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• Jose Luis Vivanco Montenegro

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Ácidos y bases, pH, redox y solución amortiguadora.

Química en procesos productivos. Instituto IACC

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) a. Desarrollar la siguiente tabla indicando la concentración para cada ionización. Ionización HNO2(ac) H+(ac) NO2-(ac) Concentración inicial (M)

0,035

Cambio en la concentración (M) -x

0,00

0,00

+x

+x

Concentración final (M)

0,035 – x

+x

+x

0,03125

3,75 * 10-3

3,75 * 10-3

b. Expresar la constante de acidez Ka. Ka = [H+] * [NO2-] / [HNO2] c. 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) 4,5 * 10-4 * (0,035 – x) = x2 1,575 * 10-5 – (4,5*10-5x) = x2 X2 + 4,5*10-5x – 1,575 * 10-5 = 0

Elegimos el positivo  3,75 * 10-3 d. Determinar el valor de pH e interpretar el resultado. pH = -log [H+] pH = -log [0,00375] pH = 2,43 pH < 7,0  Disolución ácida e. Determinar el valor de pOH e interpretar el resultado.

pH + pOH = 14 2,43 + pOH = 14 pOH = 14 – 2,43 pOH = 11,57 pOH > 7,0  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 oxidación I Cl H

O

Reactantes

0

0

+1

-2

Productos

5

-1

+1

-2

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 e5 * Cl2 + 5* 2 e-  5 * 2Cl 5Cl2 + 10 e-  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-  agente reductor. Cl2 + 2 e-  2Cl  agente oxidante. 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. Ácidos utilizados en la industria farmacéutica: 1) Ácido acetilsalicílico  Analgésico y antinflamatorio. 2) Ácido clorhídrico  Catalizador. 3) Ácido benzoico  Pomada contra hongos.

Bases utilizadas en la industria farmacéutica: 1) Carbonato de magnesio  Evita la acidez. 2) Carbonato de calcio  Suplemento alimenticio. 3) Bicarbonato de sodio  Aliviar la pirosis.

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: 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 peligros asociados a la manipulación de ácido acético son los siguientes:  Contacto ocular: quemaduras irreversibles en la córnea.  Contacto dérmico: produce quemaduras y 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.

Bibliografía IACC (2018). Ácidos y bases, pH, redox y solución amortiguadora. Química en Procesos Productivos. Semana 6. [archivo PDF]. Recuperado de http://online.iacc.cl/pluginfile.php/4848515/mod_resource/content/2/contenido%20seman a%206.pdf MSDS (2011). Hoja de seguridad ácido acético MSDS. [archivo PDF]. Recuperado de file:///C:/Users/Jean%20Novion/Downloads/cido%20actico.pdf. Quimi Net (2012). Los buffers y su importancia en la industria. Recuperado de https://www.quiminet.com/articulos/los-buffers-y-su-importancia-en-la-industria3006102.htm.