pirosis (acidez estomacal) y la indigestión ácida

4. Identificar una solución amortiguadora utilizada en la elaboración de medicamentos, explicar su función e identificar los peligros asociadas a su manipulación. Ácido acético-anión acetato: Como todas las soluciones amortiguadoras, buscan el manejo del pH de los medicamentos, para que funcionen adecuadamente en el organismo humano. Ácido acético-anión acetato es una solución amortiguadora del pH utilizada en el diseño de medicamentos. Es de suma importancia el control del pH en los medicamentos ya que si baja el pH las proteínas que se pretenden usar, se desnaturalizan dejando sin efecto el medicamento. Los riesgos de su manipulación son los siguientes    

Contacto dérmico: produce quemaduras e irritación en la piel. Inhalación: produce irritación severa en la nariz y garganta. Altas concentraciones pueden causar edemas pulmonares e inflamación de las vías respiratorias. Ingestión: produce quemaduras e inflamación de la boca, el abdomen, garganta y estómago. Altas concentraciones pueden causar la muerte. Contacto ocular: quemaduras irreversibles en la córnea.

Bibliografía IACC (2018). Ácidos y bases, pH, redox y solución amortiguadora. Química en Procesos Productivos. Semana 6.

Grupo Lentiscal (s/f) Acidos y bases. Recuperado de http://www3.gobiernodecanarias.org/medusa/lentiscal/1-CDQuimica TIC/CTSA/AcidosYBasesdelaVidaDiariaB.pdf

MSDS (2011). Hoja de seguridad ácido acético MSDS. [archivo PDF]. Recuperado de file:///C:/Users/Jean%20Novion/Downloads/cido%20actico.pdf.