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QUÍMICA ANALÍTICA I Guía de estudio PREPARACIÓN DE SOLUCIONES Y NORMALIZACIÓN 2019 1 TEMA: PREPARACIÓN DE SOLUCIONES Y NORMALIZACIÓN I- UNIDAD DE EXPRESIÓN DE LA CONCENTRACIÓN Peso de soluto por unidad de volumen de solución: las concentraciones pueden expresarse en g/L, g/dL, g/mL, etc. y en el análisis cuantitativo resulta particularmente útil expresarlas en mg/mL. Partes por millón (ppm): gramos de sustancia por 106 gramos de muestra. Un gramo de la sustancia está presente por cada millón de gramos del total de la solución o mezcla. Una parte por millón equivale, en las disoluciones acuosas, a 1 mg por litro o a 1 microgramo por mililitro. Molaridad: representa la concentración en moles por litro de solución. Para compuestos iónicos, donde no hay moléculas sino iones, no tiene significado real. Además, algunas sustancias como los ácidos carboxílicos no existen como moléculas de fórmula mínima sino que pueden asociarse formando agregados mayores, integrados por lo general por dos o más moléculas simples. Por eso resulta más correcto en esos casos usar el término formalidad. Formalidad: el HBr es un electrolito fuerte, por lo tanto en soluciones acuosas está virtualmente disociado en H+ y Br-, a diferencia del ácido acético que es un electrolito débil parcialmente disociado en Ac- y H+. Cuando se produce una solución diluyendo 1,000 moles de HBr en 1,000 L de agua; la concentración formal (F) es 1,000 moles/L. Sin embargo la concentración real de HBr es nula puesto que dichas moléculas están disociadas. La concentración formal se refiere a la cantidad de sustancia disuelta, sin considerar la composición de la solución. En lugar de decir HBr 1,000 M es más correcto decir 1,000 F. A menos que se conozca el comportamiento químico de un compuesto dado, rara vez se conoce su verdadera molaridad, sin embargo, a partir de la cantidad pesada o medida, por algún procedimiento analítico, es posible conocer la concentración formal en la solución. Por tal motivo la concentración formal se conoce también como la concentración analítica. Normalidad: representa la concentración en equivalentes gramo por litro de solución. En general, el equivalente químico o peso equivalente se calcula dividiendo el peso atómico de la sustancia (cuando se trata de elementos) o el peso molecular, por el número de equivalentes involucrados en la reacción química correspondiente. Se utiliza especialmente en equilibrios ácido-base (intercambio de protones) y equilibrios redox (intercambio de electrones). Sin embargo, la IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) desaconseja el uso de normalidad debido a que algunos compuestos pueden presentar distinto peso equivalente de acuerdo a la reacción involucrada, generando cierta confusión. Molalidad: expresa la concentración de la especie en moles de soluto por 1000 g de solvente. Composición porcentual: el porcentaje de una sustancia en una solución se expresa por lo general como porcentaje en peso, % (P/P), que se define como: masa de la sustancia Porcentaje peso en peso = --------------------------------- x 100 masa total de la solución Otras expresiones de composición porcentual son el porcentaje en volumen, % (v/v), y el porcentaje en peso por volumen, % (P/V). volumen de la sustancia Porcentaje volumen en volumen = ----------------------------------- x 100 volumen total de la solución masa de la sustancia (en gramos) Porcentaje peso en volumen = --------------------------------------------------- x 100 volumen total de la solución (en mililitros) Si bien las unidades de peso o de volumen siempre deben especificarse, el símbolo P/P suele quedar sobreentendido cuando no se indican las unidades. 2 II- SOLUCIONES PATRONES - SOLUCIONES VALORADAS Una solución patrón primario es una solución de concentración exactamente conocida que se prepara por pesada directa de un reactivo patrón primario, se disuelve en un solvente apropiado y se lleva a un volumen exactamente conocido. Una solución patrón secundario es una solución cuya concentración se obtiene enfrentándola a un patrón primario (o también a través de un método gravimétrico muy exacto). Ejemplo- Una solución valorada de NaOH es un solución tipo patrón secundario cuando dicha solución de NaOH de concentración aproximada se valora con un reactivo patrón primario, pudiendo ser biftalato de potasio o ácido benzoico. Características de un patrón primario Un compuesto patrón primario debe cumplir ciertas condiciones, como ser: a) tener un grado de pureza elevado. b) ser estable, es decir, permanecer prácticamente inalterado frente a la acción de los agentes atmosféricos. c) no debe ser higroscópico ni eflorescente, porque en tal caso dificultaría las operaciones de secado y de pesada. d) ser fácil de purificar, y que sus impurezas puedan determinarse por ensayos seguros y sensibles. e) tener un peso equivalente razonablemente alto. Esta última exigencia es importante para disminuir el error en la pesada. Como el error relativo en la pesada disminuye con el aumento del peso (y por lo tanto con el aumento del peso equivalente), el alto peso equivalente del patrón primario se traducirá en menores errores en la pesada del compuesto. Es relativamente limitado el número de compuestos que cumplen con estos equivalentes y en consecuencia son pocos los compuestos que pueden utilizarse como patrones primarios. f) si la droga patrón primario es utilizada para la preparación de una solución patrón primario, esta última deberá ser estable. Los patrones secundarios tienen menos pureza que los primarios. En la práctica estas soluciones patrones secundarios se usan frecuentemente. Deben mantenerse en condiciones tales que no cambien su composición o valorarse nuevamente antes de ser usadas. El término Normalización hace referencia al análisis volumétrico en el cual se determina la concentración de un analito en solución frente a un patrón primario. En general, la técnica más apropiada para la normalización es trabajar con una masa exactamente conocida de patrón primario (pesada con balanza analítica) en lugar de preparar una solución patrón primario. Patrones primarios en volumetría ácido-base: Para Ácidos: # Carbonato de sodio Fórmula: Na2CO3 PM=106,000 Reacción de titulación usando heliantina como indicador: CO3 2- + H+ HCO3 - HCO3 - + H + H2CO3 CO3 2- + 2 H+ H2CO3 Reacción de titulación usando fenolftaleína como indicador: CO3 2- + H+ HCO3 - # Borax o tetraborato de sodio Fórmula: Na2B4O7.10 H2O PM=382,000 3 Disolución: Na2B4O7 + 5 H2O 2 Na + + 2 H2BO3 - + 2 H3BO3 Reacción de titulación: H2BO3 - + H + H3BO3 Indicador: rojo de metilo Por su parte, el ácido bórico es un ácido muy débil (Ka: 5 10-10) que no puede ser empleado como patrón primario para la normalización de álcalis en medio acuoso. No obstante puede transformarse en un ácido relativamente fuerte en presencia de compuestos hidroxílicos orgánicos (ej: glicerina, manitol, azúcares invertidos) siendo en este caso factible su uso. Para Bases: # Ftalato ácido de potasio o biftalato de potasio Fórmula: KC8O4H5 (KHFt) PM= 204,000 Reacción de titulación: HFt- + OH- H2O + Ft 2- Indicador: fenolftaleína # Tetraoxalato de potasio Fórmula: KHC2O4.H2C2O4. 2H2O PM=254,10 Reacción de titulación: H3(C2O4)2 - + 3 OH- (C2O4)2 4- + 3 H2O Indicador: fenolftaleína # Ácido Oxálico Fórmula: (HCOO)2. 2 H2O PM=126,000 Reacción de titulación: H2C2O4 + 2 OH - (C2O4) 2- + 2 H2O Indicador: fenolftaleína Patrones en volumetría de precipitación y complejos: # KCl PM=74,500 Reacción de la titulación: Ag+ + Cl- AgCl Indicadores: Cromato de potasio (Mohr), fluoresceína (Fajans) # CaCO3 (s) PM= 100,00 Para titular EDTA (se solubiliza en HCl): CaCO3 (s) + 2 H + Ca2+ + CO2 + H2O Reacción de la titulación: Ca2+ + HxY (4-x) - CaY2- + x H+ La especie predominante de EDTA dependerá del pH de trabajo, pero el complejo formado es el mismo. La valoración es factible entre pH 10 y 12. Indicadores: murexida, azul de hidroxinaftol (pH=12) 4 Patrones para volumetría redox: # Ácido Oxálico y oxalato de sodio Fórmulas: (HCOO)2. 2 H2O – Na2C2O4 PM (HCOO)2. 2 H2O =126,000 PM Na2C2O4= 134,20 Reacción de titulación para normalizar KMnO4 en medio ácido: 2 (MnO4 - + 8 H+ + 5e- Mn2+ + 4 H2O) - 5 (2 CO2 + 2 H + + 2e- H2C2O4 2 MnO4 - + 6 H+ + 5 H2C2O4 10 CO2 + 2 Mn 2+ + 8 H2O # Tetraoxalato de potasio Fórmula: C2O4H2C2O4HK.2H2O PM=254,10 Reacción de titulación para normalizar KMnO4: 4 (MnO4 - + 8 H+ + 5e- Mn2+ + 4 H2O) - 5 (4 CO2 + 4 H + + 4e- (C2O4)2H4) 4 MnO4 - + 12 H+ + 5 (C2O4)2H4 20 CO2 + 4 Mn 2+ + 16 H2O # Óxido arsenioso Fórmula: As2O3 PM=198,00 El As2O3 se disuelve en presencia de álcali, luego se acidifica el medio para la titulación redox: As2O3 + 2 OH - 2 AsO2 - + H2O AsO2 - + H+ HAsO2 Reacción de titulación para normalizar KMnO4: 2 (MnO4 - + 8 H+ + 5e- Mn2+ + 4 H2O) - 5 (H3AsO4 + 2 H + + 2e- HAsO2 + 2 H2O) 2 MnO4 - + 6 H+ + 2 H2O + 5 HAsO2 2 Mn 2+ + 5 H3AsO4 Nota: las titulaciones con permanganato de potasio son autoindicadas. # KIO3 (con exceso de KI): PM KIO3= 214,001 Reacción de generación de I2: 2 IO3 - + 10 e- + 12 H+ I2 + 6 H2O - 5 ( I2 + 2 e - 2 I- ) IO3 - + 5 I- + 6 H+ 3 I2 + 3 H2O 5 Reacción de la titulación para normalizar S2O3 2- : I2 + 2 e - 2 I- - ( S4O6 2- + 2 e- 2 S2O3 2- ) I2 + 2 S2O3 2- 2 I- + S4O6 2- # K2Cr2O7 (con exceso de KI): PM K2Cr2O7= 294,185 Reacción de generación de I2: Cr2O7 2- + 14 H+ + 6 e- 2 Cr3+ + 7 H2O 3 ( I2 + 2 e - 2 I- ) Cr2O7 2- + 14 H+ + 6 I- 3 I2 + 2 Cr 3+ + 7 H2O Reacción de titulación para normalizar S2O3 2- : I2 + 2 S2O3 2- 2 I- + S4O6 2- Para las reacciones que involucran Iodo el indicador empleado es almidón. III- PREPARACIÓN DE ALGUNAS SOLUCIONES PATRÓN SECUNDARIO Solución de KMnO4 El permanganato de potasio no es suficientemente puro para ser un patrón primario, debido a que siempre presenta trazas de MnO2. Además, el agua destilada contiene habitualmente impurezas orgánicas que pueden reducir una parte del MnO4 - recién disuelto a MnO2. Este MnO2 formado promueve la auto descomposición del MnO4 - . Por lo tanto para preparar soluciones estables, el KMnO4 se disuelve en agua destilada, se hierve durante 1 hora a fin de acelerar la reacción con las impurezas orgánicas, y se hace pasar por un filtro limpio de vidrio sinterizado a fin de eliminar el MnO2 formado. Nunca debe usarse papel de filtro (es materia orgánica). Conservar la solución en un recipiente de vidrio ámbar. La solución, conservada al abrigo de la luz, protegida de la evaporación, del polvo atmosférico y de vapores reductores tiene buena estabilidad. De cualquier modo, es conveniente retitularla periódicamente. Si con el tiempo se deposita MnO2, filtrarla y volver a valorar. Solución SÖRENSEN Disolver 5 g de hidróxido de sodio con 5 mL de agua. El carbonato de sodio queda en suspensión después que se ha disuelto la base y sedimenta muy lentamente. Dejar en reposo durante, por lo menos, una semana. Utilizar el sobrenadante, libre de carbonato. Si se dispone de una centrífuga puede obtenerse una solución clara, libre de carbonato, centrifugando un corto tiempo. Conservar en frasco de polietileno. Solución de TIOSULFATO DE SODIO La forma usual del tiosulfato, Na2S2O3 penta hidratado, no es lo suficientemente pura para ser un patrón primario. Además, efloresce muy fácilmente. Una solución estable de tiosulfato de sodio puede prepararse disolviendo el reactivo en agua destilada recién hervida. La calidad del agua es importante debido a que el CO2 disuelto favorece la dismutación del S2O3 2- y los iones metálicos catalizan la oxidación atmosférica del mismo. Las soluciones de tiosulfato deben almacenarse en la oscuridad, en frasco de vidrio. La adición de 0,1 g de carbonato de sodio por litro, mantiene el pH en el intervalo adecuado para estabilizar la solución, 6 evitando la dismutación del tiosulfato y el crecimiento de microorganismos tales como tiobacterias que consumen azufre. Solución de EDTA El compuesto más importante para fines analíticos es la sal di sódica. Sus soluciones no son lo suficientemente puras como para usarlas como patrón primario. Por lo tanto, a menos que se use un método de purificación, la solución debe valorarse con un patrón primario adecuado. Se recomienda guardar la solución valorada en un recipiente de plástico, ya que por contacto prolongado, el vidrio libera iones metálicos y la concentración efectiva de EDTA disminuye. Si se parte de la sal di sódica para la preparación de la solución, se pesa la cantidad adecuada y se disuelve en H2O deionizada; mientras que si se parte de H4Y, se disuelve la cantidad adecuada del mismo en agua, agregando hidróxido de sodio (4,5 g en 500 mL) antes de llevar la solución a volumen. IV- APARATOS VOLUMÉTRICOS Y SU USO El material de vidrio que se utiliza en las técnicas de análisis volumétrico comprende tres elementos de uso común: * pipeta * bureta * matraz aforado Estos elementos pueden estar calibrados para vaciar o emitir un volumen determinado o, alternativamente para contener o alojar un volumen determinado. En general las pipetas y buretas están calibradas para emitir volúmenes y los matraces para contener volúmenes. Siempre debe especificarse la temperatura a la cual el material de vidrio emite o contiene un volumen dado. Pipetas: permiten medir volúmenes de líquido por vaciado, es decir, dejando escurrir el líquido sin tener en cuenta la película que queda adherido a las paredes, por lo tanto no debe soplarse. Se dividen en: * pipeta de transferencia o pipeta aforada: posee un anillo grabado en su parte superior (aforo) que fija el volumen de líquido que la pipeta es capaz de emitir, llena hasta la marca si se deja desagotar en las condiciones especificadas. Mide un volumen fijo de líquido. * pipeta graduada: se emplea para medir volúmenes variables de líquido, hasta el de su capacidad máxima. No tiene gran aplicación en el trabajo exacto. Normas para el uso del material volumétrico: * La superficie de vidrio en su parte interna debeestar perfectamente limpia y desengrasada, para poder soportar una película de líquido uniforme; la presencia de suciedad o grasa tiende a romperla, y aparecen películas desiguales o gotas adheridas, que provocaran errores en la medición de volúmenes. * Debe evitarse el calentamiento del material de vidrio calibrado. Los cambios demasiado bruscos de temperatura pueden originar distorsiones permanentes en el vidrio con el consiguiente cambio de volumen. * La lectura de volumen en un líquido confinado en un tubo estrecho: pipeta o bureta, por ejemplo, debe realizarse en la parte baja de la curvatura (menisco) que exhibe el mismo. * Cuando se realiza la lectura del volumen el ojo debe estar al nivel del líquido para evitar los errores de paralaje. * En general, antes de llenar el material de medida con la solución, debe enjuagárselo con la misma solución, a fin de evitar la dilución por la película residual en la superficie del vidrio, pudiéndose así suprimir la operación de secado. Este enjuague debe realizarse por lo menos dos veces con volúmenes adecuados sin necesidad de llenar el recipiente. 7 Limpieza del material volumétrico: Antes de iniciar cualquier trabajo debe verificarse la limpieza del material, examinando si el agua moja las paredes en forma uniforme. La película de grasa se puede quitar comúnmente con una solución limpiadora (mezcla sulfocrómica, potasa alcohólica) puesta en contacto con las paredes del recipiente. Luego debe enjuagarse con agua común y por último con agua destilada. Si el desengrasado ha sido perfecto, el agua mojará en forma uniforme las paredes y quedará una fina película. Calibración del material volumétrico: Es necesario llevar a cabo la calibración del material volumétrico para conocer exactamente el volumen contenido o emitido. A través de esta operación el químico analista debe comprobar la concordancia o no entre el volumen indicado en el aparato y su volumen verdadero; de esto dependerá en gran parte la exactitud en el análisis volumétrico. Se sugiere ampliar estos temas consultando la literatura. Bibliografía sugerida: Harris, Daniel: Análisis Químico Cuantitativo. Kolthoff, Izaak: Análisis Químico Cuantitativo. Vogel, Arthur: Química Analítica Cuantitativa. 8 PROBLEMAS 1- Indique la cantidad de H2SO4 ( = 1,73 y 80,25 % P/P) que debe medirse para preparar 3 L de solución aproximadamente 0,04 M. Elija un patrón primario para normalizarlo e indique la cantidad a pesar, si dispone de una bureta de 25,00 mL. PM H2SO4: 98 2- Se tiene HCl ( = 1,145 g/mL y 29,17 % P/P). Indique que cantidad se necesitará para preparar 2 L de solución 0,2 M. Indique que cantidad de bórax (PM = 382,00) se deberá pesar para normalizarlo, suponiendo que dispone de una bureta de 50,00 mL. PM HCl: 36,5 3- Se preparó una solución de NaOH a partir de una solución Sörensen (aproximadamente 16 M), tomando 30 mL de la esta última para preparar 2 L de la solución diluida. Indique la cantidad de patrón primario a pesar para normalizarla si dispone de una bureta de 25,00 mL. 4- Indique la cantidad de AgNO3 (PM = 169,88) necesaria para preparar 2 L de solución 0,1 M. Cuánto patrón primario (KCl, PM = 74,56) se deberá pesar para valorarlo, usando una bureta de 50,00 mL? 5- Indique la cantidad de Na2H2Y.2H2O a pesar para preparar 2 L de EDTA 0,01 M (PM = 372,24). Indique la cantidad de patrón primario a pesar si se dispone de una bureta de 50,00 mL. 6- Se desea normalizar una solución de KMnO4 aproximadamente 0,02 M utilizando los siguientes patrones: a) tetraoxalato de potasio (C2O4H2.C2O4HK.2H2O, PM = 254,10) b) oxalato de sodio (PM = 134,20) Indique en cada caso la cantidad de patrón a pesar si se dispone de una bureta de 25,00 mL. 7- Se normalizó una solución de KMnO4 mediante el siguiente procedimiento: se disolvió 0,2009 g de As2O3 en NaOH y luego se llevó a medio ácido con HCl. Si se gastaron 40,00 mL de la solución de KMnO4 para alcanzar el punto final. Calcular la M la solución. PM As2O3=198,00. 8- Para valorar una solución de Na2S2O3 se hacen reaccionar 100,0 mg de KIO3 (PM = 214,00) con 1,000 g de KI (PM = 166,00). El I2 liberado se titula con Na2S2O3, gastándose 20,20 mL del mismo. Calcule la M de la solución. 9- Calcular la masa de K2Cr2O7 (PM = 294,12) necesaria para valorar una solución de Na2S2O3 aproximadamente 0,5 M si se dispone de una bureta de 25,00 mL. Explicar el procedimiento y escribir las reacciones químicas involucradas. 9 RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS PROBLEMA 1 1 L solución ------- 0,04 mol H2SO4 3 L solución ------- x = 0,12 mol H2SO4 1 mol H2SO4 ------- 98 g 0,12 mol H2SO4 ------- x = 11,76 g H2SO4 80,25 % P/P 80,25 g H2SO4 ------- 100 g solución 11,76 g H2SO4 ------- x = 14,65 g de solución = 1,73 g/mL = m/V V = 8,47 mL Se deberán tomar aproximadamente 8,5 mL con una pipeta graduada de 10 mL. Valoración de la solución: patrón primario Na2CO3, indicador heliantina. Cálculo del peso del patrón primario para gastar 20,00 mL de solución si dispone de una bureta de 25,00 mL 1000 mL solución ------- 0,04 moles H2SO4 20,00 mL solución ------- x = 8 10-4 mol H2SO4 1 mol de H2SO4------- 2 mol H + 8 10-4 mol H2SO4-------- x= 1,6 10 -3 mol H+ RT: CO3 2- + 2 H+ H2CO3 2 mol H+ ------- 1 mol CO3 2- 1,6 10-3 mol H+ ------- x= 8 10-4 mol CO3 2- 1 mol Na2CO3 ------- 106 g 8 10-4 mol Na2CO3 ------- x = 0,0848 g Na2CO3 m = 0,0848 g Se deberá pesar una cantidad exactamente conocida (con balanza analítica) aunque no sea idéntica a la calculada. PROBLEMA 2 1000 mL ------ 0,2 mol HCl 2000 mL ------ x = 0,4 mol % P / V = % P / P x = 33,40 % P/V 1 mol HCl ------- PM = 36,5 g 33,40 g HCl ------- 100 mL 0,4 mol HCl ------- x = 14,6 g 14,6 g HCl ------- x = 43,71 mL Se deberán tomar aproximadamente 44 mL con una probeta. Cálculo del peso del patrón primario para gastar 40,00 mL de solución si la bureta es de 50,00 mL. 1000 mL ------- 0,2 mol HCl 40,00 mL ------- x = 8 10-3 mol HCl = moles de H+ RT: H2BO3 - + H + H3BO3 1 mol H+ ------- 1 mol H2BO3 - 8 10-3 mol H+ ------- x= 8 10-3 mol H2BO3 - 10 Según la reacción de disolución: Na2B4O7 + 5 H2O 2 Na + + 2 H2BO3 - + 2 H3BO3 2 mol H2BO3 - ---------- 1 mol bórax 8 10-3 mol H2BO3 - ---------- x = 4 10-3 mol bórax 1 mol bórax -------- 382 g 4 10-3 mol bórax ------- x = 1,528 g bórax m = 1,5280 g PROBLEMA 3 1000 mL Na(OH) ------- 16 mol 2000 mL ------- 0,48 mol Na(OH) 30,00 mL Na(OH) ------- x = 0,48 mol 1000 mL ------- x = 0,24 mol La concentración de NaOH es aproximadamente 0,24 M. Valoración de la solución: Se calcula el peso del patrón primario para gastar 20,00 mL de solución si la bureta es de 25,00 mL Patrón elegido: Biftalato de potasio RT: HFt- + OH- H2O + Ft 2- 1000 mL Na(OH) ------- 0,24 mol NaOH 20,00 mL Na(OH) ------- x = 4,8 10-3 mol NaOH = 4,8 10-3 mol biftalato (según RT) 1 mol biftalato ------- PM = 204 g 4,8 10-3 mol ------- x = 0,9792 g m = 979,2 mg PROBLEMA 4 1000 mL ------- 0,1 mol AgNO3 1 mol AgNO3 ------- 169,88 g 2000 mL ------- x = 0,2 moles 0,2 moles ------- x = 34 g m = 34,0 g Se calcula el peso del patrón primario para gastar 40,00 mL de solución si la bureta es de 50,00 mL 1000 mL ------- 0,1 mol AgNO3 40,00 mL ------- x = 4 10-3 moles Ag+ = 4 10-3 moles Cl- mol KCl ------- 74,56 g 4 10-3 moles ------- x = 0,2982 g KCl m = 0,2982 g PROBLEMA 5 1000 mL ------- 0,01 molEDTA 1 mol EDTA ------- 372,24 g 2000 mL ------- x = 0,02 moles 0,02 moles ------- x = 7,44g m = 7,5 g Cálculo del peso del patrón primario para gastar 40,00 mL de solución si la bureta es de 50,00 mL 1000 mL ------- 0,01 mol EDTA 40,00 mL ------- x = 4 10-4 moles EDTA = 4 10-4 moles Ca2+ = 4 10-4 moles CaCO3 1 mol CaCO3 ------- 100 g 4 10-4 moles ------- x = 0,04 g CaCO3 m = 0,0400 g 11 PROBLEMA 6 Se calcula el peso del patrón primario para gastar 20,00 mL de solución si dispone de una bureta de 25,00 mL 1000 mL ------- 0,02 mol KMnO4 20,00 mL ------- x = 4 10-4 mol MnO4 - a) RT: 4 MnO4- + 12 H+ + 5 (C2O4)2H4 20 CO2 + 4 Mn2+ + 16 H2O 4 mol MnO4 --------- 5 mol (C2O4)2H4 4 10-4 mol MnO4 --------- x= 5 10-4 mol (C2O4)2H4 = moles C2O4H2.C2O4HK.2H2O 1 mol C2O4H2.C2O4HK.2H2O ---------- 254,10 g 5 10-4 mol C2O4H2.C2O4HK.2H2O ----------- x = 0,1270 g m = 0,1270 g b) RT: 2 MnO4 - + 6 H+ + 5 H2C2O4 10 CO2 + 2 Mn 2+ + 8 H2O 2 mol MnO4 --------- 5 mol H2C2O4 4 10-3 mol MnO4 --------- x= 1 10-3 mol H2C2O4 = moles Na2C2O4 1 mol Na2C2O4 ----------- 134,20 g 1 10-3 mol Na2C2O4 ----------- x = 0,1342 g m = 0,1342 g PROBLEMA 7 198 mg ------- 1 mmol As2O3 200,9 mg ------- x = 1.015 mmol As2O3 Según la reacción de disolución: As2O3 + 2 OH - 2 AsO2 - + H2O 1 mmol As2O3 ------ 2 mmol AsO2 - = 2 mmol HAsO2 (generados al acificar) 1.015 mmol As2O3 ------- x= 2,029 mmol HAsO2 RT: 2 MnO4 - + 6 H+ + 2 H2O + 5 HAsO2 2 Mn 2+ + 5 H3AsO4 5 mmol HAsO2 ---------- 2 mmol MnO4 - 2,029 mmol HAsO2 ---------- x= 0,8116 mmol MnO4 - 40 mL ------- 0.8116 mmol MnO4 - 1 mL ------- x = 0.02029 mmol 0,02029 M PROBLEMA 8 Reacción de generación de I2: IO3 - + 5 I- + 6 H+ 3 I2 + 3 H2O 5 moles I- ------- 1 mol IO3 - 5 x 166 mg KI ------- 214 mg KIO3 1000 mg KI ------- x = 257,8 mg KIO3 el KIO3 está en defecto, es limitante 12 214 mg KIO3 ------- 5 x 166 mg KI 100 mg " ------- x = 387,8 mg KI el KI está en exceso 1 mol KIO3 = 214 g ------- 3 moles I2 0,100 g KIO3 ------- x = 1,402 10 -3 moles I2 RT: I2 + 2 S2O3 2- 2 I- + S4O6 2- 1 mol I2 ------- 2 mol S2O3 2- 1,402 10-3 moles ------- x = 2,804 10-3 mol S2O3 2- 20,20 mL ------- 2,804 10-3 mol 1000 mL ------- x = 0,1388 mol 0,1388 M PROBLEMA 9 1000 mL -------- 0,5 mol Na2S2O3 20,00 mL -------- x = 0,01 mol S2O3 2- RT: I2 + 2 S2O3 2- 2 I- + S4O6 2- 2 mol S2O3 2- ------- 1 mol I2 0,01 mol S2O3 2------- x = 0,005 mol I2 Reacción de generación de I2 : Cr2O7 2- + 14 H+ + 6 I- 3 I2 + 2 Cr 3+ + 7 H2O 3 mol I2 ----------1 mol Cr2O7 2- 0,005 mol I2 --------- x= 1,66 10 -3 mol Cr2O7 2- = mol K2Cr2O7 1 mol K2Cr2O7 ------- 294,12 g 1,66 10-3 mol K2Cr2O7 ------- x = 0,4902g 0,4902g Se pesa 0,4902 g de K2Cr2O7 en balanza analítica (la masa debe ser exactamente conocida aunque no sea la calculada). Se adiciona HCl ya que la reacción es en medio ácido, y con IK en exceso. El I2 generado (cantidad exactamente conocida basándose en la masa agregada del patrón primario) se hace reaccionar con la solución de Na2S2O3 a valorar.
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