Comparacion muestras ideales de

Universidad Nacional de Colombia - Departamento de Qu´
ımica
Segundo Parcial, 2011 - I
Principios de An´lisis Qu´
a
ımico
Tema 1
Nombre y Apellidos:
C´digo:
o
Este parcial tiene 4 preguntas, para un total de 50 puntos.
Este examen tiene un valor de la tercera parte del curso, y solo se revisar´ el
a
procedimiento del ejercicio cuando la respuesta final este correcta.
15 Puntos

1.Se preparar´n dos disoluci´nes. La disoluci´n A (tris-hidroximetil-aminometano; pKa de
o
o
o
8,06; P.M. 121,14 g mol−1 ): se obtiene disolviendo 24.23 g de Tris en agua destilada,
llevando a volumen de un litro; y la disoluci´n B es HCl 1.000 N. Calcule el pH de las
o
sigueintes mezclas:
Muestra Disoluci´n A (ml) Disoluci´n B (ml) Agua destilada (ml)
o
o
1
250
38.4
711.6
2
250
8.1741.9
Soluci´n:
o
Concentraci´n de Tris
o
1 mol
24,23 g
×
= 0,2000 mol L−1
1L
121,14 g
Reacci´n
o
T ris + HCl −→ T risH + + Cl−
Muestra 1.
0,2000 mmol mL−1 × 250 mL = 50,00 mmol T ris
1,000 mmol mL−1 × 38,4 mL = 38,4 mmol HCl
Cantidad de T risH + formado
Seg´n la reacci´n T risH + es igual a la cantidad de HCl adicionado.
u
o
38,4 mmol HCl = 38,4 mmol T risH +
Cantidad de Tris remanente
Ser´ la cantidad de T ris que no reaccion´.
a
o
50,00 mmol T ris − 38,4 mmol T risH + = 11,6 mmol T ris
Para el calculo del pH se utiliza la ecuaci´n de Henderson-Hasselbalch
o
pH = pKa + log

P´gina 1 de 6
a

[T ris]
[T risH + ]

= 8,06 + log

11,6 mmol T risH
38,4 mmol T risH +

= 7,54

Contin´a en la siguiente p´gina. . .
u
a

Universidad Nacional deColombia - Departamento de Qu´
ımica
Segundo Parcial, 2011 - I
Principios de An´lisis Qu´
a
ımico (continuaci´n)
o
Tema 1

Muestra 2.
0,2000 mmol mL−1 × 250 mL = 50,00 mmol T ris
1,000 mmol mL−1 × 8,1 mL = 8,1 mmol HCl
Cantidad de T risH + formado
Seg´n la reacci´n T risH + es igual a la cantidad de HCl adicionado.
u
o
8,1 mmol HCl = 8,1 mmol T risH +
Cantidad de T ris remanenteSer´ la cantidad de T ris que no reaccion´.
a
o
50,00 mmol T ris − 8,1 mmol T risH + = 41,9 mmol T ris
Para el calculo del pH se utiliza la ecuaci´n de Henderson-Hasselbalch
o
pH = pKa + log

10 Puntos

[T ris]
[T risH + ]

= 8,06 + log

41,9 mmol T risH
8,1 mmol T risH +

= 8,77

2. 1. Se preparar´n dos disoluciones una de HClO4 0.03 M y de una disoluci´n 0.05 M de
o
o
N aOH(a) Calcule el pH de las disoluciones anteriores.
(b) Calcule el pH de la disoluci´n obtenida al mezclar 50 mL de cada una de las disoo
luciones anteriores. Suponga que los vol´menes son aditivos.
u
Soluci´n:
o
´
(a) - Acido percl´rico
o
−
HClO4 + H2 O → H3 O+ + ClO4
2H2 O
H3 O+ + HO−

Kw = H3 O+

H O−

−
CF,HClO4 = 0,03 = C lO4
−
H3 O+ = H O− + C lO4
−
H3 O+ ≈ C lO4 = 0,03pH = − log

P´gina 2 de 6
a

H3 O+

= − log (0,03) = 1,52

Contin´a en la siguiente p´gina. . .
u
a

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Segundo Parcial, 2011 - I
Principios de An´lisis Qu´
a
ımico (continuaci´n)
o
Tema 1

(a) - Hidr´xido de sodio
o
N aOH → N a+ + HO−
2H2 O
H3 O+ + HO−
Kw = H3 O+

H O−

CF,N aOH = 0,05 = N a+
H3 O+ + Na+ = H O−
N a+ ≈ H O− = 0,05
H O−

pOH = − log

= − log (0,05) = 1,30

pH = 14 − pOH = 14 − 1,30 = 12,7
(b)
N aOH → N a+ + HO−
−
HClO4 + H2 O → H3 O+ + ClO4
2H2 O
H3 O+ + HO−
Kw = H3 O+

H O−

CF,HClO4 =

0,03 × 50,00 mL
−
= 0,015 = C lO4
50,00 mL + 50,00 mL

CF,N aOH =

0,05 × 50,00 mL
= 0,025 = N a+
50,00 mL + 50,00 mL

−
H3 O+ + N a+ = H O− + C lO4

H3 O+ +0,025 = H O− + 0,015
H3 O+ + 0,010 =
H3 O+

2

Kw
[H3 O+ ]

+ 0,010 H3 O+ − Kw = 0

H3 O+ = 1,00 × 10−12
pH = − log

15 Puntos

H3 O+

= − log 1,00 × 10−12 = 12,0

3. Se analiz´ una muestra que pod´ contener H2 SO4 , H3 P O4 , KH2 P O4 , y K2 HP O4 ,
o
ıa
aislados o en mezclas compatibles y materia inerte. Se valora en primer lugar con una
disoluci´n de N aOH 0,4562 N y...