Finales Quimica Analitica FBCB UNL

Química Analítica I

Examen Final 20 de abril de 2018

1) Acido Base

Se necesitan preparar 100.0 mL de una solución reguladora de CF = 50 mmol/L y pH = 5.0. En el laboratorio se dispone de las soluciones NaOH 0.2500 mol/L y ácido malónico (H 2M) 0.2300 mol/L, y de las sales sólidas NaHCO 3 p.a. (PF = 84.0066) y Na2HPO4 p.a. (PF = 141.9588). a) ¿Qué par ácido-base conjugado utilizaría para prepararla? Justifique Justifique su elección y realice los cálculos necesarios. b) Dibuje la curva de distribución de especies del sistema seleccionado para la preparación de la SR e indique el pH de la SR. c) Defina capacidad reguladora. Datos: H2M: pKa1 = 2.85 y pKa 2 = 5.70; H 2CO3: pKa1 = 6.35 y pKa 2 = 10.25; H 3PO4: pKa1 = 2.15, pKa 2 = 7.20 y pKa 3 = 12.35. Acido-Base:

2) Preparación de soluciones-SI a) Indique el número de cifras significativas de las siguientes magnitudes medidas y redondee a dos, expresando como lo indica el SI

en el uso de d e múltiplos y submúltiplos de unidades: a1) 0.428 107 nL; a2) 944.85 pg; a3) 0.000012582 mL; b4) 0.0000003296 g b) Exprese las siguientes concentraciones de acuerdo al SI: b1) Agua oxigenada 20 vol O 2; b2) Ácido acético (PF: 60.05) en vinagre 5 g/L c) ¿Cómo prepararía, explicitando cálculos, operatoria, calidad de droga utilizada y material empleado, la siguiente solución? 100.00 mL de una solución patrón de Ca 2+ (PA: 40.078) de 10.0 mg /L a partir de CaCO 3 (100.087). La incertidumbre relativa de la pesada debe ser menor a 0.2% (Ia=0.1mg/pesada; (Ia=0.1mg/pesada; se realizan dos pesadas: p esadas: tarado y pesada final). d) ¿Qué es la gravimetría? gravimetría? Comente los factores que influyen en la formación de precipitados para usar en esta técnica. 3 Equilibrio heterogéneo

Se dispone de una solución de los cationes Mg y Ca. a) Justificar su separación frente al agregado de oxalato de sodio como reactivo precipitante mediante el cálculo de la constante de fraccionamiento. fraccionamiento. Datos: Kps CaC2O4 = 1.7.10 -9 y Kps MgC2O4 = 4.83.10 -6. b) Informar la concentración teórica que alcanzaría el magnesio cuando se considere que el calcio precipitó completamente alcanzando una concentración en equilibrio de 10 -5 mol/L. – c) Explique en qué consiste el efecto ion común y muestre un ejemplo con alguna sal del tipo (M 2A→2 M+ +A2 ). 4. Potenciometría indirecta

Analizando un sistema similar al del problema anterior (solución de los cationes Mg y Ca): la concentración de calcio (expresada en mol Ca 2+/L) en dicha solución, a partir de los siguientes datos: se toma una alícuota de 50.00 mL de la solución y se le adiciona oxalato de sodio en un ligero exceso hasta la precipitación completa de CaC 2O4, se separa el precipitado por filtración. Posteriormente, se lava y se disuelve en medio ácido y se realiza una titulación potenciométrica en caliente utilizando una SPS de permanganato de potasio 0.04389 eq/L (datos: PA Calcio = 40.078 y PF CaC 2O4 = 128.097). La siguiente tabla muestra la variación de potencial en el entorno del punto de equivalencia, equivalencia, mL titulante vs. Ec en mV: mL mV mL mV mL mV mL mV 22.20 348 22.30 478 22.40 731 22.50 735 22.25 353 22.35 721 22.45 733 22.55 736 b) Escriba las reacciones (ecuaciones) químicas involucradas en todo el procedimiento analítico de la determinación de calcio en la muestra. c) ¿Qué método alternativo podría utilizar para determinar calcio en una muestra que también contenga magnesio? Mencione las condiciones experimentales de trabajo (titulante, indicador, pH, etc.). a) Calcular

5) Varios a) Defina los siguientes términos: error sistemático y error aleatorio, y relaciónelos con pr ecisión y exactitud. b) ¿Cómo compara dos desviaciones estándar y en qué casos haría tal comparación? c) Si se disuelve un mol de EDTA disódico en un litro de agua a pH=8.0 (volumen final de la solución),

calcule la concentración formal de la sal y la molar de la especie sin protones. Dato: αY (pH=8.0) = 5.6×10 . Explique qué pasaría a pH menores con la [Y 4 – ]. d) ¿Cómo se calculan la K D (constante de distribución) y la D (relación de distribución) en extracción líquido-líquido? Muestre un caso en que ambas son similares y otro en el que no. e) Explique en qué consiste el método de Volhard-Charpentier y qué compuestos co mpuestos permite medir. 4-

 

3

–

Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada hoja. NO USAR LAPIZ! En caso de no responder alguna pr egunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre.


Examen Final 01 de agosto 2008

1) Tratamiento de datos Una muestra de SnCl 2 (PF 189.6154 g/mol) es analizada a fin de conocer su pureza titulando con una solución patrón de Fe(III) 0.1038 (±0.0002) mol/L. La preparación de la muestra se hizo pesando 6.6670 g de masa seca, disolviendo en ácido y llevando a 1000.00 mL de agua destilada. De esa muestra se tomaron 8 alícuotas de 50.00 mL cada una y se valoraron con la solución férrica. Los volúmenes gastados fueron los siguientes: 33.44, 33.98, 32.96, 32.96, 33.26, 35.94, 33.62, 33.50 y 33.54 mL respectivamente. Se desea conocer: a) Porcentaje de pureza en base seca del SnCl 2. b) Las definiciones de exactitud y precisión, mencionando con que tipo de errores se correlacionan c) Las estimaciones estimaciones de la precisión y la exactitud si se sabe que el valor teórico de la pureza es 99.49 %. d) Mencione algunos patrones primarios y secundarios utilizados en las volumetrías que involucran la clase de equilibrio aquí usado. Q(0.90) Incertidumbres absolutas Grados de libertad t (0.95) n 6 0.56 Bureta: ± 0.02 mL por lectura 5 2.571 7 0.51 Pipeta 50mL ± 0.01 mL 6 2.447 8 0.47 Balanza ± 0.1 mg por c/pesada 7 2.365 e) SISTEMA INTERNACIONAL (SI): escribir en forma correcta de acuerdo a las recomendaciones del (SI) las siguientes magnitudes : • 0,00000087 L • 235 ppm de Ca 2+ en agua de río • NO2- en agua de rio: 0,000088 mmol/L • Solución de KMnO4 0, 087 N en medio • P2O5 (PF: 142,0) en orina de 24 h: 3,5 g • Solución de NaOH 8 % p/v ácido • Glucosa ( PF: 180,16) en orina de 24 h: • 7,40 % p/v de proteinas totales en suero • 14,8 mg/L de creatinina (PF: 113,00), 12 g humano en suero humano 2) Acido Base Para averiguar la concentración de una solución de H3PO4, se hace una dilución 1/100 y se valora una alícuota de 10.00 ml con NaOH 0,0800 mol/L en la que se consumen consumen 5.00 ml para el viraje de la Heliantina Heliantina (3.1 rojo – 4.4 amarillo). amarillo). Con la solución de H3PO4 original, cuya concentración ahora se conoce, se necesita preparar 500.00 ml de una S.R. de pH = 6.80 y C f = 0.5 mol/L. Se dispone para la preparación de NaOH 0.917 mol/L. Responda: a) Concentración de la solución de H3PO4 original, b) Cálculos y preparación de la solución reguladora. reguladora. Datos: Ka Ka1 = 7.52 x 10-3 Ka2 = 6.23 x 10-8 Ka3 = 4.80 x 10-13 3) Redox Calcular el potencial en los siguientes sistemas, una vez logrado el equilibrio y a pH=0. En aquellos casos en que considere que hay reacción química, calcule la Keq de la misma: a) Se mezclan 4 mmol de Fe(III), 6 mmol de Sn(IV) y 3 mmol de Fe(II). b) 3 mmol de Sn(II), 3 mmol mmol de Fe(III) y 6 mmol de Fe(II). Fe(II). c) 3 mmol de Fe(II), 4 mmol de Tl(III), 2 mmol de Fe(III) y 6 mmol de Tl(I). Datos: EºFe3+/Fe2+=0,771 V; : EºSn4+/Sn2+=0,139 V; : Eº Tl3+/Tl+=1,280 V 4) Solubilidad-sensibilidad Solubilidad-sensibilidad Para las siguientes situaciones calcular la solubilidad condicionada, la concentración de cromato y decir si será detectado este anión con una reacción cuyo pD es de 6,0. a) Solución saturada de Tl 2CrO4, cuyo sobrenadante se encuentra a pH=6,0. b) Igual solución solución que la anterior, pero además se mantiene mantiene una concentración concentración de Tl(I) = 0,1 M en el sobrenadante. sobrenadante. Datos: KaHCrO4 – = 3,1 x 10-7; KpsTl2CrO4 = 9,8 x 10 –13; PF(CrO42– ) = 116,0 5) Electroquímica Se desea valorar la pureza de un K 2Cr 2O7 (PF: 294,20) grado técnico para lo cual se pesó 123,9 mg de la ml Ec (mV) droga, se disolvió en medio ácido y se llevó a 250,00 ml. Luego se tomó una alícuota de 50,00 ml y se tituló 18,40 339 potenciométricamente potenciométricamente con una SPP de FeSO4 0,02132 mol/L. En el cuadro adjunto están las lecturas 18,50 342 realizadas en el entorno del punto de equivalencia, volumen de titulante (ml) vs. Ec (mV). 18,60 467 a) Escriba la reacción involucrada en la titulación 18,70 710 b) ¿Cual será el % p/P del K 2Cr 2O7 18,80 720 c) ¿Qué electrodos pueden usarse en dicha titulación? 18,90 727 d) Escriba la clasificación de los electrodos indicadores usados en métodos potenciométricos.

6) Cualitativa. Antes de responder cualitativa debe entregar las respuestas de la parte cuantitativa Aniones: Se dispone de una muestra sólida, blanca, soluble en medio ácido. Se hacen los ensayos previos con los siguientes resultados: E6P reductores (–), E 4 P oxidantes (–), E5 P oxidantes (+), EG 1 (+), totalmente insoluble en HAc; soluble en HCl; EG 2. (+) Soluble en NH 3 y en CN – . Realice la carta de eliminación e indique qué aniones podrían estar presentes en la muestra. Cationes: ¿qué tipo de acondicionamiento de muestra o eliminación de incompatibles haría, para realizar la marcha sistemática del carbonato de sodio, sobre una muestra coloreada y ligeramente alcalina, que según el análisis previo de aniones, dio que tenia: borato, sulfato, tartrato, fluoruro, cloruro,aacetato,yoduro y nitrato? Observaciones: Contestar cada pregunt a en hoja separada, separada, colocando el no mbre en cada hoja. En caso de no responder alguna pregunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre y apellido Resultados: mi ércoles 06/08/0 06/08/08 8 a las 10 horas. Los alumnos que estés activados s erán examinados a esa hora. • •

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1


Examen Final 20 de diciembre diciembre 2013

1) Tratamiento de datos-Complejometría Una muestra que contiene CuSO 4 (PF = 159.606) y cuyo rótulo especifica 99.8 % m/m BS y 5.06 % m/m de humedad, es analizada por titulación complejométrica complejométrica para certificar su pureza. Para ello se disuelven 8.0256 g de muestra húmeda y se llevan a 500.00 mL, luego se titulan 5 alícuotas de 50.00 mL cada cada una con EDTA (0.06523 ± 0.00005) mol L – 1, acondicionando el pH a 9 y manteniendo [NH3]= 0.1 – 1 mol L . Se gastaron los siguientes volúmenes: 7.26, 6.80, 7.24, 7.30, 7.28 mL. Se desea conocer: a) % (m/m) en base seca de CuSO 4 presente en la muestra con su intervalo de confianza, b) las definiciones de exactitud y precisión, mencio mencionando nando con qué tipo de errores se correlacionan, ¿qué parámetro puede calcular calcular con los datos que tiene? d) ¿para que se agrega NH3 durante la titulación? n 3 4 5 6

Q0.90 0.94 0.77 0.64 0.56

n-1 2 3 4 5

t0.95 4.30 3.18 2.78 2.57

Incertidumbres Matraz 500.00 mL: ±0.20 mL Bureta: ± 0.02 mL / lectura Balanza: Balan za: ± 0.1 mg / pesada Pipeta 50.00 mL: ±0.05 mL,

2) Redox Se desea valorar una solución de Fe 2+ cuyo rótulo dice “0.225 mol/L”. Para ello se hace una dilución exacta de una SPP de K 2Cr 2O7 0.300 mol/L, tomando 25.00 mL y llevando a 500.00 mL. Se utiliza una alícuota de 10.00 mL de la solución de Fe 2+ en medio ácido (pH=0), usando en la valoración el reactivo titulante K 2Cr 2O7 diluido. a) ¿Con qué ti po de material de vidrio realiza la dilución del titulante y p or qué? b) Analice la cuantitatividad cuantitatividad de la la reacción para un un grado de avance del del 99.9% de la Ci. c) Elija qué indicadores, si es que hay más de uno, puede utilizar en la titulación. Considerar un error ≤ a 2%. d) ¿Cuando considera que se llega al equilibrio en una r eacción eacción redox? e) ¿Cómo realiza la detección del punto final de una reacción redox? Describa brevemente cómo funcionan los distintos tipos de indicadores visuales. Datos: Eº Cr2O72-/Cr3+ = 1.36 V EºFe3+/Fe2+ = 0.767 V Indicadores Eº (V) n I Indicadores Eº (V) n I DAS 0.85 2 Nitroferroína Nitroferroína 1.31 1 2.2’ Dipiridina ferrosa ferrosa 0.97 1 Ferroína 1.11 1

3) Potenciometría. a) Se quiere determinar el % (m/m) de un sulfato de sodio de dudosa calidad. Para ello se pesa una masa de 253.4 mg, se disuelve y se enrasa un matraz de 250.00 mL. Una alícuota de 100.00 mL de tal solución se transfiere a un vaso de pptado al que se le adicionan 25.00 mL de una solución patrón (0.0400 mol/L) de Ba2+. Luego de la ppt ación se filtra y a la totalidad del filtrado se lo r ecoge y enrasa en un matraz aforado de 100.00 m L (Solución (Solución M). Una alícuota de esta solución convenientemente acondicionada con TISAB se mide potenciométricamente utilizando un ISE para Ba2+ previamente calibrado (con tres patrones de bario de 1.00x10 – 2, 1.00 x 10 – 5 y 1.00 – 6 17.0 mV y – 46.6 46.6 mV respectivamente), obteniéndose una lectura de E CELDA de Sol.M = x 10 mol/L cuyas lecturas resultaron 71.8 mV; – 17.0 59.8 mV. Expresar: Na 2SO4 % (m/m). Datos: PF del PF BaSO 4 = 233.341; PF del PF Na 2SO4 = 142.042; PA del Ba = 137.341 b) Dibuje una sonda o electrodo combinado sensible a los protones. Indique y nombre cada uno de sus componentes. ¿Qué entiende p or error alcalino? c) Defina que significa el concepto de comportamiento nernstiano para un electrodo sensible a un catión divalente. Grafique la respuesta ECELDA vs. log [ion . d) Explique el principio de funcionamiento funcionamiento de un electrodo enzimático o sonda enzimática para la glucosa.

4) Equilibrio heterogéneo y sensibilidad 32 a) Calcular la solubilidad del Ca 3(PO4)2 en solución saturada. Kps Ca 3(PO4)2 = 1.3 x 10 – 32 . b) b) ¿Cuál será la concentración molar de calcio libre si a la solución anterior se la lleva a pH 7.20? Datos: α 0 PO43- = 3.49 x 10 – 6 c)¿Qué es la sensibilidad de una r eacción? ¿Con qué parámetros se la define? ¿Cómo define la selectividad de una reacción analítica? d) Describa brevemente los métodos separativos que conoce.

5) Ácido-base. a) Si se disuelve disuelve 0.1 mol de ácido acético (HAc, (HAc, K a = 1.76 x 10 – 5) en un litro de agua, informe la concentración Formal del ácido y las concentraciones Molares de las especies en el equilibrio. equilibrio. b) Dibuje esquemáticamente esquemáticamente una curva curva de titulación titulación de un ácido débil débil con una base fuerte. fuerte. – 2 – 5 c) Realice un esquema de la curva de distribución de especies para el ácido H 2M cuyas constantes son: K a1 a1 = 5.6 x 10 ; K a2 a2 = 5.4x 10 d) Mencione algunas razones por las que se debe utilizar una titulación en solventes no acuosos.

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Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada hoja. NO USAR LAPIZ! En caso de no responder alguna pregunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre.


Examen Final 16 de diciembre de 2016

1) Varios a) En el siguiente cálculo, exprese el resultado con el número correcto de cifras significativas: [33.44(0.03)mL  12.110(0.003)mL] x0.0998(0.0005)mol / L 20.00(0.04)mL

b) Para la solución de KMnO4 cuyo título es 10.0 mg H 2O2 por mL de titulante: exprese la concentración de la SPS en mol/L y escriba las reacciones involucradas. Datos: PF(H 2O2) = 34.00 c) Defina Precisión. ¿Qué tipo de errores se relacionan con esta propiedad? Explique cómo compara las varianzas de dos métodos analíticos.

2) a) Análisis Cualitativo En función de la complejidad del análisis, ¿cómo clasificaría las siguientes muestras? (justifique): a1) La leche recién ordeñada pudo haber sido contaminada con un detergente usado en el lavado de los tanques de conservación. a2) En un criadero se observó gran mortandad de conejos por la ingestión de un sólido sospechoso. ¿Este sólido será alimento en mal estado o un raticida arrojado por error o un agroquímico esparcido irresponsablemente sobre el alimento? a3) Determinación rutinaria de nitratos y nitritos en agua de consumo humano.

b) Equilibrio heterogéneo Explique cuáles son los efectos que condicionan la solubilidad de un precipitado. Demuestre cómo se tiene en cuenta el efecto del pH para el caso de la precipitación del CaC 2O4.

c) Preparación de la muestra

– 5

– 12

Para extraer y preconcentrar ácido ascórbico (Ka 1=4.36 10 ; Ka2= 6.3 10 intercambio catiónico. Explique cuál emplearía y por qué.

) se dispone de sorbentes de intercambio aniónico e

3) Ácido Base Se necesitan preparar 1000.0 mL de una solución reguladora (SR) de pH = 3.5 y concentración formal 0.050 mol/L. a) Realice los cálculos necesarios par a su preparación teniendo en cuenta los r eactivos de los que dispone en cada caso: – 5 a1) droga sólida benzoato de Na (NaBz) (PF= 144.11, Ka=6.60×10 ), SPS de NaOH (0.500±0.007) mol/L y de HCl (0.500±0.002) mol/L; a2) droga sólida NaBz y solución de ácido benzoico (HBz) 2.00 mol/L. b) Calcule la eficiencia de la SR. c) Defina capacidad reguladora.

4) Potenciometría. Llega al laboratorio una muestra de vinagre de vino. Para controlar su calidad se debe informar la Acidez Total determinada por titulación con una SPS de NaOH y expresada como “g r amos de ácido acético por cada 100.00 ml” Para esto, se toma una alícuota y se diluye 1/20. Posteriormente, se toma una alícuota de 5.00 mL de la solución diluida y se titula potenciométricamente con una SPS de NaOH 0.02673 mol/L. La tabla siguiente muestra los “(mL) titulante vs. Ec (mV)” en el entorno al punto de equivalencia: mL

mV

mL

mV

mL

mV

mL

mV

mL

mV

mL

mV

mL

mV

mL

mV

8.90

202

8.95

205

9.00

234

9.05

298

9.10

416

9.15

433

9.20

448

9.25

462

Responda: a) Si el Código Alimentario exige que la Acidez Total esté comprendida en un rango 4 – 5 g de ácido acético % (m/v) ¿la muestra analizada cumple con este requisito? Informe el resultado obtenido (Dato: PF del ácido acético = 60.05 g/mol); b) ¿Qué electrodos utilizaría para esta titulación? Justifique; c) Explique sintéticamente cómo y dónde se generaría el potencial de unión liquida (Ej). ¿Por qué es importante minimizarlo, y de qué manera se lo puede lograr?

5) Titulación Complejométrica Se necesita determinar la pureza de una muestra de ZnSO4, conociendo que es de alrededor de 85 % m/m base húmeda. Se emplea para este fin un método de titulación complejométrico utilizando como reactivos una SPS de EDTA 0.0227± 0.003 mol/L como + titulante, una solución reguladora de NH4 /NH3 a pH=10.0 y NET como indicador. Se quieren titular alícuotas de 10.0 mL de una solución muestra usando una bureta de 25.0 mL. Por otro lado, en una porción de la muestra se determinó que el porcentaje de humedad es del 9.52 % m/m. Dato: PF ZnSO4: 161.47 Responda: a) ¿Qué concentración aproximada debería tener la Solución Muestra a preparar y cómo prepararía 100.0 mL? b) Dibuje un esquema del procedimiento analítico a seguir y escriba la reacción de titulación involucrada y la reacción que permite detectar el punto final. c) ¿Cuál es la expresión de la constante de equilibrio real de la reacción analítica en las condiciones de titulación? d) Proponga una fórmula para calcular la pureza en base seca de la muestra a partir de los datos experimentales que se obtendrán en la titulación.  

Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada ho ja. NO USAR LAPIZ! En caso de no responder alguna pr egunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre.


Examen Final 19 de diciembre 2014 1) Complejos. a) Explique la razón de utilizar un complejante auxiliar en las titulaciones de algunos cationes (Cu 2+, Zn2+, etc.) con EDTA, y mediante qué expresión se cuantifica la influencia del complejante auxiliar en los cálculos ¿Cómo influye la concentración del complejante auxiliar en la constante de equilibrio y en la forma de la curva de titulación? Use como ejemplo el 2+ – 4 18 efecto de NH3 (concentración 0.1 mol/L) en la titulación de Cu a pH = 7.0 ( o = 5.0 × 10 ). Datos: Kf YCu = 6.3 × 10 3 7 11 12 Constantes de formación Cu(II)-(NH3): 1 = 9.8 × 10 , 2 = 2.1 × 10 ; 3 = 1.0 × 10 ; 4 = 1.0 × 10 . b) Indique el criterio a tener en cuenta para la elección de un indicador complejométrico. Realice el cálculo para la elección en el siguiente caso (y utilícelo como ejemplo): - En la titulación de Ca(II) con EDTA a pH = 10.0 se tienen los siguientes pM de punto final y equivalencia: pM 1 = 3.60, pMEquivalencia = 5.77 y pM2 = 7.94. Evalúe si el NET puede utilizarse: Kf Ca-I=2.5× 105; Constantes -6 -11 de acidez del indicador: K a1 = 2.0 × 10 ; K a2 = 4.0 × 10 2) Cualitativa Un farmacéutico desea saber si el hierro (PA 55.845) presente en comprimidos para tratar la anemia se encuentra como Fe(II) o Fe(III). Para ello envía al laboratorio un envase con 30 pastillas. Cada comprimido pesa 50 mg y resulta completamente soluble en ácido mineral diluido. Además el rotulo indica 45 mg de Sulfato Ferroso (PF 151.908) por pastilla. a) Para comenzar con el Análisis Cualitativo y teniendo en cuenta la Escala de Trabajo ¿Cuántas pastillas se deberían disolver para preparar 25 mL de solución de la muestra? Justifique la respuesta. b) Sobre qué catión recae MAYOR SOSPECHA, si los ensayos previos sobre alícuotas independientes dieron los siguientes resultados (Consultar Tabla de más abajo): b1) Con NaOH dio un precipitado blanco “insoluble” en exceso de reactivo, pero se torna pardo con el tiempo. b2) Con NH4OH se obtuvo un precipitado bl anco “insoluble” en exceso de reactivo. b3) Con Na2CO3 se obtuvo un precipitado pardo amarillento que se torna rojizo con el tiempo. c) Utilizando la Tabla indique qué otro ensayo realizaría y qué resultado esperaría para respaldar su respuesta. COMPLEJANTES *

Cationes

Reactivo = NaOH 2 mol/L

Reactivo en exceso*

H+

CN

Tartrato/ Oxalato

EDTA

Fe(III)

Fe(OH)3 pardo rojizo

I

S

I

C

I

Fe(II)

Fe(OH)2 blanco + O2 (aire)  Fe3O4 pardo

I

S

C

C

S

-

Reactivo NH4OH

Cationes

Reactivo = NH4OH (2 mol/L)

(+ NH4OH + NH4Cl)*

Fe(III)

Fe(OH)3 pardo rojizo

I

Fe(II)

Fe(OH)2 blanco

S

I

Cationes

Reactivo = Na2CO3 (0.5 mol/L)

Reactivo en exceso*

(+ HNO3)*

Fe(III)

[Fe(OH)2]2CO3    Fe(OH)3 pardo rojizo

I

S

Fe(II)

FeCO3 pardo amarillento + O 2 aire  Fe(OH)3 pardo rojizo

I

S

Cationes

Reactivo = KSCN cristales

Fe(III)

Complejo rojo intenso

* NOTA: Los ensayos marcados con (*) se realizan SOBRE los precipitados formados de los respectivos cationes.

Fe(II)

Sin cambio de color

Siglas: S = soluble; I = in soluble; C = solubles por formación de complejos.

(15 mol/L)* I

3) Varios a) Mencione cuáles son los métodos usados en volumetría por precipitación e indique la diferencia en lo que respecta al comportamiento de los indicadores y el rango de pH de trabajo en cada caso. b) Mencione algunas características que tienen las operaciones previas a la medición en el PMQ y cómo repercuten en este. Indique qué consideraciones deben hacerse a la hora de definir el problema analítico. c) En el laboratorio dos analistas realizan la tarea de extraer el analito X, cuya concentración es 0.0056 mg/mL en una fase acuosa (50.0 mL), usando un solvente no miscible con agua. El analista A optó por realizar una sola extracción utilizando 100.0 mL de solvente. El analista B optó por realizar 3 extracciones sucesivas con 20.0 mL. El analito no interactúa con ninguna de las fases. Se desea saber quién obtiene la mayor recuperación si la constante de reparto (K D) es igual a 8. 4) Potenciometría-Acido base Una gaseosa cola contiene ácido fosfórico en una concentración aproximada de 17 mg de P/100 mL (PA=30.9738). a) ¿Qué pH tendría la bebida, si el P se encuentra como H 3PO4 (PF=97.9952) y es el mayor componente que aporta acidez a la bebida? Haga un esquema de la curva de distribución de especies para este ácido. b) Describa y dibuje detalladamente el tipo de electrodo que utilizaría para confirmar este valor. c) Describa al menos 5 (cinco) limitaciones y/o precauciones más frecuentes que se deben tener presentes al manipular dicho electrodo. Datos: p K a1=2.12, pK a2=7.21 y pK a3=12.69. 5) Preparación de soluciones-SI Indique cómo prepararía, explicitando cálculos, operatoria y material empleado: a) 100.0 mL de una solución de NaCl (58.44 g/mol) 0.025 mol/L a partir de: a1) una droga sólida cuyo rótulo declara una pureza de 85.0 % (m/m) en BS y 2.51 % de humedad, si se admite una incertidumbre relativa en la pesada  0.4% (Ia balanza = ±0.1 mg/pesada), a2) una solución de NaCl 0.50 mol/L; b) 250 mL de una solución de HNO 3 (63.01 g/mol) 0.01 mol/L a partir de un ácido comercial 65 % m/m ( =1.39 g/mL) , c) 100.0 mL de una SPP de KHF (204.22 g/mol) de la que se van a emplear 4 alícuotas de 5.00 mL para titular un NaOH 0.02 mol/L, utilizando una bureta de 10.0 mL; d) de acuerdo al SI, ¿qué unidades emplearía para expresar: c1) cantidad de sustancia? y c2) concentración de cantidad de sustancia?


Examen Parcial 18 de octubre 2013

1) Preparación de soluciones a) ¿Cuántos mL de HCl 37% m/m y 1.18 g/mL de densidad deberá tomar para preparar 1.00 L de una solución 0.100 mol/L? ¿Con que material de laboratorio haría esta dilución? b) Indique qué concentración normal (eq/L) tiene una solución de K 2Cr 2O7 (PF 294.19) que se preparó disolviendo 1.1904 g de la sustancia sólida secada en estufa en 500.00 mL de agua, si la misma será utilizada en la titulación de una sal de Fe(SO 4). c) ¿Cómo prepararía 500.0 mL de una solución patrón de K + de 4.0 ppm a partir de K 2HPO4 (p.a) (PF = 174.18) si se requiere que la pesada no supere una R de  0.5% (a por pesada =  0.1 mg)? Explicite cálculos, procedimiento de preparación y material de laboratorio a utilizar. 2) SI-Tratamiento de datos a) Expresar el resultado de acuerdo al SI y redondearlo a 3 cifras significativas: a1) Solución acuosa de 85 ppm de Fe (PA: 55.847). a2) 0.560 g NaCl % (m/v) (PF: 58.442) log (1.832  10 3 ) 

3.48  10



4



1.322  1.204 10 b) Resolver la siguiente operación, utilizando el número correcto de cifras significati vas: c) Para la siguiente operación, calcular el % de humedad y expresarla con el número correcto de cifras significativas: se pesaron 5.5659 g de una muestra y se secaron hasta peso constante de 5.3548 g. ( I A pesada= +/- 0.1 mg). d) Por un método complejométrico se determinó una pureza del (78.4 ± 0.5) % (m/m) para una muestra sólida de CaCO 3. Si se admite una inexactitud relativa del 1% y el valor aceptado como verdadero es de 80.2 % (m/m), comprobar si este resultado cumple con este requisito. 4

3) Redox: a) Calcular el potencial del sistema una vez alcanzado el equilibrio de la solución de pH 2.00 preparada al mezclar 919.5 mg de Na 3VO4 (PF: 183.905); 413.5 mg de VOCl 2 (PF: 137.847); 2 mmoles FeCl 2 y 2 mmoles de FeCl 3 en un volumen final de 100.00 mL. Datos: Ef (Fe3+/Fe2+) = 0.700V y Ef (VO43-/VO2+) = 1.200V. b) Si se realizara una titulación de Fe(II) con K 2Cr 2O7, indique si la curva resultará simétrica o no, y dibújela a mano alzada indicando aproximadamente donde se situaría el punto de equivalencia. Datos: Eº Cr 2O72 – /Cr(III) = 1.33 V EºFe(III)/Fe(II) = 0.77 V c) Indique el criterio a tener en cuenta para la elección de un indicador Redox. d) Si se construye una celda electroquímica como la siguiente, sin hacer cálculos indique que pasará (qué reacciones ocurrirán) y cuánto marcará el voltímetro cuando se alcance el equilibrio. Datos: Eº Cu2+/Cu = 0.337 V ; EºAg+/Ag = 0.799 V 4) Complejos: a) Analizar la cuantitatividad de la titulación de 10.00 mL de una solución de Ca(II) (que expresada como carbonato de calcio es igual a 300 ppm) con una solución de EDTA a pH 5.00 ( 0 del EDTA es de 3.54 x 10 -7). Se considera cuantitativa cuando existe un 99.9 % de conversión. K f CaY2-=5x1010. 2+ 2+ b) Explique por qué se debe utilizar un complejante auxiliar en las titulaciones con EDTA de algunos cationes (Cu , Zn , etc.) y mediante que expresión se cuantifica la influencia del complejante auxiliar en los cálculos. 5) Acido-Base: Se necesita preparar 250.00 mL de una solución reguladora CF = 50 mmol/L y pH = 7. En el laboratorio dispone de los siguientes reactivos: soluciones valoradas de NaOH 0.1204 mol/L y ácido malónico (H 2M) 0.1000 mol/L; y las siguientes sales solidas: NaHCO3 (PF = 84.0066), NaH2PO4 (PF = 119.9779), Na2HPO4 (PF = 141.9588) y Na 3PO4 (PF = 163.9407), todas de calidad analítica. Responda: a) ¿Cuál es el par ácido-base conjugado que utilizaría en la preparación? ¿Qué criterio utilizó para tal decisión? Realice los cálculos para su preparación. b) Dibuje la curva de distribución de especies ( vs. pH) del sistema seleccionado para la preparación de la SR e indique el pH de la SR. c) Defina el concepto de Capacidad Reguladora. d) Informe la Efectividad de la SR preparada. Considera que dicha efectividad es buena, ¿qué criterio utiliza para tal consideración? Datos: para H2M (pKa1 = 2.85 y pKa2 = 5.70; Para H2CO3 (pKa1 = 6.35 y pKa2 = 10.25); Para H3PO4 (pKa1 = 2.15, pKa2 = 7.20 y pKa3 = 12.35). e) Si un mol de ácido acético (HAc) se disuelve y lleva a un litro en agua: calcule la concentración MOLAR y la concentración FORMAL – de HAc. Datos: Ka = 1.78 × 10 5.

Observaciones: Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada hoja. NO USAR LAPIZ!  En caso de no responder alguna pregun ta, entregar de igual forma una hoja en blanco por p regunta, con nombre.  .


Examen Final 7 de febrero 2014

1) Acido-base. Se necesitan preparar 500.0 mL de una solución reguladora de ácido oxálico (H 2C2O4, PF= 90.03) de CF=100 mM y de pH= 4.20. Para ello dispone en el laboratorio del ácido en estado sólido con una pureza de 98.5% m/m en BH, contando además con las siguientes soluciones: NaOH 2.00 mol/L y HCl 2.00 mol/L. a) Dibuje a mano alzada el diagrama de distribución de especies para el ácido oxálico y ubique en el mismo la solución preparada. b) ¿Cuál de las dos soluciones mencionadas utilizaría para preparar la reguladora? Justifique. c) ¿Qué masa de ácido deberá pesar? d) ¿Qué volumen de la solución elegida debería emplear? e) ¿De qué manera verifica que la solución tenga el pH requerido? Datos= Ka 1= 5.40 x 10 2 , Ka2=3.98 x 10 5 –

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2) Potenciometría. Se calibró una sonda (también denominada electrodo combinado de vidrio sensible al pH) usada para la determinación del pH con una solución buffer patrón (o calibrador) de pH = 4.006, cuyo E de celda resultó = 0.2094 V. La calibración directa implica la Definición Operacional del pH. a) Explique qué es una sonda y realice un dibujo representativo. b) Calcular el pH y la aH+ de dos muestras líquidas cuyos E de celdas fueron – 0.3011 V y +0.1163 V, r espectivamente. c) Explicar cómo se mide experimentalmente el pH de una muestra. d) Mencione las limitaciones y/o precauciones que se deben tener al emplear un electrodo de vidrio para protones. Explique brevemente los términos: Error alcalino y Err or ácido. 3) Solubilidad. Calcular las solubilidades del CdS en las siguientes situaciones y sacar conclusiones: a) En solución saturada (sal en equilibrio con sus iones). b) pH = 1.0 c) pH = 1.0 y con el agregado de Cd+2 0.1 mol L 1 Datos: KpsCdS = 5 × 10 27. Cte. acidez del H2S: K a1 = 9 × 10 8, K a2 = 1.1 × 10 15 –

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4) Varios. a) ¿Qué es la sensibilidad de una reacción? ¿Con qué parámetros se la define? ¿Cómo define la selectividad de una reacción analí tica? b) ¿Cómo realiza la d etección del punto final de una titulación complejométrica? Describa cómo funcionan los indicadores visuales y las distintas técnicas de titulación con EDTA. c) Explique por qué es importante controlar el pH y cómo se t iene en cuenta su efecto en una titulación complejométrica. d) Calcule el potencial del siguiente sistema redox (volumen total 1 00.0 mL) una vez logrado el equilibrio: - FeSO4: 911.4 mg (PF=151.9) + Fe2(SO4)3: 4 mmol + SnCl2: 569.1mg (PF=189.7) + Sn(IV): 4 mmol Datos: EºFe3+/Fe2+= 0.771 V EºSn4+/Sn2+= 0.154 V

5) SI-Tratamiento de datos a) De acuerdo al SI, ¿qué unidades emplearía para expresar “cantidad de sustancia” y “concentración de cantidad de sustancia”? Expresar correctamente las siguientes magnitudes: a.1) Volumen medido = 0.0000050 L a.2) Concentración de una proteína = 0.0000000085 g/L a.3) Concentración de SnCl2 = 63 000 g/L (PF = 189.7) b) Para la determinación de la dureza debida al Mg en una muestra de agua, dos alícuotas independientes de 100.00 mL (± 0.08) cada una, se valoraron con EDTA 0.0306 mol/L (± 0.0002) gastándose 17.660 mL y 7.3 22 mL (medidos con una bureta cuya incertidumbre es de ± 0.002 mL por lectura) para la dureza total y la debida al calcio, respectivamente. Expresar la dureza debida al Mg en mg/mL de CaCO 3, sabiendo que el PF CaCO3 = 100.09 (± 0.01). Mg como CaCO3 (mg/mL) = (17.660  7.322) x0.0306 x100.09 100.00 c) ¿Qué tipo de errores se relacionan con la exactitud? Mencione algunos ejemplos. ¿Cómo se evalúa la inexactitud? d) ¿Qué tipo de errores se relacionan con la precisión? Mencione algunos ejemplos. ¿Cómo se evalúa la imprecisión? e) ¿Mediante que prueba se compara estadísticamente un valor promedio (se conoce su desviación estándar) con el valor universalmente aceptado como verdadero?

 



Examen Parcial 21 de noviembre 2014

1) Potenciometría. El rotulo de un laxante para adultos, indica 1.5 g de sulfato de sodio/100 mL. Al no disponer de un ISE para el sulfato, y para confirmar su concentración se aplica el siguiente procedimiento: en un tubo de centrifuga se transfiere 2.00 mL de la muestra, se adiciona bajo agitación 5.00 mL de una SPS de Bario (0.1056 mol/L). El precipitado (BaSO 4) separado por centrifugación, se descarta y al sobrenadante (conteniendo el exceso de Ba 2+) se lo diluye 1/10. De aquí se toma 2.00 mL, se le adiciona 2.00 mL de TISAB y se obtiene una lectura del ECELDA = 42.9 mV, al utilizar un electrodo combinado para el Ba 2+. La celda electroquímica fue previamente calibrada con dos patrones de 2+ – 2 – 4 Ba de 1.00×10 y 1.00×10 mol/L (a 2.00 mL de c/u de los patrones, se le adicionó 2.00 mL de TISAB) obteniéndose E C1 = 50.1 mV y EC2 = – 9.1 mV, respectivamente. Responder: a) Calcular los “gramos de Na2SO4/100 mL”, b) Si la Farmacopea Argentina exige un rango de 95.0 y 105.0% de la dosis rotulada, ¿se cumple con este requisito?, C) Dibuje y detalle las partes de una sonda enzimática, para la glucosa. Datos: PF Na2SO4 = 142.0424; PA Ba =137.327. 2) Equilibrio heterogéneo a) Determinar la solubilidad molar del BaSO4 en los siguientes casos y explicar a qué se deben los cambios en cada caso: – 1 2a1) Solución saturada. a2) Solución acuosa en presencia de EDTA (0.1 mol L ) y a pH=10.0 (α0 SO4 ≈ 1). – 10 7 Datos: Kps BaSO4 = 1.1 × 10 ; K YBa=2.2 × 10 ; oEDTA=0.35. b) Explique el efecto ión común. Para el ejemplo del Ag2CrO4, demuestre que un exceso de 0.1M de ión afecta más en el caso del ión de – 12 menor carga (Kps = 3.9 × 10 ). c) Calcular la masa de Fe 2O3 (PF = 159.694) que puede obtenerse en una gravimetría del hierro, a partir de una alícuota de 100.0 mL tomada de una solución que se preparó disolviendo 0.9322 g de una muestra que contiene 75.0 (%) m/m de FeSO 4 (PF = 151.913) y llevando a 500.0 mL. d) Mencione cuáles son los métodos usados en volumetría por precipitación e indique la diferencia en lo que respecta al comportamiento de los indicadores y el rango de pH de trabajo en cada caso. 3) Preparación de la muestra a) Se desea realizar la extracción de ácido benzoico (HBz) que está contenido en una matriz acuosa. Para este fin el analista tiene como reactivos los siguientes solventes: etanol, cloroformo y tetracloruro de carbono (TCC). Se desea saber: a.1) ¿Cuál de los solventes elegirá el analista y por qué? a.2) Con el solvente seleccionado, ¿a qué pH debería trabajar el analista para aumentar la extracción de analito? Justifique su respuesta. Experimentalmente se obtuvieron los siguientes pares de valores de concentración de HBz en el solvente y en agua luego de realizar la extracción a un pH en el que el ácido no se disocia y usando iguales volúmenes de solución acuosa y orgánica: – 1 – 1 – 1 – 1 – 1 – 1  Etanol/Agua: 297.74 g L / 2.26 g L ; Cloroformo/Agua: 295.45 g L / 4.55 g L ; TCC/Agua: 272.22 g L / 27.78 g L -5

KaHBz=6.31 x 10

b) En un proceso de extracción en fase sólida ¿cómo podría incrementar la concentración de analito en el eluído, para una muestra y sorbente dados? ¿Cómo incrementaría la eficiencia de la retención del analito? c) ¿En que se basa la elección del sorbente para EFS? ¿Qué tipos sorbentes se utilizan para extraer analitos polares, no polares y analitos ionizables? d) Defina sensibilidad para el análisis cualitativo . e) Mencione los cuidados que se deben tener cuando se realiza un tratamiento de la muestra (principios generales). f) Mencione algunas características que tienen las operaciones previas a la medición en el PMQ y cómo repercuten en este. 4) Cualitativa a) Al laboratorio llega una muestra correspondiente a un suplemento alimenticio, de la cual se sospecha la presencia de Se (Selenio) (PA = 78.96) cuyo rotulo indica un contenido 100 microgramos/100 g de muestra. ¿Se podrá aplicar el análisis cualitativo clásico para averiguar su presencia? Justifique su respuesta. b) En el análisis de cationes ¿por qué es necesario averiguar la presencia de materia orgánica? Si, el ensayo resulta positivo, ¿Qué debe hacer? Justifique la respuesta. c) Realice un esquema de los ensayos previos usados para la elaboración de la Carta de Eliminación en el análisis de aniones. Explique, que puede deducir: c1) ¿Si, uno de estos ensayos resulta negativo? y c2) ¿Si, uno de ellos resulta positivo? d) ¿Cuál es el reactivo de grupo (RG IV) del Grupo de los Sulfatos en la Marcha sistemática de cationes?

Observaciones: Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada hoja. NO USAR LAPIZ!  En caso de no responder alguna pregun ta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre.  .



1) Potenciometría. El análisis cualitativo de una piedra demostró la presencia de Na 2C2O4 (PF 133.9986), CaCO3 (100.098) y otras sustancias coloreadas inertes. Una masa de 195.0 mg de dicha piedra se disolvió en HNO 3 diluido y se llevó 25.00 mL con agua destilada obteniéndose una solución coloreada. - Una alícuota de 10.00 mL se tituló potenciométricamente con una SPS de KMnO 4 0.02352 eq/L, la tabla muestra los “mL titulante vs. Ec (mV)” en el entorno al punto de equivalencia. - Otra alícuota diluida 1/100 y acondicionada con TISAB se analizó con un ISE (Ca 2+) previamente calibrado en la zona lineal con dos – 5 – 2 testigos de calcio de 1.00 ×10 y 1.00×10 mol/L cuyos potenciales resultantes fueron – 128.7 y – 39.5 mV, respectivamente, siendo el Ec de la muestra = – 82.6 mV. a) Escriba: las semireacciones correspondientes para la titulación redox y esquematice la celda electroquímica para esta titulación ¿Qué electrodos utilizaría en esta titulación? b) Calcular: % (m/m) de CaC O3 y % (m/m) de Na2C2O4. c) Explique qué entiende por Potencial de Unión Líquida y como se origina. d) ¿Cuál es la composición de la TISAB? y ¿qué función cumple cada uno de sus constituyentes? V (mL) 20.96

Ec (mV) 403

V (mL) 20.98

Ec (mV) 406

V (mL) 21.00

Ec (mV) 435

V (mL) 21.02

Ec (mV) 497

V (mL) 21.04

Ec (mV) 615

V (mL) 21.06

Ec (mV) 632

V (mL) 21.08

Ec (mV) 647

V (mL) 21.10

Ec (mV) 662

2) Equilibrio heterogéneo a) Determinar la solubilidad molar del Ag2CrO4 en los siguientes casos y explicar a qué se deben los cambios en cada caso: – 1 2a1) Solución saturada. a2) Solución acuosa a pH=2. a3) Solución acuosa en presencia de NH 3 (0.1 mol L ) y a pH=9.0 (α0 CrO4 ≈ 1). – 12 + 3 7 Datos: Kps Ag2CrO4 = 1.2 × 10 ; Constantes de formación de los complejos Ag /NH3: ß1=2.04 × 10 , ß2=1.7 × 10 ; H2CrO4: K a1=3.55, – 7 K a2=3.36 × 10 . b) Los métodos de Mohr y Fajans permiten valorar el ión cloruro. ¿Cuál es la diferencia en lo que respecta al comportamiento de los indicadores y el rango de pH de trabajo en cada caso? ¿En cuál de los métodos hay mayor probabilidad de potenciales interferencias y por qué? c) ¿Cuáles son los factores del equilibrio que modifican la solubilidad de un compuesto? ¿Cómo influye cada factor? 3) Preparación de la muestra a) Explique en qué consiste y en que se basa la precipitación fraccionada b) ¿Qué diferencias hay entre D y K D? c) Mediante un ejemplo, explique cómo influye la presencia de equilibrios laterales en la cantidad de analito que es posible extraer en un procedimiento de extracción líquido-líquido. d) ¿En qué se basa la extracción en fase sólida? Comente sobre diferentes dispositivos y fines para los que se usa? e) ¿Qué cuidados se deben tener cuando se realiza un tratamiento de la muestra (principios generales)? f) ¿Qué características tienen las operaciones previas a la medición en el PMQ? 4) Cualitativa a) En las reacciones para el análisis cualitativo explique las características que debe presentar el producto y el reactivo, e indique con que propiedades analíticas básicas se relaciona cada uno. b) ¿En qué se basa el análisis cualitativo clásico? c) Para la marcha sistemática de aniones, indique los reactivos usados para separar cada grupo y los ensayos preliminares que se realizan. ¿Qué conclusión saca cuando un ensayo preliminar da negativo o positivo? d) Indique los acondicionamientos que se deben realizar sobre la muestra original para el análisis de aniones y cationes, respectivamente. 5) Gravimetría a) ¿Qué masa mínima de muestra habrá que utilizar en un método gravimétrico para determinar fósforo (PF=30,97), si la muestra tiene una cantidad esperada del 15.0 % m/m de fósforo, la forma de pesada final es Mg 2P2O7 (PF=222,57) y si se requiere una masa mínima de precipitado de 200 mg. b) ¿En qué consiste una gravimetría? ¿Qué tipos de precipitados se pueden obtener? c) ¿Cuáles son los factores que influyen en el tipo de precipitado, y qué se puede hacer para mejorarlos? d) ¿En qué consiste la pr ecipitación homogénea?

Observaciones: Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada hoj a. NO USAR LAPIZ! En caso de no responder alguna pregun ta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre. .  



1) Métodos Separativos Se añade lentamente Na2SO4 a una disolución acuosa que contiene iones Sr 2+ y Ba2+, ambos en concentraciones de 2.8 × 10 -4 mol L 1. a) Determine qué sal precipitaría primero. b) Determine la concentración residual del primer catión cuando se inicia la precipitación del segundo. Datos: Kps BaSO 4= 1.1 × 10 10, Kps SrSO4 = 3.16 × 10 7. c) Enuncie qué factores influyen en la solubilidad de un precipitado. Explique en qué consiste el efecto ión común. d) En gravimetría indique qué factores influyen en el tamaño de los precipitados y comente qué acciones sigue para mejorar la calidad de precipitados cristalinos y coloidales. –

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2) Potenciometría. a) Para conocer el porcentaje de NaOH (m/v) en una solución industrial coloreada de soda cáustica se propone realizar una titulación potenciométrica. Para esto se toman 25.00 mL de la solución diluida 1/100 de la muestra y se titula potenciométricamente empleando como electrodo indicador un electrodo de vidrio y como titulante una SPS HCl 0.02345 mol L-1. Responder: por qué se realizó una titulación potenciométrica, y el % NaOH (m/v). Datos: PF NaOH=39.9972. Datos de Ec en el intervalo del punto de equivalencia: Vg HCl (mL) Ec (mV) Vg HCl (mL) Ec (mV) 24.10 266 24.40 468 24.20 284 24.50 493 24.30 350 24.60 506 b) Dentro de qué clasificación ubicaría las técnicas electroquímicas de Potenciometría directa y Potenciometría indirecta. Justificar. c) ¿Qué es el potencial de unión líquida y cómo se minimiza? d) ¿Cómo clasifican los electrodos indicadores indicando la ecuación en l a que se basan? e) ¿Cómo se logra experimentalmente mantener constante el coeficiente de actividad en un ISE y que el potencial de celda sea función de la concentración de analito? 3) Complejos Se necesita determinar el contenido de Ni (II) en una formulación en la que se espera un 10 % (m/m) de este metal. Para ello se disuelven 10.3895 g de la muestra en medio acido (pH=2.0) y se lleva a volumen de 250.0 mL. Esta solución muestra se diluye cuantitativamente utilizando una pipeta volumétrica de 25.0 mL y llevando a matraz de 100.0 mL. De esta última solución se toman alícuotas de 10.00 mL y se transfieren a erlenmeyers para titularlas con EDTA SPS 0.02268 mol/L. a) Calcule la concentración molar estimada de Ni(II) en la alícuota a titular de acuerdo a la información preliminar que se tiene de la muestra. b) Indique cuándo una reacción es cuantitativa. c) Verifique si la titulación es cuantitativa a pH=2.0. d) ¿Cuál es la cuantitatividad si acondiciona la alícuota de muestra a pH=10.0 utilizando una solución reguladora conteniendo amoniaco, en la que la fracción molar de metal libre es de 7.25 x 10 -8? Justifique. e) Si en las condiciones apropiadas se gastaron 9.28 mL del titulante, ¿cuál es el contenido de Ni(II) en la muestra según este resultado individual? Datos: K NiY2- = 4.2 x1018 , α0Y4- pH: 10 = 0.36, α0Y4- pH: 2 = 3.3x10-14, K psNi(OH)2= 5.48x10-16 4. Solución reguladora: a) Calcule el pH y la concentración formal de una solución reguladora (SR) que se preparó disolviendo en agua 3.50 00 g de KH2PO4 y 6.5000 g de K 2HPO4 y llevando a volumen en un matraz aforado de 1000.0 mL. b) Calcule la efectividad de la SR e indique si es efectiva. c) Calcule la capacidad reguladora frente al agregado de base de la SR, teniendo en cuenta que al determinarla experimentalmente se gastaron 8.02 mL de una SPS de NaOH (0.226±0.008) mol/L. Datos: Ka1=7.11×10-3, Ka2=6.23×10-8, Ka3=4.50×10-13, PF KH2PO4=136.09 g/mol, PF K 2HPO4=174.18 g/mol. 5. Varios a) Expresar el pD y el LI para una reacción analítica de identificación de Cu 2+ realizada en microtubo con 0.50 mL de solución, si a partir de una solución stock de 0.0232 mol/L de CuSO4 (PF= 159.612; PACu = 63.546 ) se realizaron 4 diluciones sucesivas: 1/10, 1/5, 1/5 y 1/2 dando negativa la determinación en la última dilución. b) Explique por qué interfieren los cationes pesados en el análisis de aniones. Cómo los elimina en caso de estar presentes. c) Indique el reactivo usado para el ensayo de grupo 2 de aniones y comente qué ensayos de solubilidad se realizan. d) Explique en qué consisten el proceso analítico total (PAT) y el proceso de medida químico (PMQ). e) Explique en que se basa el análisis volumétrico y qué r equisitos debe cumplir la reacción analítica para ser usada en volumetría.

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1) Métodos Separativos Se añade lentamente Na 2SO4 a una disolución acuosa que contiene iones Sr 2+ y Ba2+, ambos en concentraciones de 2.8 × 10 -4 mol/L. a) Demuestre qué sal precipitaría primero. b) Determine la concentración residual del primer catión (que ha precipitado) cuando se inicia la precipitación del segundo. Datos: Kps BaSO4= 1.1 × 10 – 10, Kps SrSO4 = 3.16 × 10 – 7. c) Enuncie qué factores influyen en la solubilidad de un precipitado. Explique en qué consiste el efecto ión común. 2) Potenciometría. a) Para conocer el porcentaje de NaOH (m/v) en una solución industrial coloreada de soda cáustica se propone realizar una titulación potenciométrica. Para esto se toman 25.00 mL de la solución muestra diluida 1/100 y se titula potenciométricamente empleando como electrodo indicador un electrodo de vidrio y como titulante una SPS HCl 0.02345 mol/L. Responder: a) ¿Por qué se realizó una titulación potenciométrica?, y cuál es el % NaOH (m/v) de la muestra? Datos: PF NaOH=39.9972. Datos de Ec en el intervalo del punto de equivalencia: Vg HCl (mL) Ec (mV) Vg HCl (mL) Ec (mV) 24.10 266 24.40 468 24.20 284 24.50 493 24.30 350 24.60 506 b) Dentro de las técnicas electroquímicas, ¿cómo clasificaría a la Potenciometría directa y la Potenciometría indirecta? Justificar. c) ¿Dónde y por qué se genera el potencial de unión líquida? ¿Cómo se puede minimizar su valor? d) ¿Cómo se clasifican los electrodos indicadores? e) En una determinación potenciométrica directa ¿cómo se logra experimentalmente mantener constantes los coeficientes de actividad de los iones en la solución de la muestra y que, por lo tanto, el potencial de celda (E CELDA) sea función de la CONCENTRACIÓN de analito? 3) Varios a) Expresar el pD L y el LI para una reacción analítica de identificación de Cu 2+ realizada en microtubo con 0.50 mL de solución, si a partir de una solución stock de 0.0232 mol/L de CuSO 4 (PF= 159.612; PA Cu = 63.546) se realizaron 4 diluciones sucesivas: 1/10, 1/5, 1/5 y 1/2 dando negativa la determinación en la última dilución. b) Explique en qué consisten el proceso analítico total (PAT) y el proceso de medida químico (PMQ). c) Explique en qué se basa el análisis volumétrico y qué requisitos debe cumplir la reacción analítica para ser usada en volumetría. 4) Redox: Se preparó una solución mezclando 35.0 mg de dicromato de potasio (PF=294.19), 25.0 mL de sulfato de hierro (II) (PF=151.91) 0.015 mol L – 1 y 10.0 mL de sulfato de hierro (III) 0.020 mol L – 1 (PF=399.88) en un volumen final de 50.0 mL. El pH final de la solución se ajustó a 1.00. Datos: E° Fe(III)/Fe(II)=0.679 V, E° Cr(VI)/Cr(III)= 1.330 V. a) Expresar la Keq de la reacción y calcular su valor. b) Calcular las concentraciones molares de los iones Cr 2O72-, Cr 3+ y Fe3+ en el equilibrio. c) Calcular el potencial del sistema en el equilibrio. 5) Ácido-Base Se desea preparar 200.0 mL de una solución reguladora de concentración formal 0.10 mol/L y de pH = 8.00. En el laboratorio se cuenta con los siguientes reactivos: NaH 2PO4 (p.a s/la norma internacional ACS), Na 2HPO4 (p.a s/ ACS), Na 3PO4 (p.a s/ACS), borato de sodio (p.a s/ACS) y NaOH 0.2 mol/L. Datos: H 3PO4 Ka1= 7.11×10 – 3; Ka2= 6.32 ×10 – 8, Ka3= 4.5×10 – 13; ácido bórico Ka 1= 5.81×10 – 10, PF: NaH PO = 119.06; Na PO =163.94; Na HPO = 141.053; borato de sodio = 381.40. 2 4 3 4 2 4 a) Indique dos maneras de preparar la solución reguladora y realice los cálculos correspondientes. b) Para una de ellas indique cómo opera en el laboratorio.

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Contestar cada pregunta en h oja separada, colocando el nombre en cada hoja. NO USAR LAPIZ! En caso de no respond er alguna pregunta, entregar de igual forma una hoja en blanco po r pregunta, con nomb re.


Examen Final 19 de septiembre 2014

1) Potenciometría a) ¿Qué función cumple un electrolito fuerte en alta concentración en una TISAB? b) Describa el principio de funcionamiento de una sonda sensible a un gas (puede utilizar como ejemplo, una sonda para CO 2 o para NH3) c) Dibuje, dando nombres, las partes de la sonda de gas que describió en el item b. d) Si debiera realizar la titulación potenciométrica de un ácido fuerte presente en una muestra de color rojo ¿Qué electrodos utilizaría?

2) Varios 1 a) Para el análisis cualitativo de aniones, describa cómo se realizan los ensayos de oxidantes, reductores, grupo 1 y grupo 2, y qué inferencia puede deducir de sus resultados. b) En el análisis cualitativo, defi na los términos de “Límite de Identificación” y “Dilución Lìmite”. c) En el análisis cualitativo ¿Qué entiende por “reactivo general”, y para qué se usa? d) En el análisis cualitativo ¿Qué entiende por “reactivo especial”, y para qué se usa? e) Demuestre el pH más conveniente (se puede regular a 2 valores de pH: 4 y 7) para realizar la extracción de un ácido HA (Ka = – 6 1.9 x 10 y K D = 100) con 50.0 mL de un extractante, si se encuentra en solución acuosa a 0.1 mol/L en 100.0 mL.

3) Varios 2 a) Expresar las siguientes concentraciones de acuerdo al Sistema Internacional de unidades: a.1) 0.9812 N K 2Cr 2O7 (PF 294.2)en medio ácido (Cr 2O72 – /Cr 3+) a.2) 4.20 ppm de Ca2+ (40.078) en una solución patrón. a.3) 7.20 g proteínas e 100 mL. b) Calcular la masa de droga sólida seca (calidad p.a) necesaria para preparar 250.00 mL de una solución de K 2Cr 2O7 (PF 294.2) que oxide en medio ácido a 4.7754 g de FeSO 4 (PF 151.8). c) Definir equivalente químico: dar un ejemplo con un compuesto químico y la reacción en la que interviene. d) Explique qué es el proceso analítico total (PAT) y qué es el proceso de medida químico (PMQ). Mencione algunos ejemplos de técnicas empleadas en la etapa de transducción de la señal.

4) Ácido-Base

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Para la titulación de un ácido HM 0.08976 mol/L (PF = 100 y Ka = 1.9 × 10 ) con NaOH 0.1066 mol/L, usando una alícuota del ácido de 10.00 mL y un error ≤0.5 %, indique: a) Si la reacción es cuantitativa b) ¿Qué indicadores de los siguientes se puede usar? Indicadores: Azul de timol (1.2-2.8), Rojo metilo (4.8-6.0), Timolftaleína (8.3-10.5) y Rojo neutro (6.8-8.0). c) Para antes de agregar NaOH, calcule la concentración formal de ácido y las concentraciones molares de sus especies. d) Indique las condiciones que debe reunir una reacción química para ser usada en una volumetría.

5) Equilibrio heterogéneo a) ¿Cuál será el efecto sobre la solubilidad del AgBr cuando pasa de estar la sal en equilibrio con sus propios iones a cuando se agrega NH3 alcanzando una concentración de 2 mol/L? (AgBr → Kps=5 × 10 – 13, constantes de formación del complejo Ag(NH 3)2+: 3 7 β1= 2.04 × 10 y β2= 1.7 × 10 ; PF(AgBr)= 79.90 g/mol). b) Calcular las concentraciones formal y molar de Ag+ en el sobrenadante en el sistema con NH 3. c) Explique en que se basa el método de Mohr e indique qué analitos se pueden cuantificar con este método. d) ¿Cuáles son las condiciones experimentales óptimas para mejorar la calidad de un precipitado?

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Examen Final 16 de septiembre de 2016

1) Tratamiento de datos y preparación de soluciones. a) En el siguiente cálculo, exprese el resultado con el número correcto de cifras significativas: [21.850(0.006)  5.221(0.005)]x 1.1225(0.0003) 10.00(0.03)

b) Para la expresión: Título de la solución de KMnO 4 = 3.56 mg Fe(II)/mL, explique en qué consiste y cómo convierte a concentración expresada en mol/L. Escriba las reacciones involucradas. Datos: PA(Fe) = 55.85 c) Defina Exactitud. ¿Qué tipo de errores se relacionan con esta propiedad? Explique cómo evalúa la exactitud en un método analítico.

2) Redox a) Calcular el potencial una vez logrado el equilibrio cuando se mezclan: 50.0 mL de KMnO 4 0.0100 mol/L, 182.3 mg de FeSO 4 que tiene un 95.0 % de pureza, disueltos en H 2SO4 diluido y 1.0 mmol de MnCl2. El volumen final es de 100.0 mL y el pH igual a 2.00. b) Calcular el potencial una vez logrado el equilibrio cuando al sistema anterior se le agregan 350.0 mg más del mismo FeSO 4. Eo Fe3+/ Fe2+ = 0.771 V; EoMnO4-/Mn2+= 1.507 V; PF FeSO4: 151.91 3) Ácido Base Se necesita preparar una solución reguladora de concentración formal 0.03 PF/L y pH = 2.50. En el laboratorio se cuenta con las siguientes sustancias: - KH2PO4 p.a. 99.5% m/m (PF=136.09): Ka 1= 7.11x10-3, Ka2= 6.32x10-8, Ka3= 4.50x10-13 - Ácido acético (HAc) densidad 1.05 g/mL (PF=60.05): Ka= 1.75 x 10 -5 - KOH 0.255 mol/L y de HCl 0.225 mol/L. a) Indique qué sustancias usaría para preparar 250.0 mL de solución reguladora. b) ¿Cómo procedería para la preparación de 250.0 mL de la solución reguladora? c) El analista de turno para preparar la solución reguladora utilizó 10.0 mL de una solución de 0.2 mol/L de KH 2PO4 que tenía en el laboratorio, le agregó 1.0 mL de HCl 0.225 mol/L, llevando a 250.0 mL. ¿Qué pH tendrá la SR? ¿Podemos utilizar esta solución reguladora?¿Qué efectividad tendrá esa SR? d) Describa las propiedades de las soluciones reguladoras 4) Potenciometría. a) Se quiere determinar el % (m/m) de un sulfato de sodio de dudosa calidad. Para ello se pesa una masa de 253.4 mg, se disuelve y se enrasa un matraz de 250.00 mL. Una alícuota de 100.00 mL de tal solución se transfiere a un vaso de precipitados al que se le adicionan 25.00 mL de una solución patrón (0.0400 mol/L) de Ba 2+. Luego de la precipitación del BaSO 4, se filtra y a la totalidad del filtrado se lo recoge y enrasa en un matraz aforado de 100.00 mL (Solución M). Una alícuota de esta solución convenientemente acondicionada con TISAB se mide potenciométricamente utilizando un ISE para Ba 2+ previamente calibrado con tres patrones de bario de 1.00 x10 – 2, 1.00 x 10 – 5 y 1.00 x 10 – 6 mol/L cuyas lecturas resultaron 71.8 mV, – 17.0 mV y – 46.6 mV respectivamente, obteniéndose una lectura de E CELDA de Sol.M = 59.8 mV. Expresar: Na 2SO4 % (m/m). Datos: PF del BaSO 4 = 233.341; PF del Na 2SO4 = 142.042; PA del Ba = 137.341 b) Dibuje una sonda o electrodo combinado sensible a los protones. Indique y nombre cada uno de sus componentes. ¿Qué entiende por error alcalino? 5) Equilibrio heterogéneo y sensibilidad a) Calcular la solubilidad del Ca 3(PO4)2 en solución saturada. Kps Ca 3(PO4)2 = 1.3 x 10 – 32. b) ¿Cuál será la concentración molar de calcio libre si la solución anterior se lleva a pH 7.20? Datos: α 0 PO43- = 3.49 x 10 – 6 c) ¿Qué es la sensibilidad de una reacción? ¿Con qué parámetros se la define? ¿Cómo define la selectividad de una reacción analítica? d) Describa brevemente los métodos separativos que conoce.

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Examen Final 4 de julio 2014

1) Varios a) En un método gravimétrico para la determinación de Ca, (PF: 40.08) se precipita el catión como CaC 2O4. H2O. Luego se puede pesar el calcio de distintas maneras según la temperatura de secado o de calcinación: Forma de pesada Peso formula Temperatura °C Características del precipitado CaC2O4. H2O 146.11 100 - 110 Irregular contenido de agua e higroscópico CaC2O4 128.10 300 - 400 Higroscópico CaCO3 100.08 475 - 525 Poco higroscópico. Requiere buen control de temperatura. CaO 56.08 1110 - 1200 Muy higroscópico y tiende a reaccionar con el CO2 atmosférico. Justifique que forma de pesada utilizaría considerando las características de cada precipitado y el factor gravimétrico o coeficiente estequiométrico de conversión de cada especie. b) Mencione distintas operaciones que se realizan durante el pretratamiento de la muestra y explique cuál es el objetivo de r ealizarlas. c) ¿Qué es un ligando? ¿Qué es el número de coordinación? Explique y justifique por qué se prefiere utilizar un ligando multidentado en lugar de uno monodentado (dé un ejemplo). – 5 d) Si se disuelve un mol de un ácido HA (Ka = 10 ) en agua y se lleva a un litro, calcule la concentración formal (F) y la molar de cada una de las especies (M). 2) Equilibrio heterogéneo a) Demostrar que si una solución de Zn 2+ 0.1 mol/L se lleva a pH = 9 con NaOH precipita cuantitativamente como Zn(OH) 2. b) Demostrar si el Zn precipita como Zn(OH) 2 o permanece en solución como Zn(NH3) 42+ si una solución de Zn 2+ 0.1 mol/L se lleva a – 1 pH=9 usando una solución reguladora NH 4Cl/NH3 considerando una concentración de NH 3 en el equilibrio de 0.1 mol/L . c) ¿Qué fenómeno se produce en el punto final de cada uno de los siguientes métodos de volumetría por precipitación: Mohr, Volhard, Volhard-Charpentier y Fajans? – 5 – 16 Datos: (α)ZnL=1.8 10 ; Kps Zn(OH)2=3.0 10 3) Problema Redox Se dispone de tres soluciones: Sol. A) 2 mL contienen 4 meq Sn 2+ y 2 meq Sn 4+; Sol. B ) 1 mL contiene 3 meq Cr 2O72-, 3 meq Cr 3+ a pH = 1; y Sol. C ) es igual a B solo que el pH = 3. Responder : 1) Si formara el sistema I mezclando (A y B) y el sistema II mezclando (A y C), ¿Cuál de estos dos sistemas sería el más favorecido termodinámicamente?, ¿Cómo justifica su respuesta?, 2) ¿Qué valor tiene el E del o o sistema luego de mezclar la combinación más favorecida? Datos: E Cr(VI)/Cr(III) = 1.330 V y E Sn(IV)/Sn(II) = 0.140 V. 4) Tratamiento Datos. Una muestra de SnCl2 (PF 189.6154) es analizada a fin de conocer su pureza titulando con una solución patrón de Fe(III) 0.1259 ± 0.0005 mol L – 1. Para tal fin se procedió a pesar 7.3679 g de masa seca, posteriormente, se disolvió en ácido y se llevó a 1000.00 mL de agua destilada. De esa muestra se tomaron 8 alícuotas de 25.00 mL y se valoraron con la solución férrica. Los volúmenes gastados fueron los siguientes: 8.44, 7.98, 8.96, 7.26, 8.94, 7.62, 7.50 y 7.54 mL respectivamente. Determinar: a) % pureza en base seca del SnCl 2, b) las definiciones de exactitud y precisión, mencionando con qué tipo de errores se relaciona con cada cifra de mérito, c) coeficiente de variación (CV%) y error relativo (ER%), si se sabe que el valor de pureza convencionalmente aceptado como verdadero es de 56.49% ¿Es aceptable el resultado si se espera que la imprecisión y la inexactitud no superen el 1 y 2 % respectivamente? n 6 7 8

Q0.90 0.56 0.51 0.47

n-1 5 6 7

t0.95 2.571 2.447 2.365

Incertidumbres Bureta: ± 0.02 mL / lectura Balanza: ± 0.1 mg / pesada Pipeta 25.00 mL: ±0.03 mL, Matraz 1000.00 mL: ±0.30 mL

5) Acido-Base Realice los cálculos necesarios para preparar 250.0 mL de una solución reguladora de NaH2PO4/Na2HPO4 de pH=7.50 y CF= 0.15 mol/L a partir de: a) La disolución en agua de una masa conocida de NaH2PO4 y otra de Na2HPO4. b) La disolución en agua de una masa de NaH2PO4 y agregado de un volumen de SPS de NaOH de concentración 2.000 mol/L. c) ¿Cómo puede verificar el pH una vez preparada una solución reguladora? Datos: Ka1=7.11×10 – 3, Ka2=6.23×10 – 8, Ka3=4.50×10 – 13, PF NaH2PO4=119.98 g/mol, PF Na2HPO4=141.96 g/mol.

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Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada hoja. NO USAR LAPIZ! En caso de no responder alguna pregun ta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre.


Segundo Examen Parcial 25 de noviembre 2016

1) Equilibrio heterogéneo a) Calcular la solubilidad molar del Ag2CrO4 en equilibrio con sus propios iones. Demuestre los efectos que producen por separado + el pH = 5.0 y el agregado de exceso de [Ag ]=0.1 mol/L. 12 2 Datos: Kps Ag2CrO4=1.2 × 10 ; α0- H2CrO4 (pH=5.0)=1.1 × 10 b) Se determina gravimétricamente Ca en 100.00 mL de una solución que se preparó disolviendo en medio ácido 0.5000 g de una muestra que lo contiene. Luego de la precipitación y tratamiento se pesó CaCO 3 (100.089). La masa obtenida luego de la calcinación es de 0.4400 g. Calcular la cantidad de Ca presente en la muestra sólida expresándola como porcentaje (m/m) de Ca3(PO4)2 (PF = 310.174) en la muestra original. c) Explique en qué consiste el método de Volhard, y mencione sus características y analitos que se determinan. –

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2) Potenciometría directa a) Se desea conocer el contenido de calcio en sardinas (enlatadas con huesos). Para ello se pesan 10. 3549 g, se adicionan reactivos y se calienta para destruir la materia orgánica, obteniéndose un residuo líquido. Se trasvasa el residuo cuantitativamente a un matraz de 250.00 mL y se enraza con agua destilada. Posteriormente, se toma una alícuota de la solución formada, se acondiciona con TISAB y se mide el E celda ( – 22.73 mV) utilizando una sonda combinada sensible al ión calcio, previamente calibrada con 1 3 6 tres calibradores de las siguientes concentraciones: 1.00× 10 ; 1.00 ×10 y 1.00 ×10 mol/L, cuyos Ec resultaron 19.9, – 39.2 y – 128.1 mV, respectivamente. Se sabe que en dicho rango de concentraciones la sonda presenta un comportamiento nernstiano. Datos: PF CALCIO = 40.078. Expresar el contenido de calcio en mg Ca(II)/100 g de sardinas. b) Se quiere comprar un electrodo de vidrio sensible a los protones para utilizarlo en la determinación del pH en muestras que + pueden contener sustancias que pueden reaccionar con la Ag del electrodo de referencia interno (por ejemplo, buffer tris, proteínas, reductores, etc.), ¿qué tipo de electr odo sonda elegiría? –

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3) Separativos: -5 Se necesita extraer ácido acético (Ka = 1.75 10 ) en una muestra. Se tiene información en el rótulo de que la concentración del ácido es 0.354 mol/L y el pH es 3.8. El analista encargado del ensayo quiere aplicar dos técnicas extractivas y comparar resultados, así que por un lado realiza una extracción líquido-líquido (ELL) y por otro una extracción en fase sólida (EFS). Para la ELL se toma una alícuota de 10.0 mL de la muestra y se realiza 1 extracción con 3.0 mL de un solvente adecuado (K D del sistema solvente/agua es 162). Para la EFS se toma otra alícuota de 5.0 mL y se la pasa por un cartucho de EFS. Para la elución se toman 2.0 mL de un solvente apropiado. La concentración del eluido se determina utilizando una técnica instrumental, obteniéndose un valor de 1.416 mol/L. Para este sistema la eficiencia en la elución es del 100 %. a) Calcule el rendimiento global de cada método y seleccione el método más eficiente. b) ¿Cómo incrementaría el rendimiento de la extracción en fase sólida? ¿Cómo incrementaría la concentración final del analito HA en el eluído?

4) Análisis Cualitativo a) ¿Cuáles son los tipos de ensayos necesarios para inferir acerca de la presencia de un analito en una muestra? Explique dos de ellos. b) Defina límite de identificación y dilución lí mite para una reacción de reconocimiento. c) Describa sencillamente qué entiende por muestras blancas, grises y negras. De ejemplos de cada tipo.

5) Redox a) En un vaso de precipitados se agregan 1.5192 g de FeSO 4 (PF=151.9), 2.7993 g de Fe2(SO4)3 (PF=399.9), 1.1382 g de SnCl2 (PF=189.7) y 4 mmol de Sn(IV), y se llevan a un volumen de 500 mL. Calcular el potencial del sistema en el equilibrio. Datos: EºFe3+/Fe2+= 0.771 V y Eº Sn4+/Sn2+= 0.154 V. b) El indicador ácido difenilbencidinsulfónico es de color violeta cuando está oxidado e incoloro cuando está en estado reducido (Eº=0.87 V, ni=1). Indicar el color que tendrá la solución si se lo agrega al sistema anterior.

Observaciones: Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada ho ja. NO USAR LAPIZ! En caso de no responder alguna pr egunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre. .  


Segundo Examen Parcial 24 de noviembre

2015 1) Equilibrio heterogéneo a) Calcular la solubilidad molar del BaSO 4. Demuestre el efecto que produce el pH = 7.0 y la presencia de EDTA libre = 0.1 mol/L. Datos: Kps BaSO4=1.1 × 10 – 10; Kf BaY= 7.2 × 107; α0-EDTA(pH=7.0)=5.0 × 10 – 4; KaH2SO4=1.0 × 10 – 2 b) Se determina gravimétricamente Ca en 100.00 mL de una solución que se preparó disolviendo en medio ácido 0.4780 g de una muestra que lo contiene. Luego de la precipitación y tratamiento, se pesó CaCO 3 (100.089). La masa obtenida luego de la calcinación es de 0.4387 g. Calcular la cantidad de Ca presente en la muestra sólida expresándola como porcentaje (m/m) de Ca3(PO4)2 (PF = 310.174) en la muestra original. c) Explique en qué consiste el método de Mohr, y mencione sus características y analitos que se determinan. 2) Potenciometría Se dispone de una solución salina de CaCl 2 (PF 110.986) y NaCl (PF 58.40). Para poder determinar la concentración de c/u de estos constituyentes se realizaron dos titulaciones potenciométricas. A) Una alícuota de 10.00 mL se tituló (a pH 12.00) con una SPS de EDTA sódico 0.02134 mol/L usando un 2+ Tabla A Tabla B electrodo sensible al Ca . B) Una alícuota de 10.00 mL se tituló con una SPS de AgNO3 0.01998 mol/L usando EDTA(Na) 2 Ec AgNO3 Ec + un electrodo sensible a la Ag . Las Tablas A y B (mL) (mV) (mL) (mV) muestran los volúmenes de titulante (mL) vs. Ec (mV) 7.60 329 17.60 271 en la cercanía del punto de equivalencia para ambas 7.70 335 17.70 299 titulaciones respectivamente. 7.80 412 17.80 442 a) Escribir la ecuación química de la reacción de cada 7.90 443 17.90 458 titulación. 8.00 461 18.00 565 b) Calcular la concentración de cada sal expresada en 8.10 478 18.10 471 g/L. c) Esquematice un electrodo sensible al calcio, detallando y nombrando sus partes. 3) Separativos: – 5 Se desea extraer un ácido débil HA (Ka = 3 × 10 ) que se encuentra en una muestra acuosa en una concentración de 2.3 ppm y a un pH igual a 4.00. Se dispone de dos metodologías diferentes: A) extracción líquido-líquido (ELL), B) extracción en fase sólida (EFS). Para la ELL se toman 5.0 mL de muestra y se realiza 1 extracción con 3.0 mL de un solvente orgánico (K D = 150). Para el método B (EFS) se toma otra alícuota de 5.0 mL y se la pasa por un cartucho de EFS. Se eluye con 1.0 mL de un solvente apropiado. La concentración en el eluído es de 9.2 ppm. a) Calcule el rendimiento de cada método y seleccione el método más eficiente. b) ¿Cómo incrementaría el rendimiento de la extracci ón en fase sólida? ¿Có mo incrementaría la concentración final del analito HA en el eluído? 4) Etapa preanalítica - Cualitativa a) Describa las características de las operaciones previas y explique por qué tienen gran influencia en los errores cometidos en el laboratorio. b) Indique los tipos de tratamiento de la muestra más frecuentes que se realizan en el laboratorio antes de la medición determinativa. c) Cualitativa: Se debe confirmar la presencia de dos cationes en 25 g de un medicamento veterinario cuya composición aproximada es Al: 10 %m/m y Se: 1mg/g. Teniendo en cuenta la escala de trabajo del análisis cualitativo clásico ¿se podrán analizar ambos cationes? Justificar. d) ¿Qué es un ensayo preliminar? ¿Cómo se interpreta el resultado positivo y el negativo? 5) Equilibrio a) En un vaso de precipitado se tienen 100.0 mL que contienen 322.9 mg NaCl (PF = 59.44) disueltos. A esta solución se le agregan 30.00 mL de AgNO 3 0.1000 mol/L. ¿Qué reacción se produce y cuál es su constante de equilibrio? Calcular el pCl una vez – – 10 logrado el equilibrio. Calcular el porcentaje que queda de Cl de la solución original. Dato: Kps AgCl=1.8 × 10

Observaciones: Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada ho ja. NO USAR LAPIZ! En caso de no responder alguna p regunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre. .  



1) Acido base -2 -9 Dado un ácido diprótico H 2A (Ka1: 3.0 × 10 ; Ka2: 7.0 × 10 ) cuya concentración formal es igual a 0.03 PF/L, responder: a) Grafique a mano alzada el diagrama de distribución de especies en función del pH, indicando tres puntos en el mismo (por ejemplo los pHs correspondientes a la máxima efectividad en caso de posibles soluciones reguladoras y el pH donde haya un anfolito). b) Indique qué especie o especies se encuentran presentes mayoritariamente a los siguientes pHs: 2.0, 6.5 y 8.5. c) ¿Qué resultado se obtiene al sumar las fracciones molares a pH: 7.5? d) Si a 150.0 mL de la solución del ácido se le adicionan 15.0 mL de KOH 0.392 mol/L, calcule el pH de la solución resultante. e) Si se realiza la titulación de este ácido, indique si se podría detener la titulación utilizando un indicador en el primer punto de equivalencia. Justifique .

2) Redox Para realizar el control de calidad de muestras de agua lavandina por titulación yodométrica se dispone de una solución patrón secundaria (SPS) de tiosulfato de sodio que se preparó disolviendo 3.2587 g de Na 2S2O3.5H2O p.a. (PF= 248.182) en un matraz de 250.0 mL. Las muestras a analizar tienen una concentración declarada de cloro activo de 80 g/L. a) Dibuje un esquema del procedimiento utilizado para la titulación de la muestra incluyendo los reactivos necesarios (sin dar cantidades). Considere la utilización de una bureta de 10.0 mL y una pipeta volumétrica de 5.00 mL. b) Escriba las ecuaciones químicas involucradas en esta titulación. ¿Qué tipo de titulación es la yodometría? c) ¿Cuál es la concentración aproximada en eq/L de la SPS preparada? y ¿de qué manera determina su concentración exacta? d) Determine si será necesario diluir la muestra antes de titularla y en caso afirmativo especifique con qué material disponible en el laboratorio haría esta dilución.

3) Potenciometría a) Una fábrica de fertilizantes utiliza amoníaco como materia prima, liberando amoniaco como deshecho en sus efluentes líquidos. a1) ¿Qué electrodo, sensor o sonda utilizaría para controlar el nivel de amoniaco eliminado? a2) Dibuje y detalle las partes del sensor que Ud. propone. b) Explique cómo y dónde se genera el Potencial de Unión Líquida. ¿Por qué es tan importante minimizar y mantener constante su valor?; ¿cómo se puede de manera experimental minimizar su valor? Justifique.

4) Expresión de resultados y laboratorio a) Expresar según el SI: a1) Concentración de una solución de Mg +2 195 ppm en agua de pozo (PA = 24.305) a2) Concentración de una solución de KMnO 4 0.05210 eq/L para utilizar en una reacción redox en medio ácido (PF KMnO 4 = 158.034). a3) Contenido de Fe en una muestra de un mineral cuyo rótulo dice: Fe 90% m/m (PA Fe = 55.845). b) Indique si las siguientes drogas de calidad p.a. son patrones primarios o secundarios, y en que volumetría los utilizamos en el trabajo practico: HCl, NaOH, EDTA, CaCO3, NaCl, KMnO4 y K 2Cr 2O7. c) Realice la comparación del siguiente valor promedio (n=10) con un Valor Universalmente Aceptado como Verdadero mediante una prueba estadística e indique si los valores son comparables desde el punto de vista estadístico. Calcule los coeficientes de variación (CV%) de cada uno: x1 = 35.25 ( s1 = 0.31) mol/L VUAV = 36.44 ( s2 = 0.15) mol/L (dato: t (9,0.05) = 2.26) 5) Cualitativa a) Al laboratorio llega una muestra líquida correspondiente a una vacuna de uso oral para bovinos, y se quiere confirmar la presencia de Selenio (Se) y Aluminio (Al). El rótulo de la muestra indica una concentración de Se de 2 mg/10 mL de muestra y de Al de 4% m/v. ¿Se podrá aplicar el análisis cualitativo clásico para investigar estos iones? Justifique su respuesta. b) En el análisis de aniones indique por qué es necesario preparar la SP (solución preparada). ¿Qué reactivo utiliza para prepararla? Si al prepararla no observa ningún precipitado, ¿qué puede deducir? Justifique la respuesta. c) Dada una muestra que tiene 10 % (m/m) de M 2+ (PF = 100.00): si se toma 1 g, y se lleva a 20 mL y durante la marcha 2+ sistemática de cationes se somete a una dilución 1/10, ¿se podrá comprobar la presencia de M con una reacción cuyo pD = 4.0?

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Examen Final 10 de marzo 2017

1) Potenciometría Para analizar el contenido de sodio (PA Na = 22.999) de un polvo de caldo de verdura, se prepara una suspensión (ya que hay material insoluble), pesando 9.6378 g, adicionándole agua en agitación y luego enrasando un matraz aforado de 250.00 mL. Luego, se filtra, y se hace una dilución 1/100 de una alícuota del filtrado. Una alícuota de esta dilución (acondicionada con TISAB) se analiza utilizando + un ISE sensible al ión Na , obteniéndose un Ec = – 138.2 mV. La celda potenciométrica fue previamente calibrada con tres patrones de – 5 – 3 – 2 + Na de concentraciones: 1.00×10 , 1.00×10 y 1.00×10 mol/L, obteniéndose – 241.3, – 122.9 y – 63.7 mV, respectivamente. a) Calcule los mg de Na + por cada 15 g de polvo. b) En relación a una sonda combinada sensible a los H +, ¿qué entiende por error ácido y error alcalino?

2) Varios a) Clasifique el análisis cualitativo en función de las herramientas analíticas usadas. b) En función de la complejidad del análisis, ¿cómo clasificaría las siguientes muestras? Mencione el número y su respuesta (justifique). 1 Leche recién ordeñada, que pudo haber sido contaminada con un detergente usado en el lavado de los tanques de conservación. 2 En un criadero se observó gran mortandad de conejos por la ingestión de un sólido sospechoso. ¿Este sólido será alimento en mal estado o un raticida arrojado por error o un agroquímico esparcido irresponsablemente sobre el alimento? 3 Determinación rutinaria de nitratos y nitritos en agua de consumo humano. – 5 – 12 c) Para extraer y pre concentrar ácido ascórbico (Ka1=4.36×10 ; Ka2=6.3×10 ) se dispone de sorbentes de intercambio aniónico y catiónico, ¿cuál emplearía y por qué? d) Explique qué efecto produce sobre la solubilidad de una sal poco soluble el cambio de pH, al aumentarlo en la solución que la contiene. Ejemplifique con la sal CaC 2O4.

3) Tratamiento de datos: Una muestra que contiene ZnSO 4 (PF=161.443) y cuyo rótulo especifica 35.5 % m/m BH es analizada por titulación complejométrica para conocer su pureza. Para ello se disuelven y se pesan cinco porciones de 285.2 mg, 293.8 mg, 291.8 mg, 294.6 mg y 288.2 mg. Para la titulación se realiza el acondicionamiento necesario y se titula con EDTA (0.08258 ± 0.00005) mol/L gastándose los siguientes volúmenes: 7.26, 6.80, 7.24, 7.30 y 7.28 mL, respectivamente. a) Se desea conocer el % (m/m) en base húmeda de ZnSO 4 presente en la muestra con su intervalo de confianza. b) Las definiciones de exactitud y precisión, mencionando con qué tipo de errores se correlacionan. c) Coeficiente de variación (CV%). ¿Es aceptable el resultado si se espera que la imprecisión no supere el 2.0 %? n 3 4 5

Q (0.90) 0.94 0.77 0.64

n-1 2 3 4

t (0.95) 4.30 3.18 2.78

Incertidumbres Matraz 500.00 mL: ±0.20 mL Bureta: ± 0.02 mL / lectura Balanza: ± 0.1 mg / pesada – Pipeta volum. 5.00 mL: ±0.02 mL,

4) Ácido base-curva de titulación. Se necesita determinar la concentración exacta de alícuotas de 15.00 mL de un ácido H 2A aproximadamente 0.05 mol/L, utilizando – – una SPS de NaOH 0.0840 mol/L y una bureta de 25.00 mL. Datos: Ka 1=1.010 3, Ka2=6.010 6. a) Plantee la reacción de titulación y calcule el volumen de equivalencia. b) Aceptando un error del 0.25% en la determinación del punto de equivalencia, seleccione un indicador adecuado entre: azul d e bromofenol (3.0-4.6, amarillo -azul), amarillo de metilo ( 2.9-4.0, rojo-amarillo) y azul de timol (8.0-9.6, amarillo -azul). Incluya en los cálculos el pH en el punto de equivalencia. c) Grafique a mano alzada la curva de titulación para el ácido H 2A y especifique qué especies se encuentran presentes en cada tramo. .

5) Laboratorio 2+

Se necesita valorar una solución de Fe cuya concentración aproximada es de 0.04 mol/L. Para esto se dispone de una solución patrón primaria de Ce 4+ que se preparó disolviendo 20.0974 g de Ce(SO 4)2 (PF: 332.24) en 100.0 mL. A esta solución madre se le efectuó una dilución exacta tomando 20.00 mL y llevando a 250.00 mL en matraz aforado para obtener la SPP titulante. Para la titulación se 2+ utiliza una alícuota de 10.00 mL de la solución de Fe en medio ácido (H 2SO4 0.1 F) y una bureta de 5.00 mL gastándose 9.22 mL de titulante para el viraje del indicador. a) Escriba las semirreacciones que ocurren y la reacción de titulación. Determine para cada especie la relación entre peso fórmula y peso equivalente. b) ¿Cuál es la concentración exacta en meq/mL de la solución titulante 2+ preparada? y ¿cuál es la concentración exacta de la solución titulada de Fe en mol/L? c) ¿Considera que el material volumétrico 2+ empleado en la titulación fue adecuado? ¿Por qué? Proponga un cambio al procedimiento d) Si la solución de Fe se preparó disolviendo 1.4385 g de FeSO 4 (PF=151.91) en 200.0 mL de agua destilada: ¿cuál es la pureza del reactivo (% m/m en base seca) si su humedad es de 1.082%? 3+/ 2+ 4+/ 3+ Datos: Eº’ Fe Fe = 0.679 V ; Eº’ Ce Ce = 1.440 V

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Examen Final 29 de julio de 2016

1) Acido-base Se preparó en el laboratorio una solución reguladora disolviendo 1060.0 mg de Na 2CO3 en 100 mL de agua y agregando con bureta 26.00 mL de HCl 0.5000 mol/L. Luego se llevó a 200.0 mL en matraz aforado con agua. Teniendo en cuenta los datos de la preparación determinar: a) Concentración formal y pH de la solución reguladora. b) Fracción molar de cada una de las especies involucradas. c) Dibuje a mano alzada la curva de distribución de especies químicas y marque la zona donde se encuentra la solución preparada. Datos: Ka1= 4.45 × 10 – 7 y Ka2=5.61 × 10 – 11. PF Na2CO3= 105.998 g/mol 2) Redox Para realizar el control de calidad por yodometría de muestras de agua lavandina cuyo rótulo declara una concentración de cloro activo de 30 g/L (PF Cl 2=70.906) se dispone de una solución patrón secundaria (SPS) de tiosulfato de sodio, que se preparó disolviendo 1.2513 g de Na 2S2O3.5H2O p.a. (PF= 248.182) en un matraz de 100.0 mL, y de los reactivos KI 50% m/v y H 2SO4 2 mol/L. En yodometría, el KI agregado en exceso reacciona con el analito para producir una cantidad estequiométrica de I 2, el cual se titula con una SPS de Na 2S2O3. a) Escriba las ecuaciones químicas involucradas en esta titulación, y calcule el peso equivalente del Na 2S2O3.5H2O y el Cl2. b) Calcule la concentración aproximada en eq/L de la SPS preparada, y explique cómo determinaría su concentración exacta. c) Considerando que en la titulación se utilizará una bureta de 10.0 mL y una pipeta volumétrica de 5.00 mL para transferir la alícuota de la muestra al erlenmeyer, determine si será necesario diluir la muestra antes de titularla y, en caso afirmativo, explique con qué material del laboratorio la realizaría. 3) Preguntas varias a) Comente cómo son las escalas de trabajo, y en qué concentración se detectan los analitos en el análisis cualitativo clásico. b) ¿En qué consiste la Solución P reparada para el análisis de aniones? c) ¿Qué es una interferencia? ¿Cómo se aumenta la selectividad en un análisis? d) Comente qué es el PAT (proceso analítico total) y el PMQ (proceso de medida químico). Mencione algún ejemplo que involucre al equilibrio complejométrico. e) ¿Qué prueba estadística utiliza para comparar dos desviaciones estándares? Comente cómo se realiza y cómo se interpreta.

4) Potenciometría Se quiere determinar la pureza del ácido tartárico (TH 2 y PF = 150.0784), usado en la industria del vino, expresada en % (m/m). Para lo cual, una masa de 205.7 mg se disolvió y posteriormente se enrasó en un matraz aforado de 50.00 mL. Una alícuota de 15.00 mL de esta solución se tituló potenciométricamente usando una sonda combinada sensible a los protones y una SPS de NaOH 0.03628 meq/mL. La tabla siguiente muestra “volumen de titulante (mL) vs. Ec (mV)” en el entorno al segundo punto de equivalencia: mL 15.90

mV 303

mL 15.95

mV 306

mL 16.00

mV 335

mL 16.05

mV 397

mL 16.10

mV 515

mL 16.15

mV 532

mL 16.20

mV 547

mL 16.25

mV 561

a) Calcular: % (m/m) de ácido tartárico; b) ¿en qué se diferencia la determinación de un analito en una solución mediante Potenciometría Directa y Potenciometría Indirecta (o titulación potenciométrica)? Para dar su respuesta, puede describir cada procedimiento en 4 a 6 pasos; c) Dibuje y detalle las partes de una sonda sensible a los protones.

5) Métodos separativos -5 Se desea extraer un analito HA (Ka=3 × 10 ) que se encuentra en una muestra acuosa en una concentración de 2.3 ppm y a un pH de 4.00. Se dispone de dos metodologías diferentes: A) extracción líquido-líquido (ELL), B) extracción en fase sólida (EFS). Para la ELL (método A) se toman 5 mL de muestra y se realiza 1 extracción con 3 mL de un solvente orgánico (KD= 150). Para el método B (EFS) se toma otra alícuota de 5 mL y se la pasa por un cartucho de EFS. Se eluye con 1 mL de un solvente apropiado. La concentración en el eluído es de 9.2 ppm. La eficiencia en la elución es del 100 %. a) Calcule el rendimiento de cada método y seleccione el método más eficiente. b) ¿Cómo incrementaría el rendimiento de la extracción en fase sólida? ¿Cómo incrementaría la concentración final del analito HA en el eluído? c) En el problema planteado anteriormente ¿cómo se vería afectado el coeficiente de distribución si se trabajara a pH 7.00? Justifique.

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Examen Final 4 de agosto de 2017

1) Potenciometría y Redox En un vaso de precipitado se mezclan 2 mmoles de FeSO 4, 3 mmoles de FeCl 3, 4 mmoles de Ce(SO4)2 y 13 mmoles de CeCl3 en un medio fuertemente ácido y llevando a un volumen de 50.00 mL. Si luego del equilibrio se introdujeran en el vaso de precipitado un electrodo indicador (electrodo de platino) y un electrodo de referencia de Ag/AgCl (ss KCl) cuyo E REFERENCIA = 0.197 V: a) ¿qué valor de ECELDA leeríamos en el potenciómetro?, teniendo en cuenta que E CELDA = E Indicador – E Referencia. b) Calcular la concentración residual de la especie que se consume casi completamente.   Datos:    y   

2) Preparación de soluciones 2+ a) Cómo prepararía 1000.00 mL de una solución patrón de Mn (PA = 54.938) de 10.0 0mg/L partiendo de la droga sólida MnCl2.4H2O (PF = 197.8) de 99.5% de pureza. La incertidumbre relativa de la pesada es Ir < 0.2% (Ia=±0.1 mg/pesada). Indique cálculos, operatoria, calidad de droga empleada y material empleado. b) Cómo prepararía 250 mL de una solución auxiliar de HCl (PF: 36.46) 0.08 mol/L a partir de una solución comercial 37.2% (m/m) (d= 1.19). Indique cálculos, operatoria, calidad de droga empleada y material empleado. c) De acuerdo al SI, qué unidades se emplean para expresar “cantidad de sustancia” y “concentración de cantidad de sustancia”.

3) Acido base -2 -9 Dado un ácido diprótico H 2A (Ka1 = 3.0 × 10 y Ka2 = 7.0 ×10 ) cuya concentración formal es igual a 0.03 PF/L, responder: a) Grafique a mano alzada el diagrama de distribución de especies en función del pH, indicando tres puntos en el mismo (por ejemplo los pHs correspondientes a la máxima efectividad en caso de posibles soluciones reguladoras y el pH donde haya un anfolito). b) Indique qué especie o especies se encuentran presentes mayoritariamente a los siguientes pHs: 2, 6.5 y 8.5. c) ¿Qué resultado se obtiene al sumar las fracciones molares a pH: 7.5? d) Si a 150.0 mL de la solución del ácido se le adicionan 15.0 mL de KOH 0.392 mol/L, calcule el pH de la solución resultante. e) Si se realiza la titulación de este ácido, indique si se podría detener la titulación utilizando un indicador en el primer punto de equivalencia. Justifique. 4) Varios a) Demuestre por qué es más conveniente realizar tres extracciones líquido-líquido con 25.0 mL cada una, en lugar de una sola de 75.0 mL en la extracción de un compuesto X que no interacciona con el solvente y se encuentra en solución 0.1 mol/L en 100.0 mL de solución acuosa (K D = 100). b) Indique cuáles son los requerimientos de la reacción analítica para ser usada en volumetría. c) Definir “peso equivalente”. Calcularlo para K 2Cr 2O7 (PF = 294.18) en la reacción en la que éste oxida al Fe(II) y se reduce a Cr(III). d) Explicar los conceptos de “concentración formal” y “concentración molar” tomando como ejemplo una disolución que se preparó agregando un mol ácido acético en agua y enrasando a un litro. e) Describa las etapas involucradas en el PMQ (Proceso de medida química) y comente brevemente cada una de ellas. Indique cuál de estas etapas insume la mayor parte del tiempo y comente por qué.

5) Cualitativa a) ¿Qué es una sustancia interferente e n una reacción de identificación? ¿Cómo puede eliminarse? b) Análisis Cualitativo. Defina los términos de Concentración Límite (dilución límite) y Límite de Identificación. Describa la ecuación matemática que los interrelaci ona y sus unidades correspondientes. c) Defina ensayo en blanco, ensayo testigo, ensayo control y ensayo con la muestra. Ejemplifique.

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Primer Examen Parcial 23 de octubre 2015

1) Primera parte

a) Exprese las siguientes concentraciones de acuerdo al SI: a-1) Ca2+ 40.1 ppm en agua de pozo (40.078) a-2) KMnO4 0.6331 N (para utilizar en una reacción redox en medio ácido) b) Resolver la siguiente operación utilizando el número correcto de cifras significativas: [(0.0950 (±0.0005) × 18.10 (±0.03) + 15.373 (±0.001))/1.53 (±0.02) × 10 – 2] + 2.3754 (±0.0003) = c) Si una sustancia tiene un 2.4 % de humedad y se efectúa la determinación de pureza obteniéndose el 87.4 % m/m en base seca, ¿cuál es el % de pureza en base húmeda? d) Indique si existen diferencias estadísticas entre una desviación estándar s 1= 0.035 (n=5) y otra s 2= 0.045 (n=7). Datos: F (7-1) (5-1) (0.05)= 6.16. ¿Qué tipos de errores se relacionan con la precisión? ¿Cómo se calcula la imprecisión? e) Comente qué es el PAT (proceso analítico total) y el PMQ (proceso de medida químico). Mencione algún ejemplo. 2) Redox: a) Calcular el potencial del sistema en el equilibrio de la siguiente mezcla: se disuelven 252.8 mg de KMnO 4 (PF 158.038) y 100.7 mg de MnCl2 (PF 125.846), se adicionan 4.00 mL de H 2O2 10 volúmenes, se acidifica a pH 2.50 y finalmente se enrasa a 50.00 mL. Datos: E 0 (MnO /Mn) = 1.510V; E 0 (O /H O ) = 0.680V. 4

2

2

2

3) Complejos: a) Decidir si alguno de los indicadores listados al final resultan adecuados (con un error ≤ 0.5%) para la titulación de Zn 2+ (10.00 mL de solución 0.09364 mol/L) con una solución de EDTA 0.1244 M, a pH = 10.0, obtenido con una solución reguladora NH3/NH4+ {[NH3]libre = 0.1 M}, sabiendo que la reacción es cuantitativa. Datos: Kf YZn = 3.2×10 16; ºEDTA=0.36; Constantes de formación Zn(NH3)2+:  1=1.5×10; 2=2.7×105; 3=5.5×106; 4=5.0×108; Indicadores: CAL ( ºCAL=3.2×10 – 3; Kf CAL-Zn = 3.2×1012); NIN (1-nitroso-2-naftol;) ( º NIN=0.25; Kf NIN-Zn = 3.2×10 9). b) Indique qué ocurriría si se aumentara la concentración de [NH 3]. 4) Acido-Base:

Se necesita preparar 250.0 mL de una solución reguladora de concentración formal 0.15 mol/L, que regule el pH a 7.0, y se cuenta con los siguientes reactivos: NaH 2PO4 (p.a.)(PF 119.034), Na 2HPO4 (p.a.) (PF 141.053), H 2M 0.1 mol/L, HCl 0.02 mol/L y NaOH 0.02 mol/L. Datos de constantes de acidez: H 3PO4 (Ka1 = 7.11 × 10 – 3; Ka2 = 6.32 × 10 – 8; Ka3 = 4.5 × 10 – 13) y H2M (Ka1 = 3.48 × 10 – 4, Ka2 = 8.00 × 10 – 16). 4.1) Mencione qué reactivos son los más adecuados para la preparación y cómo la prepara (calcule cantidades necesarias). 4.2) El analista necesita utilizar la solución para mantener el pH por encima de 6.70. ¿Serán suficientes 3.0 mL de la solución para cumplir el objetivo, teniendo en cuenta que se agregarán a 50.0 mL de una solución que contiene 0.11 mmol de H +? 5) Equilibrio

a) En las siguientes reacciones de titulación, escriba las reacciones involucradas y evalúe la cuantitatividad de la misma considerando una Kmin ≥ 10 7. a.1) Ácido Fuerte con Base Fuerte (Kw = 10 – 14) a.2) Ácido débil con Base Fuerte (Ka = 10 – 6) a.3) Ca(II) con EDTA a pH = 10.0 (Kf YCa = 5.0 ×10 10 y αº = 0.36) a.4) Fe2+ con Ce4+ (EºFe(III)/Fe(II) = 0.77 V; Eº Ce(IV)/Fe(III) = 1.72 V) b) Explique por qué el MnO 4 – puede oxidar el Cl – a pH = 0 y no a pH = 2.4 (Eº MnO4/Mn(II) = 1.510 V; Eº Cl2/Cl- = 1.396 V) c) Mencione los requisitos que debe cumplir una reacción para ser utilizada en volumetría y comente cada uno de ellos.

Observaciones:  Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada ho ja. NO USAR LAPIZ!  En caso de no responder alguna pr egunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre. .


Examen Final 25 de abril 2014

1) Gravimetría Se necesita poner a punto un procedimiento gravimétrico para la determinación de sulfito. Con este fin una masa de 5.12548 g de un patrón de sulfito de sodio de 99.50% de pureza se solubiliza en agua, se somete a un tratamiento oxidativo con agua oxigenada para transformar el sulfito a sulfato y se lleva a volumen final de 250.00 mL en matraz aforado. Se transfieren 20.00 mL de esta solución a un vaso de precipitado y se diluye a aprox. 200 mL con agua. Luego de calentar la solución a 90ºC se le adicionan 10.0 mL de BaCl 2 5 % m/v. El precipitado formado de BaSO4 se lava, se seca en estufa, se calcina y, posteriormente, se pesa obteniéndose una masa de 0.5603 g. a) Represente un esquema del procedimiento analítico que se llevó a cabo y escriba las ecuaciones químicas involucradas. b) ¿Qué es el factor gravimétrico? Calcúlelo para esta determinación. c) ¿Qué % m/m de Na 2SO3 se obtuvo como resultado? d) Calcule el error relativo porcentual del método. e) Verifique si el volumen de reactivo precipitante agregado fue suficiente, sabiendo que debe haber al menos un 10% de exceso del mismo y saque conclusiones. Datos: Na 2SO3 (PF 126.04), Na2SO4 (PF 142.042), BaSO4 (PF 233.390) , BaCl2 (PF 208.23) 2) Cualitativa-varios a) Una muestra en la que se quieren investigar cationes tiene las siguientes características: incolora, ligeramente alcalina, y en el análisis de los aniones se encontró que tiene: tartrato, cloruro, sulfato, fluoruro y nitrato. ¿Será necesario hacer el “acondicionami ento de la muestra”? ¿Cómo lo haría en caso de ser necesario? b) Describa las características analíticas de la respuesta binaria. c) En el aseguramiento de la respuesta (señal) de una reacción, describa por qué y de qué manera se realizan los ensayos Blanco, Testigo y Control. d) Describa en el análisis cualitativo de aniones cómo se realizan los ensayos de oxidantes, reductores, grupo 1 y grupo 2, y qué inferencia puede deducir de sus resultados. e) Mencione en qué casos se deben realizar valoraciones volumétricas en disolventes no acuosos. ¿Cómo clasificaría a los distintos disolventes de acuerdo a sus propiedades ácido-base? ¿Cómo influye la constante dieléctrica D en la disociación de un soluto? 3) Potenciometría a) Realice el esquema de las celdas utilizadas en cada una de las titulaciones potenciométricas para los cuatro equilibrios químicos: 1) ácido-base, 2) de formación de complejos, 3) redox y 4) de formación de precipitado (o equilibrio heterogéneo). Nombre sus componentes, especialmente los electrodos utilizados en cada caso. b) Dibuje una sonda sensible a gases y describa el principio del funcionamiento con un ejemplo. 4) Complejos 2+ 2+ Para determinar la dureza total debida al Ca y el Mg de una muestra cuyo rótulo declara 1800 ppm de CaCO 3 (PF=100.08) se dispone + de una SPS de EDTA 0.0100±0.0004 mol/L, una solución reguladora de NH 4 /NH3 de pH=10.0, una solución de NaOH 3 mol/L (pH  12-13) y de los indicadores NET y CALCON. a) Exprese la dureza total en ppm de CaCO 3 teniendo en cuenta que en la titulación se gastaron 9.08 mL de la SPS de EDTA, usando 5.00 mL de muestra. b) Verifique la cuantitatividad de la reacción de titulación de la dureza debida al Ca2+ para un grado de avance del 99% considerando la concentración inicial de Ca2+ en la muestra es de 0.018 mol/L (K CaY=5.0×1010). c) Explique para qué se usa un complejante auxiliar como el NH 3 en la titulación con EDTA de algunos cationes. d) Explique cómo funcionan los indicadores visuales en complejometría y como se eligen. 5) Acido-Base Se necesitan preparar 250 mL de una solución reguladora de ácido maloico (H 2M, PF= 104.06) de CF= 200 mM y pH=5.50. Se dispone en el laboratorio del ácido, con una pureza de 93.8% m/m en BH, y de las siguientes soluciones: NaOH 0.85 mol/L, ácido acético 0.50 mol/L e NH4OH 1.00 mol/L: a) Dibuje el diagrama de distribución de especies y ubique en el mismo la solución reguladora a preparar. b) ¿Qué reactivos utilizaría para preparar la solución reguladora? c) ¿Qué masa de ácido deberá pesar? d) ¿Qué volumen de la solución elegida para formar la solución reguladora debería emplear? e) ¿De qué manera verifica que la solución tenga el pH requerido? Datos: pKa1=2.83 y pKa2=5.69

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Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada hoja. NO USAR LAPIZ! En caso de no responder alguna pregun ta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre.



1) Acido-base Se necesitan preparar 250.00 mL de una solución reguladora de CF = 50 mmol/L y pH = 7. En el laboratorio se dispone de soluciones valoradas de NaOH 0.1204 mol/L y ácido malónico (H 2M) 0.1000 mol/L, y de las siguientes sales sólidas: NaHCO3 (PF = 84.0066), NaH2PO4 (PF = 119.9779), Na 2HPO4 (PF = 141.9588) y Na 3PO4 (PF = 163.9407), todas de calidad analítica. Responda: a) ¿Qué par ácido-base conjugado utilizaría en la preparación? Justifique su elección. Describa las diferentes maneras que hay de prepararla y realice los cálculos involucrados en cada caso. b) Dibuje la curva de distribución de especies ( vs. pH) del sistema seleccionado para la preparación de la SR e indique el pH de la SR. c) Defina el concepto de Capacidad Reguladora. Datos: para H2M: pKa1 = 2.85 y pKa2 = 5.70; para H2CO3: pKa1 = 6.35 y pKa2 = 10.25; para H 3PO4: pKa1 = 2.15, pKa2 = 7.20 y pKa3 = 12.35. 2) Redox Se necesita valorar una solución de FeSO 4 cuya concentración aproximada es de 0.05 mol/L. Para esto se dispone de una solución 4+ patrón primaria de Ce que se preparó disolviendo 21.0950 g de Ce(SO4) 2 (PF: 332.24) en 250.0 mL. A esta solución madre se le efectuó una dilución exacta tomando 25.00 mL y llevando a 100.00 mL en matraz aforado para obtener la SPP titulante. Para la 2+ titulación se utiliza una alícuota de 10.00 mL de la solución de Fe en medio ácido (H 2SO4 0.1 F), gastándose 8.80 mL de titulante. a) Escriba las semirreacciones que ocurren y la reacción de titulación. Determine para cada especie la relación entre peso 2+ fórmula y peso equivalente. b) Calcule la Keq de la reacción. c) Calcule la concentración exacta de la solución de Fe en mol/L. 3+ 2+ 4+ 3+ d) ¿Qué indicador sería adecuado utilizar para un error en la titulación ≤0.5%? Datos: Eº’ Fe /Fe = 0.679 V; Eº’ Ce /Ce = 1.440 V. Indicadores Et º: DAS: 0.85 V (n=2) , Ferroína: 1.11 V , NitroFerroína: 1.31 V (n=1) 3) Preguntas varias a) Comente cómo son las escalas de trabajo, y en qué concentración se detectan los analitos en el análisis cualitativo clásico. b) ¿En qué consiste la Solución Preparada para el análisis de aniones? c) Explique en qué consiste y qué etapas componen el Proceso de Medida Química. ¿Cuál es la etapa que insume mayor tiempo y produce mayores errores? ¿Por qué? d) Defina K D y D en una extracción L-L y de un ejemplo fundamentado en el que ambos tienen valores diferentes. e) Explique en qué consiste la gravimetría por precipitación. ¿Qué requisitos se deben cumplir para que el precipitado sea útil en gravimetría? ¿Qué factores influyen en la formación de precipitados? ¿Cómo pueden manejarse para obtener buenos precipitados? 4) Potenciometría Se dispone de una solución compuesta por cloruro de calcio (PF 110.98 g/mol) en un medio acidificado con ácido clorhídrico (PF 36.46 g/mol). Una alícuota de 200.00 mL, se titula potenciométricamente (luego de ser acondicionada) con una SPS de nitrato de plata 0.03101 mol/L. Los datos de mL titulante vs. Ec en mV, en el entorno al punto de equivalencia, se muestran en la tabla siguiente: a) Escriba la reacción química involucrada la titulación. mL mV b) Calcule el pH de la solución a partir de la concentración del ácido clorhídrico presente en dicha 19.25 234 solución, sabiendo que la concentración de CaCl 2 es de 9.64 × 10 – 4 mol/L. 19.30 246 c) Indique los electrodos que utilizaría para efectuar la titulación con Nitrato de Plata como titulante. 19.35 276 d) Justifique bajo qué situaciones aplicaría la Potenciometría Indirecta (Titulación potenciométrica). 19.40 19.45 19.50

550 595 603

5) SI- Errores- Patrones a) Expresar correctamente de acuerdo al Sistema Internacional (SI) las siguientes magnitudes: (1) 0.00000750 L, (2) 32 ppb de selenio en huevo en polvo (Pa Se = 78.96), (3) Solución 3.51 % m/v de NaCl (PF=58.49). b) Defina “peso equivalente” y determine su valor para el Na 3PO4 (PF=163.94) en la reacción de precipitación: PO43 – + 3Ag+ → Ag3PO4(s). Si esta reacción se usa para titulación y se gastan 24.8 mL de AgNO 3 0.254 mol/L, ¿cuántos equivalentes del analito hay en la porción de muestra analizada? c) ¿Qué es una Solución Patrón Primaria para titulación y cómo se prepara? d) ¿Qué tipo de errores se evalúan cuando se hace un estudio de exactitud de un método analítico? De dos ejemplos de errores que pueden generar problemas de exactitud en un resultado.

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1) Primera parte a) Indique el número

de cifras significativas de las siguientes magnitudes medidas y expréselas usando dos cifras significativas y siguiendo los lineamientos del Sistema Internacional de Unidades: (a.1) 3.91 × 10 5 mL; (a.2) 90 000 nL; (a.3) 0.0003542 g b) Si una sustancia tiene un 2.4 % de humedad y se efectúa la determinación de pureza obteniéndose el 85.3 % m/m en base húmeda, indique cuál es el % de pureza pureza en base seca. c) Indique si existen diferencias estadísticas entre una desviación estándar s 1= 0.35 (n=10) y otra s 2= 0.55 (n=7). Datos: F (7-1) (10-1) (0.05)= 3.23. ¿Qué tipos de errores se relacionan con la exactitud? ¿Qué es y cómo se calcula la imprecisión? d) Comente qué es el PMQ (proceso de medida químico) y mencione sus etapas y algún ejemplo de lo que ha visto hasta ahora en el laboratorio. e) Resolver la siguiente operación utilizando el número correcto de cifras significativas y exprese el resultado siguiendo los lineamientos del Sistema Internacional de Unidades: {[(0.0950 (±0.0005) – 0.000001388 0.000001388 (±0.000000002)] (±0.000000002)] }× 18.10 (±0.03) × 15.373 (±0.001))/1.53 (±0.02) × 10 2] = –

–

2) Complejos: a) Se tienen 25.00 25.00 mL de solución de de Zn2+ 0.1098 mmol m/L que se encuentran a pH = 10.0 y complejados con NH 3 = 0.1 mol/L. A dicho sistema se le realizan dos agregados sucesivos suce sivos de 15.00 mL de SPS de EDTA EDTA 0.09342 mol/L. 2+ Calcular el pZn luego de cada agregado de EDTA. 16 42+ 5 Datos: Kf YZn YZn = 3.2×10 ; Y = 0.36; Zn = 1.8 ×10 b) Grafique una curva de titulación para este sistema. Superponga otra curva realizada a una concentración de [NH 3] 10 veces menor. c) Explique qué efecto tiene el pH en la titulación de Ca(II) con EDTA. ¿Cómo hace para poder titular Ca(II) en presencia de Mg(II) sin que éste interfiera? interfiera? –

3) Acido-Base:

Se necesita preparar 500.0 mL de una solución reguladora de concentración formal 0.25 mol/L, que regule el pH a 12.0. En el laboratorio se cuenta con los siguientes reactivos: NaH 2PO4 (p.a.)(PF 119.034), H2M 0.1 mol/L, HCl 2.0 mol/L e NaOH 2.0 mol/L. Datos de constantes de acidez: H 3PO4 (Ka1 = 7.11 × 10 3; Ka2 = 6.32 × 10 8; Ka3 = 4.5 × 10 13 16 ) y H2M (Ka1 = 3.48 × 10 4, Ka2 = 8.00 × 10 16 ). a) Indique qué reactivos son los más adecuados para la preparación y calcule las cantidades necesarias (volumen o masa según corresponda) de cada droga. b) Dibuje a mano alzada la curva de distribución de especies químicas para el ácido fosfórico, indicando el valor de pH de al menos 2 puntos. c) Dibuje a mano alzada la curva de titulación del ácido fosfórico 0.1000 M con NaOH 0.1000 M, indicando el valor inicial del pH (es decir cuando todavía no se agregó NaOH). –

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4) Varios e lementos necesarios para llevarla a cabo. a) Indique en que consiste una volumetría. Mencione los elementos r eacción analítica para ser usada en volumetría. b) Indique los requisitos que debe cumplir la reacción c) En las siguientes reacciones de titulación, escriba las reacciones involucradas y evalúe si

dicha reacción es

cuantitativa con un grado de avance del 99.9 %: 14 (a.1) Ácido débil con base fuerte, ambos en concentración 0.1000 M (K a = 1.75 ×10 5 y K w = 10 14 ). 10 (a.2) Ca(II) con EDTA a pH = 10.0 (Kf ’YCa = 1.8 ×10 ), ambos en concentración 0.1000 M. 9 1177 d) Explique por qué la titulación de una ácido débil ( K a = 1 ×10 ) en un solvente distinto del agua (K autoprotólisis = 10 ) es –

–

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7

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factible, mientras mientras que no lo es en agua (K min(99.9%) = 10 ).

Observaciones: Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada ho ja. NO USAR LAPIZ!  En caso de no responder alguna pr egunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre.  .

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Examen Final 09 de marzo de 2018

1) Potenciometría y Redox Se disuelven 7854.0 mg de un mineral formado por FeSO 4 (PF 151.90), Fe 2(SO4)3 (PF 399.87) y otras sustancias inertes en un medio totalmente ácido (pH<2) y se enrasa a 100.00 mL. Una alícuota de 5.00 mL se titula con KMnO 4 0.06640 eq/L gastándose 5.42 mL. Otra alícuota de 2.00 mL se trata con un reactivo para reducir al Fe(III). Luego de eliminar el exceso de reactivo reductor, se titula potenciométricamente potenciométricamente con una SPP de K 2Cr 2O7 8.600×10-3 mol/L. En la tabla se muestra un rango en la proximidad al punto de equivalencia. a) Calcule el % (m/m) de FeSO 4 y el % (m/m) de Fe 2(SO4)3. mL Ec mL Ec mL Ec titulación? b) ¿Qué indicador utilizaría en la primera titulación? (mV) (mV) (mV) c) ¿Qué electrodos utilizaría en la segunda titulación? 8.90 253 9.10 281 9.30 435 d) Explique por qué cree que es necesaria la eliminación del exceso de 9.00 264 9.20 359 9.40 510 reactivo reductor previo a la titulación de la segunda alícuota.

2) Análisis Cualitativo Llega al laboratorio un bidón de 5 L de agua de pozo recolectada en el domicilio privado de F.B.B. (Coordenadas (Coordenadas geográficas: latitud 28.35, longitud -59.28) de la localidad de las Toscas, Santa Fe. Se investiga la presencia de arsénico en la muestra utilizando una reacción de identificación basada en un método de T(D ) Gutzeit modificado (pDL = 5). El resultado obtenido se muestra en la figura de los tubos, donde B: Blanco, T(D L): Testigo en concentración DL, y M: Muestra. Para que el agua sea apta para el consumo humano, la presencia de As no debe superar al D L. a) ¿Cómo interpreta el resultado de laboratorio? b) ¿Cómo informa ese resultado? Para responder realizar el “Informe de resultado”, completando los siguientes ítems Muestra/ Información del rótulo de la muestra / Determinación/ Método/ Resultado/ Observaciones/ Firma del laboratorista. c) ¿Qué ensayo se recomienda efectuar en caso de que el ensayo de la muestra resulte negativo y aún exista sospecha de presencia de As? ¿Cómo lo implementaría? implementaría?

Blanco

Rosado

Rojo

3) Complejos Se necesita determinar la concentración de ZnSO 4 en una muestra sólida por complejometría. complejometría. Se dispone de una SPS de EDTA 0.1300 + mol/L, una bureta de 10.00 mL, una solución reguladora de NH3/NH4 de pH=10.0, cuya concentración de NH3 libre es de 0.1 mol/L, 12 – 3 6 16 y de los indicadores CAL ( CAL=3.2×10 – 4; K CAL-Zn CAL-Zn =3.2×10 ) y NAX (  NAX=1.2×10 ; K NAX-Zn=1.6×10 ). Datos: K ZnY ZnY=3.16×10 , – 5 EDTA =0.36, PF ZnSO4=161.47; formación de los complejos Zn-NH3: Zn =1.79×10 . 2+ a) Verifique la cuantitatividad de la reacción de titulación del Zn para un grado de avance del 99.9%, considerando que la concentración de Zn 2+ en la solución muestra es de 0.1 mol/L. concentración de Zn 2+ b) Seleccione el indicador adecuado para realizar la titulación cometiendo un error  0.5%, considerando que la concentración en la solución muestra es de 0.1 mol/L, titulando alícuotas de 10.00 mL. c) Calcule la concentración de ZnSO4 en %m/m considerando que el procedimiento analítico consistió en pesar 1.1535 g de muestra sólida y disolverla en un volumen final de 50.0 mL, y que al titular alícuotas de 10.00 mL con la SPS de EDTA se gastaron 8.52 mL.

4) Ácido Base

Se dispone de una solución reguladora de H2PO4-/HPO42- de concentración formal 0.50 PF/L y pH=7.21. (Ka 1=7.11×10 – 3, 13 Ka2=6.23×10 – 8, Ka3=4.50×10 – 13 ). a) Dibujar a mano alzada la curva de distribución de especies químicas del H3PO4 y situar la reguladora en dicho esquema. b) ¿Serán suficientes 4.00 mL de esta solución reguladora para mantener por debajo de 8.00 el pH de una solución que contiene 0.05 mmol de OH- en 100.00 mL totales?

5) Etapa previa del PMQ. frecuentes. a) Enumere los principios generales para el tratamiento de la muestra y los tipos de tratamientos más frecuentes. b) Defina preconcentración, y mencione para qué y c ómo se puede realizar. en la determinación de un analito que se encuentra en una muestra en pr esencia de c) Describa posibles maneras de lograr selectividad en otros componentes. d) Defina extracción en fase sólida y describa brevemente las etapas involucradas en el proceso.

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1) Titulación Complejos Se pretende determinar la pureza de una muestra de ZnS0 4 estimando que es de alrededor de 78% m/m base húmeda. Se emplea para este fin un método de titulación complejométrico utilizando co mo reactivos una SPS de EDTA EDT A 0.0198 ± 0.002 mol/L como + titulante, una solución reguladora de NH 4 /NH3 a pH=10.0 y [NH3] libre=0.1mol/L para acondicionar el medio y NET como indicador. Se utiliza como material volumétrico una pipeta volumétrica de 20.0 mL y una bureta de 25.0 mL. Por otro lado en una porción de la muestra se determinó la humedad resultando igual a 5.4 % m/m. Dato: PF ZnSO 4: 151.454 Responda: a) ¿Qué concentración aproximada (considerando el dato de pureza estimado) debería tener una solución de la muestra para ser titulada bajo esas condiciones con la SPS y cómo prepararía 500.00 mL de la misma? Describa la preparación indicando cálculos, materiales y procedimiento a utilizar b) Escriba la reacción de titulación involucrada y la reacción de detección del punto final. c) ¿Cuáles son las reacciones laterales que ocurren en la mezcla de titulación? ¿Estas reacciones representan una ventaja o una desventaja para la titulación? Justifique. ¿Cuál es la expresión de la constante de equilibrio real de la reacción analítica en las condiciones de titulación? d) Plantee el cálculo de la pureza en base seca de la muestra a partir de los datos experimentales que se obtendrán en la titulación.

2) Varios a) Para el análisis cualitativo de aniones, describa cómo se realizan los ensayos de oxidantes, reductores, grupo 1 y grupo 2, y qué inferencia puede deducir de sus resultados. b) Demuestre por qué es más conveniente realizar tres extracciones líquido-líquido con 25.0 mL cada una, en lugar de una sola de 75.0 mL, en la extracción de un compuesto X que se encuentra en solución 0.1 mol/L en 100.0 mL de solución acuosa (K D = 100). c) ¿Cuáles son los requerimientos de la reacción analítica para ser usada en volumetría y cuáles para gravimetría? d) ¿Qué función cumple la presencia de un electrolito fuerte en alta concentración en una TISAB?

3) Preparación de soluciones y SI 3.1. Expresar las siguientes concentraciones de acuerdo al Sistema Internacional de unidades: – – 2+ a) 0.09812 N MnO 4 en medio ácido (MnO 4 /Mn ) + b) 3.50 ppm de K (39.098) en una solución patrón. 3.2. Explicar el modo de preparación, con cálculos, operatoria, calidad de droga, y material empleado de 250.00 mL de una solución de KMnO4 que oxide en medio ácido a aproximadamente 3.7950 g de FeSO4 (151.8), partiendo de KMnO 4 (158.04) sólido. 3.3. Definir equivalente químico: dar un ejemplo con un compuesto químico y la reacción en la que interviene. 3.4. Explicar cómo se prepara una solución de trabajo a partir de otra más concentrada. Explicar el concepto de dilución describiendo las fórmulas matemáticas utilizadas. 3.5. Explicar los conceptos de “concentración formal” y “concentración molar” tomando como ejemplo el ácido acético (HAc).

4) Ácido-Base Se necesita preparar una solución reguladora (SR1) de pH = 5.90, y se dispone de una SPS de ácido acético (0.250±0.009) mol/L (PF: 60.05, Ka 1=1.7510-5) y de las drogas sólidas ácido maleico (PF: 116.10, Ka 1=1.310-2, Ka2=5.910-7) y ácido bórico (PF: -10 61.84, Ka1=5.8110 ). a) ¿Cuál de estos ácidos utilizaría para prepararla? Justifique. b) Empleando el ácido seleccionado, realice los cálculos necesarios para preparar 250.0 mL de la SR con concentración formal 0.050 mol/L, teniendo en cuenta que se dispone de una SPS de NaOH (0.200±0.007) mol/L. c) Determine si son suficientes 10.0 mL de una SR2 preparada con un ácido débil cuya Ka = 6.0 10-7 para mantener por debajo de 6.00 el pH de una solución solución que contiene 0.1 mmol de H+ en 100.0 mL totales, teniendo en cuenta que la concentración del ácido y la base conjugada de la SR2 son [HA]= 0.034 mol/L y [A -]=0.016 mol/L.

5) Redox

Se mezclan 50 ml de MnO 4- 0,010 mol/L, 184,9 mg de FeSO 4 de 98.6 % m/m de pureza y 10 mmol de MnSO 4 disueltos en HCL diluido. El volumen final es de 100 mL y el pH = 1.00 a) Si ocurre alguna reacción descríbala y calcule su Keq . b) Calcule el potencial del sistema una vez logrado el equilibr io. c) Defina el potencial normal o estándar de electrodo y el potencial formal. o + + o + E Fe3 / Fe2 = 0.771 V; E MnO4 /Mn2 = 1.507 V; PF FeSO 4 = 151.91; PFMnSO4 = 151.00

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1) Acido-base Realice los cálculos necesarios para preparar 200.0 mL de una solución reguladora de NaH 2PO4/ Na2HPO4 de pH=7.0 y CF=0.05 mol/L, a partir de: a) Las sustancias sólidas NaH 2PO4 (PF=119.98 g/mol) y Na 2HPO4 (PF=141.96 g/mol). b) La sustancia sólida Na 2HPO4 y una SPS de HCl 0.50 mol/L o NaOH 0.50 mol/L según corresponda. c) Una solución de NaH 2PO4 0.2 mol/L y otra de Na2HPO4 0.2 mol/L. Datos: Ka1=7.11×10 – 3, Ka2=6.32×10 – 8, Ka3=4.5×10 – 13. 2) Complejos a) Elija el indicador más adecuado de la siguiente lista para la titulación de Zn con EDTA a pH 10, cuyos valores de pM son inicial y final 8.34 y 13.77, respectivamente. Explique en qué se basa la detección colorimétrica del punto final en complejometría. Datos: α0 indicador a pH 10 Indicador K ZnIn – 4 CALCON 3.2 × 10 3.2 × 1012 NET 2.4 × 10 – 3.2 × 10 – 3 NAX 1.2 × 10 1.6 × 10 6 b) Comente qué es el PAT (proceso analítico total) y el PMQ (proceso de medida químico). Mencione algún ejemplo que involucre al equilibrio complejométrico. 3) Preguntas varias a) Comente cómo son las escalas de trabajo, y en qué concentración se detectan los analitos en el análisis cualitativo clásico. b) ¿En qué consiste la Solución Preparada para el análisis de aniones? c) ¿Qué es una interferencia? ¿Cómo se aumenta la selectividad en un análisis? d) Explique qué representan la constante de distribución (K D) y el coeficiente de distribución (D) en una extracción líquidolíquido. Comente un caso en que ambos parámetros son diferentes. 4) SI y Tratamiento de datos 2+ a) Exprese la siguiente concentración de acuerdo al SI: Mg 38.2 ppm en agua de efluentes (PA 24.305). b) Indique si existen diferencias estadísticas entre una desviación estándar s 1=0.045 (n=5) y otra s 2=0.024 (n=7). Datos: F (7-1)(51)(0.05)= 6.16. ¿Qué tipos de errores se relacionan con la precisión? ¿Cómo se calcula la imprecisión? -1 c) Una muestra de SnCl 2 (PF 189.6154) se titula con una solución patrón de Fe(III) 0.1259 ± 0.0005 mol L para conocer su pureza. Para tal fin se pesaron 7.3679 g de masa seca, se disolvieron en ácido y se llevaron a 1000.00 mL de agua destilada. De esa muestra se tomaron 8 alícuotas de 25.00 mL y se valoraron con la solución férrica. Los volúmenes gastados fueron los siguientes: 8.04, 7.98, 8.16, 7.86, 8.06, 7.82, 7.90 y 8.24 mL. c-1) Determinar el % pureza en base seca del SnCl 2 con su intervalo de confianza utilizando la siguiente expresión: % pureza 

Vg  0.12591000.0  94.8077100 25.00  7367.9

c-2) Calcule CV% y ER% si se sabe que el valor convencionalmente aceptado como verdadero es de 56.49% ¿Es aceptable el resultado si se espera que la imprecisión y la inexactitud no superen el 1 y 2 % respectivamente?

5) Equilibrio de solubilidad a) En un vaso de precipitado se tienen 100.0 mL de una solución que contiene 416.6 mg BaCl 2 (PF = 208.3) disueltos. A esta solución se le agregan 20.0 mL de H 2SO4 0.100 mol/L. a) ¿Qué reacción se produce y cuál es su constante de equilibrio? Decir si la reacción es cuantitativa con un grado de avance del 99.99%. b) Definir ‘solubilidad molar ’ y calcularla en este último caso. c) Al sistema anterior se le agrega EDTA hasta tener una concentración de 0.1 mol/L y pH = 7. ¿Qué ocurre con la solubilidad? Justifique. Dato: Kps BaSO4=1.1 × 10 – 10; αº EDTA (pH 7) = 5.0 × 10 – 4; Kf YBa = 7.2 ×10 7; αº SO4 (pH 7) = 1 d) Explique en qué consiste el método de Volhard.

 



Examen Final 29 de abril de 2016

1) Acido-base Se preparó en el laboratorio una solución reguladora disolviendo 530.0 mg de Na 2CO3 en 80 mL de agua y agregando con bureta 15.96 mL de HCl 0.2018 mol/L. Luego se llevó a 100.0 mL en matraz aforado con agua. Teniendo en cuenta los datos de la preparación determinar: a) Concentración formal y pH de la solución reguladora. b) Fracción molar de cada una de las especies involucradas. Datos: Ka1= 4.45 × 10 – 7 y Ka2=5.61 × 10 – 11. PF Na2CO3= 105.998 g/mol 2) Redox a) Se desea preparar una solución cuyo potencial redox (E SISTEMA) sea menor a 1.000 V. Para esto se propone la siguiente mezcla. Justifique si esta mezcla cumple con la condición pedida. Mezcla: en un medio acidificado a pH 2.50, se disuelven 392.2 mg de K 2Cr 2O7 (PF 294.188) y 4 meq CrCl 3 (PF 158.355) y se adicionan 4.00 mL de H 2O2 de 10 volúmenes de oxígeno; finalmente se 0 0 enrasa a 50.00 mL. Datos: E (O2/H2O2) = 0.680V; E (Cr2O7/CrIII) = 1.330V. 3) Complejos En el laboratorio se necesita determinar la concentración de Ca(II) presente en una muestra de leche en polvo por complejometría. Se dispone de una SPS de EDTA 0.0255 mol/L, de una solución reguladora de NH 3/NH4+ de pH=10.0 y del indicador NET. Datos: 10 K CaY=5.0×10 ,oEDTA (pH=10)=0.36, PF Ca= 40.08. a) Calcule la concentración de Ca 2+ en % m/m considerando que el procedimiento analítico consistió en pesar 1.9756 g de la leche 2+ en polvo, pretratarla de manera apropiada para liberar el Ca y disolverla en un volumen final de 50.0 mL, y que al titular este volumen con la SPS de EDTA se gastaron 18.52 mL. b) Calcule la concentración inicial de Ca2+ en mol/L esperada en los 50.0 mL a titular, teniendo en cuenta que el rótulo de la 2+ 2+ muestra declara 0.912 % m/m de Ca , y verifique la cuantitatividad de la reacción de titulación del Ca para un grado de avance del 99%. c) Explique cómo incide el pH en el medio de titulación y para qué se usa un complejante auxiliar como el NH 3 en la titulación con EDTA de algunos cationes. 4) Potenciometría El análisis cualitativo de un cálculo urinario demostró la presencia de CaC 2O4 (PF 128.1) y otras sustancias inertes. Una masa de 213.0 mg de dicho cálculo se solubilizan en 25.00 mL. Una alícuota de 5.00 mL se titula potenciométricamente con una SPS de KMnO4 (0.05343 meq/mL), la tabla siguiente muestr a los “mL titulante vs. Ec en mV” en el entorno al punto de equivalencia: mL

mV

7.96

403

mL 7.98

mV 406

mL 8.00

mV 435

mL 8.02

mV 497

mL 8.04

mV 615

mL 8.06

mV 632

mL 8.08

mV 647

mL 8.10

mV 662

a) Dibujar la celda electroquímica utilizada, mencionando los nombres de los electrodos utilizados. b) Calcular: % (m/m) de CaC 2O4. c) Mencione otros dos (2) métodos analíticos cuantitativos que podría utilizar para hallar el % (m/m) de CaC 2O4. (Describa cada método sencillamente o enumere sus pasos desde la toma de muestra hasta la determinación). d) El KMnO4 es una sps ¿qué requisito importante no cumple, y por tal motivo no puede ser considerado spp? 5) a) Se desea extraer mediante extracción en fase sólida dos ácidos dipróticos que están contenidos en una matriz acuosa: ácido H2A con pKa1 de 1.85 y pKa 2 de 5.60, y ácido H 2B con pKa1 de 7.9 y pKa 2 de 11.20. Si se dispone de dos cartuchos de extracción con diferentes sorbentes: a) intercambio aniónico y b) fase reversa, y la solución muestra tiene un pH de 4.00, ¿qué analito se retiene con mayor eficiencia en casa sorbente? Justifique utilizando las curvas de disociación de especies.

b) En las reacciones para el análisis cualitativo explique las características que deben presentar el producto y el reactivo e indique con qué propiedades analíticas básicas se relaciona cada uno. c) En una EFS ¿qué parámetros modificaría para incrementar la concentración del analito en el eluído?  



Examen Final 18 de diciembre 2015

1) Acido-base

Se quiere preparar 500.0 mL de una solución reguladora (SR) de pH = 6.5 y concentración formal 0.050 mol/L. Se dispone de la droga sólida NaH 2PO4 (PF= 119.977, Ka1=7.11×10-3, Ka2=6.23×10-8, Ka3=4.50×10-13) y de una SPS de NaOH (0.500±0.007) mol/L. a) Mencione el par ácido-base involucrado en la SR a preparar. b) Realice los cálculos necesarios para su preparación y describa el procedimiento analítico. c) Con el objetivo de determinar experimentalmente la capacidad reguladora de la solución preparada se gastaron 8.16 mL de la SPS de NaOH (0.500±0.007) mol/L. Defina capacidad reguladora y calcule la capacidad reguladora experimental de esta solución. d) Indique a qué corresponden las soluciones reguladoras dentro de la clasificación de reactivos. 2) Potenciometria

a) Mencione al menos tres ejemplos de determinaciones de analitos mediante potenciometría directa. b) Explique el principio de funcionamiento de una sonda enzimática para la glucosa. c) Indique brevemente en qué consisten y para qué se usan la potenciometría directa e indirecta. 3) Complejos

Para determinar el contenido de talio en un veneno para ratas se pesaron 9.7654 g de muestra, se disolvieron y se trataron con un oxidante para llevar el Tl al estado trivalente. Finalmente se llevó a volumen en un matraz de 100.0 mL. Una alícuota de 25.0 mL de esta solución se trató con 20.0 mL de una SPS de EDTA 0.03548 mol/L. Luego de alcanzado el equilibrio, el exceso de EDTA se tituló con SPP de Mg 2+ 0.02567 mol/L gastándose 8.54 mL para el viraje del NET. a) Esquematice el procedimiento analítico empleado y escriba las reacciones principales involucradas en la titulación. b) Calcule el contenido de talio en la muestra expresado como %(m/m) de Tl 2SO4 c) Exponga las razones que justifiquen la realización de una titulación complejométrica por retroceso en lugar de hacer una titulación directa. ¿Qué relación de constantes debe cumplirse en estos casos para que la titulación sea válida? d) ¿Por qué se dice que el EDTA es un agente quelante? ¿Qué ventaja le otorga esta propiedad? Dato: PF Tl2SO4: 504.81 4) Cualitativa a1) Indique cómo prepara la muestra para

el análisis de cationes. a2) Indique en qué consiste el ensayo preliminar de grupo 1 de aniones y qué conclusiones puede sacar si da negativo. b) Defina ensayo en blanco, ensayo testigo, ensayo control y ensayo con la muestra. Ejemplifique.

Se recolectaron dos (2) efluentes de una fábrica de chapas metálicas, que contienen más de 2 %(m/m) de residuos sólidos, son extremadamente ácidos, uno es incoloro (y contendría Al ó Zn) y el otro tiene una tonalidad azul (y contendría Ni ó Cu). Al adicionarle NaOH al efluente transparente se genera un precipitado blanco que se redisuelve por el agregado de cianuro. En contraste, al adicionarle NaOH al efluente azul se observa un precipitado verde que se redisuelve por el agregado de tartrato. A) De acuerdo a estos resultados, deducir sobre qué cationes recae MAYOR SOSPECHA en cada efluente. B) Utilizando la Tabla indique qué otro ensayo realizaría y qué resultado esperaría para respaldar su respuesta. c)

Cationes

NaOH (2 mol/L)

NaOH (en exceso)

Se adicionan complejantes sobre los hidróxidos precipitados*

+

H

-

Ni2+

Ni(OH)2 verde claro

I

+CN

Tartrato/ Oxalato

EDTA

S

C

I

S

Cu2+

Cu(OH)2 verde azulino    CuO negro

  HCuO2

parcial

SAF

C

C

S

Zn2+

Zn(OH)2 blanco

Zn(OH)42- incoloro

S

C

I

S

Al3+

Al(OH)3 blanco

Al(OH)4- incoloro

S

I

C

S

Siglas: S = soluble; I = insoluble; C = solubles por formación de complejos; SAF = solubles en ácido fuerte. (*) Los ensayos con H+ y con los complejantes CN -, Tartrato/Oxalato y EDTA, se realizan sobre los precipitados formados de los respectivos cationes. 5) Equilibrio

a) En un vaso de precipitado se tienen 100.0 mL de una solución que contiene 1339.8 mg Na 2C2O4 (PF = 133.98) disueltos. A esta solución se le agregan 10.0 mL de CaCl 2 1.000 mol/L. ¿Qué reacción se produce y cuál es su constante de equilibrio? Calcular si una reacción de identificación del ión Ca(II) (PA 40.078) cuyo DL = 1 × 10 – 4 g/mL da positiva o negativa cuando se realiza en una alícuota del sobrenadante. Dato: Kps CaC2O4=1.3 × 10 – 8. b) En las siguientes reacciones de titulación, escriba las reacciones involucradas y evalúe la cuantitatividad considerando una Kmin 7 ≥ 10 . b.1) Ácido Fuerte con Base Fuerte (Kw = 10 – 14) b.2) Base débil con Ácido Fuerte (Kb = 10 – 4) b.3) Zn(II) con EDTA a pH = 8.0 y [NH3]=0.1 (Kf YZn = 3.2 ×1016, α0 = 5.6 × 10 – 3 y αZn = 1.8 × 10 – 5) b.4) Fe2+ con MnO4 – (EºFe(III)/Fe(II) = 0.77 V; Eº MnO4/Mn = 1.51 V) pH = 0  



Examen Final 15 de diciembre de 2017

1) Acido Base-Solución Reguladora Se necesita preparar una solución reguladora de pH = 10.00, y se dispone de las drogas sólidas ácido maleico (PF = 116.10, – 2 – 7 – 5 – 7 Ka1=1.310 , Ka2=5.910 ), acetato de sodio (PF = 82.03, Ka=1.7510 ) y carbonato de sodio (PF = 105.988 , Ka1=4.4510 , Ka2= 5.6110 – 11). a) ¿Cuál de estas drogas utilizaría para prepararla? Justifique y mencione el par ácido-base involucrado. b) Empleando la droga seleccionada, realice los cálculos necesarios para preparar 100.0 mL de la solución reguladora con concentración formal 0.050 mol/L, teniendo en cuenta que se dispone de soluciones de NaOH (0.200±0.007) mol/L y HCl (0.200±0.005) mol/L. c) Calcule la efectividad de la SR preparada. 2) Preparación de soluciones 2+ a) Indique cómo prepararía 1000.00 mL de una solución patrón de Ca (PA=40.078) de 15.0 mg/L partiendo de la droga sólida CaCl 2 (PF=110.986) de 95.5% (m/m) de pureza. La incertidumbre relativa de la pesada es Ir < 0.2% (Ia=±0.1 mg/pesada). Indique cálculos, operatoria, calidad de droga empleada y material empleado. 2+ b) Exprese las siguientes concentraciones de acuerdo al SI: b1) Ca 58.2 ppm en agua de efluentes (PA=40.078); b2) K 2Cr 2O7 0.3400 23+ N (para utilizar en una reacción redox en medio ácido: Cr 2O7 /Cr ). c) Indique el número de cifras significativas de las siguientes magnitudes medidas y redondee a dos, expresando como lo indica el SI en el uso de múltiplos y submúltiplos de unidades: c1) 631.37 mg; c2) 0.03543 Kg; c3) 72507 mL; c4) 0.0485 L 3) Potenciometría Se debe determinar la concentración de cadmio (PA Cd = 112.41), que se encuentra como contaminante en un efluente arrojado a un río mediante un conducto ilegal por una industria de pinturas. Para tal fin, una porción de la muestra correctamente recolectada se diluye (1/2). Posteriormente, una alícuota de 100.00 mL (de la solución diluida) convenientemente acondicionada se titula potenciométricamente usando una SPS de EDTA disódico (0.01573 mol/L) y un electrodo combinado de membrana sensible al ion 2+ Cd . La Tabla muestra E CELDA leído vs. volumen de titulante. Datos: PFCdS = 144.46. (mL) (Na) 2EDTA 9.15 9.25

(mV) Ec 245 246

(mL) (Na) 2EDTA 9.35 9.45

(mV) Ec 292 377

(mL) (Na) 2EDTA 9.55 9.65

(mV) Ec 620 629

(mL) (Na) 2EDTA 9.75 9.85

(mV) Ec 633 635

a) Calcular la concentración de Cd en el efluente expresada en ppm de CdS. b) ¿Qué tipo de membrana podría usarse para construir un EIS (o ISE) para el ion NO3 – ? Para responder puede ayudarse incluyendo esquemas o dibujos. c) Indicar los posibles motivos por los que se usó una titulación potenciométrica y no una titulación con un indicador visual para esta determinación. d) Dibuje y nombre todos los componentes de un electrodo enzimático combinado (biosensor enzimático). Explique su principio de funcionamiento. 4) Redox Se dispone de una sal de SnCl 2 cuyo rótulo indica 88% m/m en BS. a) Calcule la masa de SnCl2 que debería pesar y disolver en 100.0 mL de un medio fuertemente ácido (pH=1), para titular alícuotas de 10.0 mL utilizando una bureta de 25.00 mL enrasada con una SPP de K 2Cr 2O7 de concentración (0.0150  0.0002) eq/L. b) Escriba la reacción redox involucrada en la titulación. c) Aceptando un error de  0.5%, calcule el potencial del sistema antes y después del punto de equivalencia considerando que la concentración de la solución muestra de SnCl 2 es de 0.030 eq/L, y seleccione un indicador apropiado entre: DAS (E transición = 0.85V) y nitroferroína (Etransición= 1.31V). Datos: EoCr(VI)/Cr(III) = 1.330 V; EoSn(IV)/Sn(II)= 0.140 V; PFK2Cr2O7=294.185; PFSnCl2= 183.60 5) Equilibrio heterogéneo a) Calcular la solubilidad molar del Ag2CrO4. Demuestre el efecto que produce el pH = 7.0 y la presencia de [NH 3] = 0.1 mol/L. – 12 Datos: Kps Ag2CrO4 = 1.2 × 10 ; αCrO4(pH=7.0) = 0.76 ; αAg([NH3]=0.1) = 0.23. b) Explique y fundamente (puede usar un ejemplo) cómo afecta la solubilidad el agregado de un ion común a solución en la que se tiene una sal poco soluble en equilibrio con sus iones. c) Explique en qué consiste el método de Mohr, y mencione sus características y analitos que se determinan. d) Se determina gravimétricamente Ca en 100.00 mL de una solución que se preparó disolviendo en medio ácido 0.6382 g de una muestra que lo contiene. Luego de la precipitación y tratamiento, se pesó CaCO 3 (PF = 100.089). La masa obtenida luego de la calcinación es de 0.4592 g. Calcular la cantidad de Ca presente en la muestra sólida expresándola como porcentaje (m/m) de Ca 3(PO4)2 (PF = 310.174) en la muestra original.  

Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada h oja. NO USAR LAPIZ! En caso de no responder alguna pr egunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre.



1) Acido-base Se necesita determinar la pureza de un bicarbonato de sodio (NaHCO 3) que será utilizado como antiácido. Para llevar a cabo la valoración se pesan 2.2204 g de la muestra húmeda y se disuelven en 100.0 mL de agua. De esta solución se toman alícuotas de 10.00 mL y se transfieren a un erlenmeyer llevando a un volumen final de 50 mL con agua. Se le adicionan gotas de verde de bromocresol (VBC) y se titula con una SPS de HCl 0.05123 mol/L gastándose 24.82 mL para el cambio de color del indicador. a) Grafique el procedimiento analítico y la curva de titulación a mano alzada indicando las especies presentes en cada tramo de la misma. Escriba la reacción de titulación. b) Calcule el pH de la solución antes de comenzar la titulación y en un entorno de 0.5% del punto de equivalencia. c) Justifique si el VBC es un buen indicador para esta titulación y cuál es el cambio de color visualizado. d) Calcule el % m/m en BS del bicarbonato de sodio en la muestra si la misma tiene una humedad de 2.43% m/m 7 11 Datos: PF NaHCO3 = 84.0; H2CO3: Ka1 = 4.45 x 10- , Ka2 = 4.69 x 10- ; VBC ( 3.8 amarillo – 5.4 azul) 2) Redox a) Se desea preparar una solución cuyo potencial redox (E SISTEMA) sea MENOR a 1.000 V. Para esto se propone la siguiente mezcla. Justifique si esta mezcla cumple con la condición pedida. Mezcla: en un medio acidificado a pH 2.50, se disuelven 252.8 mg de KMnO4 (PF 158.038) y 100.7 mg MnCl 2 (PF 125.846) y se adicionan 4.00 mL H 2O2 10 volúmenes; finalmente se enrasa a 0 0 50.00 mL. Datos: E (MnO4/Mn) = 1.510V; E (O2/H2O2) = 0.680V. b) Mencione al menos tres soluciones patrones usadas en volumetría Redox e indique si es spp o sps. 3) Precipitación fraccionada Se desea separar los cationes Ba 2+ y Ca 2+ mediante precipitación fraccionada usando H 2SO4 diluido como reactivo precipitante y -1 partiendo de una solución de 0.01 mol L de cada uno de los iones. Se desea que el catión que precipite primero lo haga en una proporción del 99. 9 % (es decir, que quede sin precipitar un 0.1 % de la concentración inicial) y el otro catión no precipite. Datos: -10 -5 Kps BaSO4= 1.1 x 10 Kps CaSO4= 2.4 x 10 a) ¿Qué catión precipita primero? Justifique con cálculos. b) ¿Qué concentración de agente precipitante es necesario agregar para que precipite completamente el primer ca tión? 2+ 2+ c) ¿Qué cantidad de Ca hay en la solución en el momento que finaliza la precipitación del Ba ? 4) Potenciometría Para estudiar la eliminación de calcio por orina, un paciente recoge 1.2 L de orina en un día (24 h). Se toma una alícuota de esta 2+ muestra, se la acondiciona con solución TISAB y se la analiza potenciométricamente usando una sonda combinada sensible al Ca – 6 (PA = 40.078) previamente calibrada en el rango nernstiano con dos soluciones patrones de concentraciones 1.00 ×10 y 1.00 × – 2 10 mol/L, cuyos E de celda fueron ( – 47.6) y 70.8 mV, respectivamente. El E CELDA leído para la muestra analizada fue de 59.7 mV. a) Informe la concentración de calcio en la orina respetando el SI. b) Informe el contenido total de calcio en 24 h. Para la población, los valores de referencia, se encuentran en un rango de 2.50 a 7.50 mmoles de calcio en 24 h ¿este paciente se encuentra en dicho rango? a) Esquematice detalladamente una CELDA potenciométrica y los 4 (cuatro) tipos de Membrana Líquida. 5) Cualitativa a) Dé ejemplos de las denominadas muestras blancas, grises y negras. ¿En qué se diferencian? b) Dé ejemplos de información cualitativa discriminada. c) Indique la escala de trabajo del análisis cualitativo clásico d) Un medicamento para bovinos contiene 100 g de selenio y 100 g de aluminio cada 1 Kg ¿Se podrán analizar los dos elementos mediante el análisis cualitativo clásico? Justifique su respuesta.

 




1) Primera parte a) Exprese las siguientes concentraciones de acuerdo al SI: 2+ a-1) Fe 5.5 ppm en agua de pozo (55.85) a-2) K 2Cr 2O7 0.05210 N (para utilizar en una reacción redox en medio ácido) b) Resolver la siguiente operación utilizando el número cor recto de cifras significativas: – [(0.0950 × 18.10 + 15.373)/1.53 × 10 2] + 2.37 = c) Si una sustancia tiene un 3.0 % de humedad y se efectúa la determinación de pureza obteniéndose el 83.0 % m/m en base humedad, cuál es el % de pureza en base seca. d) Indique si existen diferencias estadísticas entre un valor promedio x = 5.3 y s= 0.2 (n=5) con un valor aceptado como verdadero (µ=5.5). Datos: t (0.025, 5-1)= 2.262. Qué tipos de errores se relacionan con la exactitud y precisión. Cómo se calcula la inexactitud y la imprecisión.

2) Redox: a) Calcular el potencial del sistema una vez alcanzado el equilibrio de la solución de pH 1.00 preparada al mezclar 147.0 mg K 2Cr 2O7 (PF 294.18.), 58.2 mg CrCl 3 (PF 158.35) y 189.6 mg SnCl 2 (PF 186.62) (todas las drogas de calidad p.a.) y llevando el o 4+ 2+ o 23+ volumen final a 100.0 mL. Datos: E (Sn /Sn ) = 0.139 V y E (Cr 2O7 /Cr ) = 1.360 V. b) Si se realizara una titulación de Fe(II) con K 2Cr 2O7, indique si la curva resultará simétrica o no, y dibújela a mano alzada indicando aproximadamente donde se situaría el punto de equivalencia. Datos: Eº Cr 2O72 – /Cr(III) = 1.33 V EºFe(III)/Fe(II) = 0.77 V c) Indique que color tendrá un indicador cuyo Eº Inox/Inred = 1.2 V (oxidado: azul y reducido: amarillo) (ni = 2) y se encuentra en un sistema cuyo potencial es Es = 1.0 V.

3) Complejos: Se necesita determinar el contenido de Al 3+ en un polímero utilizado como coagulante para potabilizar agua. Con este fin se realiza un titulación indirecta por retroceso, procediéndose de la siguiente manera: se lleva a solución una masa de 20.8745 g de muestra en 500.00 mL de medio ácido. Una alícuota de 15.00 mL de esta solución se trata con 20.00 mL de una SPS de EDTA 0.2025 mol/L y se lleva a pH=8.0 con una solución reguladora, condición en la que el complejo Al-EDTA es estable. Se adiciona 2+ NET como indicador y se titula el exceso de EDTA con una SPP de Zn 0.1073 mol/L gastándose 18.26 mL para el viraje. Responder: a) Dibuje el esquema del procedimiento analítico y escriba las reacciones de titulación y de detección del punto final. b) Determine el contenido de aluminio en la muestra expresado como % (m/m) de Al2O3. c) Mencione otras maneras de realizar titulaciones complejométrica indirectas, e indique en qué caso se usa cada una dando ejemplos. d) ¿Qué es un indicador metalocrómico? ¿Qué requisitos de constantes deben cumplirse para su elección?

4) Acido-Base: a) Para la titulación del ácido malónico (H2M) 0.08976 mol/L con NaOH 0.1066 mol/L, usando una alícuota del ácido de 10.00 mL y un error ≤0.5 %, seleccione el o los indicadores más adecuado de los siguientes: naranja de metilo (3.1-4.4), púrpura de bromocresol (5.2-6.8), rojo neutro (6.8-8.0) y timolftaleína (8.3 -10.5). b) Dibuje la curva de distribución de especies ( vs. pH) del sistema correspondiente al ácido malónico (H2M), e indique las especies que componen una solución reguladora de pH = 7.0. c) Defina el concepto de Capacidad Reguladora, y calcule la Efectividad de la SR de pH = 7. Considera que dicha efectividad es buena, ¿qué criterio utiliza para tal consideración? – 3 – 6 Datos: H2M (Ka1 = 1.41 × 10 y Ka2 = 2.00 × 10 ).

Observaciones: Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada ho ja. NO USAR LAPIZ!  En caso de no responder alguna pr egunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre.  .



1) Ácido-Base Se necesitan preparar 250 mL de una solución reguladora de fosfatos con una concentración formal de 0.05 mol/L y pH = 6.50. En el laboratorio se dispone de las siguientes drogas sólidas: NaH 2PO4 (PF 119.98 - 85 % de pureza) y Na 2HPO4 (PF 141.96 - 100 % de pureza). a) Calcule la masa a pesar de cada reactivo y especifique el procedimiento que seguiría para obtener dicha solución. Datos: Ka 1= –3 –8 –13 7.11×10 ; Ka2= 6.23×10 ; Ka 3= 4.50×10 . b) Calcule la efectividad de la SR. ¿Es más efectiva frente al agregado de ácido o de base? c) Para la valoración de un ácido diprótico H 2M con NaOH, dibuje a mano alzada la curva de valoración indicando todas las especies existentes en los puntos de equivalencia, y antes y después de estos.

2) Potenciometría directa Se determinó potenciométricamente la dureza debida al calcio en una muestra de agua de río muy turbia. Para ello, se usó una 2+ – 5 – 4 – 3 sonda combinada sensible al ión Ca previamente calibrada con tres soluciones patrones 1.00×10 , 1.00×10 y 1.00×10 mol/L, cuyos E de celda resultaron – 93.3, – 63.7 y – 34.1 mV, respectivamente. El Ec leído para la muestra fue de – 41.1 mV. a) Expresar la ” dureza debido al calcio en “ppm de Ca” y en “ppm CaCO 3 ; b) Explique por qué es necesario utilizar soluciones TISAB en determinaciones potenciométrias; c) Describa en cuatro pasos el procedimiento para la determinación del pH de una solución. 2+ Datos: PA Ca = 40.078 y PF CACO 3 = 100.0869.

3) Complejometría. Para valorar por cuadruplicado (n=4) una solución de EDTA de aproximadamente 0.025 mol/L que será utilizada como SPS se 2+ evalúan dos procedimientos a) Preparación de una SPP: ¿Cómo prepararía 100.0 mL de una SPP de Mg partiendo de MgSO4.7H2O (246.48 g/mol) spp si se dispone para la titulación de una bureta de 25.00 mL y se quiere utilizar una pipeta volumétrica de 10.00 mL? Explique cálculos y procedimiento b) Titulación de masas de spp colocadas en el erlenmeyer: ¿Qué masa de spp debería pesar para hacer una titulación por pesada? ¿Qué incertidumbre relativa tendría esta pesada si utiliza una balanza analítica Ia=0.1mg? Es adecuada? c) Mencione una ventaja y una desventaja del procedimiento b respecto al a. d) Si se fija un error admisible del 0.2% en la titulación de EDTA a pH 10.0, determine los pM del entorno del punto de equivalencia que permitirán elegir un indicador y realice un esquema de la curva de titulación resultante. Datos: K fCaY = 4.89×108 ; α0EDTA (pH 10.0) = 0.36.

4) Preparación de soluciones a) Cómo prepararía 1000.0 mL de una solución patrón de Mn 2+ (PA: 54.938) de 10.0 mg/L partiendo de la droga sólida MnCl24H2O (PF: 197.8) de 99.5% de pureza. La incertidumbre relativa de la pesada (Ir) deberá ser < 0.2% (Ia=±0.1 mg/pesada). Indique cálculos, operatoria y material empleados. b) Cómo prepararía 250.0 mL de una solución auxiliar de HCl (PF: 36.46) 0.08 mol/L a partir de una solución comercial 37.2% m/m (d= 1.19). c) Convertir la concentración de una solución de KMnO 4 expresada en Título (como Fe(II)) en concentración de la misma expresada en mol/L. Realice los cálculos sobre el siguiente ejemplo: Título sol. KMnO 4 = 3.56 mg Fe(II)/mL d) Indique qué unidades se emplean según el SI, para ex presar “cantidad de sustancia” y “concentración de cantidad de sustancia”.

5) Varios a) Demuestre por qué es más conveniente realizar tres extracciones líquido-líquido con 25.0 mL cada una, en lugar de una sola de 75.0 mL, en la extracción de un compuesto X que no interacciona con el solvente y se encuentra en solución 0.1 mol/L en 100.0 mL de solución acuosa (K D = 100). b) Indique cuáles son los requerimientos de la reacción analítica para ser usada en volumetría y cuáles para gravimetría. c) Definir equivalente químico: dar un ejemplo con un compuesto químico y la reacción en la que interviene. d) Explicar los conceptos de “concentración formal” y “concentración molar” tomando como ejemplo el ácido acético (HAc). e) Describa las etapas involucradas en el PMQ (Proceso de medida química) y comente brevemente cada una de ellas. Indique cuál de estas etapas insume la mayor parte del tiempo y comente por qué.

 

Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada ho ja. NO USAR LAPIZ! En caso de no responder alguna p regunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre.



1) Titulación Redox Para analizar una muestra de agua oxigenada de 10 Volúmenes de oxígeno por permanganometría se dispone de una solución patrón secundaria (SPS) de permanganato de potasio que se preparó diluyendo 20.0 mL de una solución stock en un matraz aforado de 200.0 mL. Responda: a) ¿cuál es la concentración aproximada en eq/L de la SPS preparada si la solución stock se preparó disolviendo 7.7489 g de KMnO4 (PF=158.038) purificado en un matraz de 500.0 mL? y ¿de qué manera determinaría su concentración exacta? b) Dibuje un esquema del procedimiento utilizado en la titulación de la muestra incluyendo los reactivos necesarios. Considere la utilización de una bureta de 10.0 mL y una pipeta volumétrica de 5.00 mL. c) Determine si será necesario diluir la muestra antes de titularla y, en caso afirmativo, especifique con qué material disponible en el laboratorio haría esta dilución. d) Para la valoración analizada escriba la reacción de titulación y responda: ¿quién actúa como reductor y quién como oxidante? Justifique.

2) Complejometría y Equilibrio Heterogéneo Se titulan 10.00 mL de Co(II) 0.0505 mol/L con EDTA 0.0910 mol/L llevando a pH= 9.0 con una SR de NH 4OH/ NH4Cl donde la [NH3Libre es 1.0 mol/L. a) Dibujar un esquema del procedimiento analítico y escribir la reacción de titulación. b) ¿Cuáles son los equilibrios laterales que deben tenerse en cuenta? Escribir las reacciones. c) Verificar la cuantitatividad de la reacción de titulación -1 para un grado de avance del 99.0% . d) Demuestre si es posible realizar la titulación de cobalto usando NaOH 1.0 mol L en lugar de la SR de NH4OH/NH4Cl para llevar a pH 9.0. 16 -2 -6 Datos: Kf CoY = 2.0 x10 ; (0)EDTA, pH 9 = 5.2 x 10 ; ()Co = 5.0 x 10 ; el Co(II) forma cuatro complejos amoniacales. Kps -15 Co(OH)2= 1.3 x 10 .

3) Ácido-base Se desea valorar 10.00 mL de un ácido diprótico (H2A) aproximadamente 0.1 mol/L con KOH 0.1 mol/L. Responder: a) ¿Podrá realizarse esta titulación utilizando el primer punto de equivalencia? Justifique. b) Elegir un indicador con un error ≤ 1.0 % si utiliza el primer punto y ≤ 0.5 % si cree conveniente usar el segundo punto. c) Dibuje a mano alzada la curva de titulación (pH vs volumen de KOH agregado), cuando se titula hasta el segundo punto de equivalencia, discriminando las especies presentes en cada tramo. Datos: Ka1= 1.3 ×10 – 2 y Ka2= 5.9 × 10 – 7 – Indicadores: Amarillo de metilo: 2,9 rojo - 4,0 amarillo; Rojo de metilo: 4,2 rojo - 6,2 amarillo; Fenolftaleina: 8,0 incoloro -10,0 rosa; púrpura de cresol: 7,4 amarillo - 9,0 púrpura.

4) Varios a) Defina los siguientes términos: error sistemático, error aleatorio, rango, desviación estándar, precisión, exactitud. 5 b) Si se disuelve un mol de un ácido HA (Ka1 = 10 – ) en agua y se lleva a un litro, calcule la concentración formal (F) y la molar de cada una de las especies (M). c) Para el análisis cualitativo de aniones, describa cómo se realizan los ensayos de oxidantes, reductores, grupo 1 y grupo 2, y qué inferencia puede deducir de sus resultados. d) Explique qué significa D (relación de distribución) y K D (constante de distribución) en extracción líquido-líquido. ¿Cómo se relacionan ambos en el caso de la extracción de un ácido débil (HA)?

5) Potenciometría Se disuelven 7854.0 mg de un mineral formado por FeSO 4 (PF 151.90), Fe2(SO4)3 (PF 399.87) y otras sustancias inertes en un medio totalmente ácido (pH<2) y se enrasa a 100.00 mL. Una alícuota de 5.00 mL se titula con KMnO 4 0.006640 eq/L gastándose 5.42 mL. Otra alícuota de 2.00 mL se trata con un reactivo para reducir al Fe(III). Luego de eliminar el exceso del reactivo -3 reductor, se titula potenciométricamente con una SPP de K 2Cr 2O7 8.600×10 mol/L. En la tabla se muestra un rango en la proximidad al punto de equivalencia. Responder: a) el % (m/m) de FeSO4 y el % (m/m) de Fe2(SO4)3, b) ¿qué indicador utilizaría en la primera titulación?, c) ¿qué electrodos utilizaría en la segunda titulación? y d) explique por qué cree que es necesaria la eliminación del exceso del reactivo reductor previo a la titulación de la segunda alícuota. mL

Ec (mV)

mL

Ec (mV)

8.90

253

9.10

281

9.30

435

9.00

264

9.20

359

9.40

510

 

mL

Ec (mV)

Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada ho ja. NO USAR LAPIZ! En caso de no responder alguna pr egunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por p regunta, con nombre.


Segundo Examen Parcial 01 de diciembre de 2017

1) Equilibrio heterogéneo a) Calcular la solubilidad molar del Ag2CrO4. Demuestre el efecto que produce el pH = 7.0 y la presencia de [NH3] = 0.1 mol/L. – 12 Datos: Kps Ag2CrO4 = 1.2 × 10 ; αCrO4(pH=7.0) = 0.76 ; αAg([NH3]=0.1) = 0.23. b) Explique y fundamente (puede usar un ej emplo) cómo afecta la solubilidad el agregado de un ion común a solución en la que se tiene una sal poco soluble en equilibrio con sus iones. c) Explique en qué consiste el método de Mohr, y mencione sus características y analitos que se determinan. d) Se determina gravimétricamente Ca en 100.00 mL de una solución que se preparó disolviendo en medio ácido 0.6382 g de una muestra que lo contiene. Luego de la precipitación y tratamiento, se pesó CaCO 3 (PF = 100.089). La masa obtenida luego de la calcinación es de 0.4592 g. Calcular la cantidad de Ca presente en la muestra sólida expresándola como porcentaje (m/m) de Ca3(PO4)2 (PF = 310.174) en la muestra original.

2) Potenciometría Se analiza un sachet de solución salina fisiológica (SSF) para uso humano, constituida por 9 g NaCl /L. Para que sea aprobada para su uso por un ente controlador (ANMAT), debe contener menos de 50 mg de nitrato /L. Para realizar este control se aplica la potenciometría directa mediante un electrodo combinado de membrana sensible al ion nitrato, y se calibra en el tramo nernstiano 6 5 3 con tres soluciones patrones de nitrato de 1.00×10 – , 1.00×10 – y 1.00×10 – mol/L, cuyos potenciales resultaron 119.2, 59.5 y – 56.8 mV, respectivamente. Posteriormente, se midió el ECELDA de una alícuota de la muestra (SSF) acondicionada con TISAB resultando 2en un valor de 7.6 mV. Dato: PF (NO 3 ) = 62.0037. Responder: a) ¿La SSF cumple con la normativa? Responda justificando con el resultado numérico. b) Se debe realizar una titulación potenciométrica según un equilibrio redox (titulante una SPP de un agente oxidante y el titulado “analito” un agente reductor). Dibuje detalladamente el esquema de titulación completo y nombre los electrodos apropiados. Mencione las ventajas de la titulación potenciométrica. c) ¿Qué entiende por ionóforo? ¿Cuál es su utilidad en la construcción de electrodos sensibles a iones? Puede ayudarse con la mención de ejemplos.

3) Etapa previa del PMQ y análisis cualitativo a) Describa las características de las operaciones previas y explique por qué tienen gran influencia en los errores cometidos en el laboratorio. b) Indique los tipos de tratamiento de la muestra más frecuentes que se realizan en el laboratorio antes de la medición determinativa. c) Defina sensibilidad y selectividad y explique qué puede hacer en el laboratorio para mejorar ambas propiedades. d) Para extraer y preconcentrar ácido láctico (Ka=1.38 10 -4) se dispone de dos tipos de sorbentes: de intercambio aniónico e intercambio catiónico ¿Cuál emplearía? ¿Por qué? e) Cualitativa: 1. ¿En qué se basa el análisis cualitativo clásico y por otro lado el análisis cualitativo instrumental? 2. ¿Por qué es importante tener en cuenta en qué orden de concentración se sospecha la presencia del analito? ¿Cuál es la escala de trabajo en la cual puede realizarse el análisis cualitativo clásico? 3. ¿Con qué tipos de muestras en función de la complejidad del análisis, nos podemos enfrentar? De ejemplos.

4) Redox Se preparan 200.0 mL de una solución en medio ácido (pH=1) mezclando 25.0 mL de K 2Cr 2O7 0.0100 mol/L, 68.7 mg de CrCl 3 (85.0% de pureza) y 72.5 mg de SnCl 2. a) Escriba la reacción redox involucrada cuando el sistema evoluciona espontáneamente. b) Calcule el potencial del sistema una vez logrado el equilibrio. c) Defina “condición de equilibrio”. ¿Cómo serán los valores de potencial de cada una de las semirreacciones una vez alcanzado el equilibrio? o o Datos: E Cr(VI)/Cr(III) = 1.330 V; E Sn(IV)/Sn(II)= 0.140 V; PFK2Cr2O7=294.185; PFCrCl3=158.3551; PFSnCl2= 183.60

Observaciones: Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada ho ja. NO USAR LAPIZ! En caso de no responder alguna pr egunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre. .  



Un operador prepara dos soluciones, una 0.100 mol/L de ácido fosfórico (PF: 97.97) y otra 0.100 mol/L de citrato disódico (Na2HC6H5O7 - PF: 236.06) (100.00 mL de cada una). Por descuido mezcla sus envases aun sin ser rotulados. Para solucionar este problema con una cinta indicadora de pH determina que el contenido del envase A es más ácido que el del envase B. a) ¿Qué pH tendría cada solución preparada?; b) ¿Qué solución contiene cada envase (el A y el B)? c) Indique el pH resultante de mezclar la solución A con 25.00 mL de NaOH 0.100 mol/L. d) Para la valoración de un ácido diprótico H 2M con NaOH, dibuje a mano alzada la curva de valoración indicando todas las especies existentes en los puntos de equivalencia, y antes y después de estos. -3 -8 -13 -4 -5 Datos: Ácido fosfórico K a1 = 7.25.10 ; K a2 = 6.31.10 ¸ K a3 = 3.98.10 ; Ácido cítrico K a1 = 7.41.10 ; K a2 = 1.74.10 ¸ K a3 = -7 3.98.10 . 1) Acido-base:

Se desea determinar CaCO 3 (100.088) en una muestra sólida que tiene otras sustancias inertes. Para ello se pesa una cantidad de muestra, se solubiliza y se enrasa a 250.00 mL. Se toma una alícuota de 10.00 mL y se titula con una SPS de EDTA 0.05302 mol/L, repitiendo la operación 6 veces. a) Calcular el % (m/m) de CaCO 3 y expresar correctamente el resultado. b) Si se sabe que el valor convencionalmente aceptado como verdadero es de 82.0 % m/m ¿es aceptable el resultado si se espera que la imprecisión y la inexactitud no superen el 1 y 2%, respectivamente? 2) Tratamiento de datos.

Peso muestra (g)

Vol. EDTA (mL)

3.4964 3.0128 3.5015 3.4832 3.3567 3.0056

20.46 18.56 21.20 20.78 19.36 16.98

n

Q0.90

(n-1)

t 0.95

Material

Ia

3 4 5 6

0.94 0.76 0.64 0.56

2 3 4 5

4.30 3.18 2.78 2.57

Matraz Balanza Bureta Volpipeta

±0.12 mL ±0.1 mg/pesada ±0.03 mL/lectura ±0.02 mL

Se pesa y disuelven 351.9 mg de NH 4Fe(SO4)2 (de pureza igual a 85.00 % m/m BS y PF 266.0087) en 20.00 mL y se someten a un procedimiento de reducción (Fe 3+  Fe2+). Como agente reductor se utiliza una solución 0.03547 mol/L de SnCl 2 (PF 189.616). a) Escriba la reacción Redox involucrada. b) Informe los pesos equivalentes de ambas sales. c) ¿Qué volumen de solución de SnCl 2 serán necesarios adicionar, teniendo en cuenta un exceso del 10% para lograr la reducción completa? d) Además del SnCl2 se dispone de otros dos agentes reductores, el cinc metálico (Zn 0) y H 2O2 ¿Cuál elegiría para realizar la reducción (Fe 3+ 2+ 0  Fe )? y mencione al menos tres factores qué tendría en cuenta para la selección del reactivo más indicado? Datos: E (Fe3+/Fe2+) = 0.77V; E0 (Sn4+/Sn2+) = 0.15V; E 0 (Zn0/Zn2+) = -0.76V y Eº (O 2/H2O2) = 0.68V 3) Redox.

4) Complejometría.

Para valorar por cuadruplicado (n=4) una solución de EDTA de aproximadamente 0.025 mol/L que será utilizada como SPS se evalúan dos procedimientos a) Preparación de una SPP: ¿Cómo prepararía 100.0 mL de una SPP de Mg 2+ partiendo de MgSO4.7H2O (246.48 g/mol) spp si se dispone para la titulación de una bureta de 25.00 mL y se quiere utilizar una pipeta volumétrica de 10.00 mL? Explique cálculos y procedimiento b) Titulación de masas de spp colocadas en el erlenmeyer: ¿Qué masa de spp debería pesar para hacer una titulación por pesada? ¿Qué incertidumbre relativa tendría esta pesada si utiliza una balanza analítica Ia=0.1mg? ¿Es adecuada? c) Mencione una ventaja y una desventaja del procedimiento b respecto al a. d) Si se fija un error admisible del 0.2% en la titulación de EDTA a pH 10.0, determine los pM del entorno del punto de equivalencia que permitirán elegir un indicador y realice un esquema de la curva de titulación resultante. Datos: K fMgY = 4.89×108 ; α0EDTA (pH 10.0) = 0.36. 5) Varios a) Cualitativa: a1) Indique

para qué y cómo prepara la muestra para el análisis de aniones. a2) Indique en que consiste un ensayo preliminar y que conclusiones puede sacar si el mismo da positivo o negativo. a3) Indique en que se basa la separación del grupo 4 de cationes (Pb(II), Sr(II), Ba(II) y Ca(II)). b) Indique cuáles son los factores que modifican la solubilidad de un precipitado. 2+ c) Se dispone de una solución de K 2Cr 2O7 0.0100 mol/L. Expresar la concentración de este reactivo en: eq/L y en Título en Ba (137.327) para la siguiente reacción: Cr 2O7 2- + 2Ba2+ + 2OH- …….2BaCrO4(s) + H 2O d) Explicar los conceptos de “concentración formal” y “concentración molar” , y tomando como ejemplo un ácido hipotético H 2A (1.0 g/L; PF= 100; Ka 1 = 10 – 2 y Ka2 = 10 – 5 ). Calcule ambas. e) Describa las etapas involucradas en el PMQ (Proceso de medida química) y comente brevemente cada una de ellas. Indique cuál de estas etapas insume la mayor parte del tiempo y comente por qué.  




1) Varios a) Demuestre por qué es más conveniente realizar tres extracciones líquido-líquido de 25.0 mL cada una (de solvente orgánico), en lugar de una sola de 75.0 mL, en la extracción de un compuesto X que se encuentra en 100.0 mL de solución acuosa de concentración 0.1 mol/L (K D = 100). b) ¿Cuáles son los requerimientos de la reacción analítica para ser usada en volumetría y cuáles para gravimetría? c) ¿Qué función cumple la presencia de un electrolito fuerte en alta concentración en una TISAB? d) ¿Qué debería tener en cuenta un analista antes de decidir si aplicar un análisis cualitativo Clásico o Instrumental?

2) Preparación de soluciones y SI 2.1. Expresar las siguientes concentraciones de acuerdo al Sistema Internacional de unidades: a) 0.09812 N MnO4 – en medio ácido (cuando participa en una reacción redox MnO 4 – /Mn2+) + b) 3.50 ppm de K (39.098) en una solución patrón. 2.2. Explicar el modo de preparación, con cálculos, operatoria, calidad de droga, y material empleado de 250.00 mL de una solución de KMnO4 que oxide en medio ácido a 3.7950 g de FeSO4 (151.8), partiendo de KMnO 4 (158.04) sólido. 2.3. Definir equivalente químico: dar un ejemplo con un compuesto químico y la reacción en la que interviene. 2.4. Explicar cómo se prepara una solución de trabajo a partir de otra más concentrada. Explicar el concepto de dilución describiendo las fórmulas matemáticas utilizadas. 2.5. Explicar los conceptos de “concentración formal” y “concentración molar” tomando como ejemplo el ácido acético (HAc).

3) Redox Se mezclan 50 mL de KMnO 4 0.010 mol/L, 184.9 mg de FeSO 4 de 98.6 % m/m de pureza y 10 mmol de MnSO 4 disueltos en HCL diluido. El volumen final es de 100.0 mL y el pH = 1.00 a) Si ocurre alguna reacción descríbala y calcule su Keq . b) Calcule el potencial del sistema una vez logrado el equilibr io. c) Defina el potencial normal o estándar de electrodo y el potencial formal. EoFe3+/ Fe2+ = 0.771 V; EoMnO4-/Mn2+ = 1.507 V; PF FeSO 4 = 151.91; PFMnSO4 = 151.00

4) Ácido-Base: Se desea preparar 100 mL de una solución reguladora de concentración formal 0.08 mol/L y de pH = 7.55. En el laboratorio se cuenta con los siguientes reactivos: Na 2HPO4 (p.a s/la norma internacional ACS), Na3PO4 (p.a s/ACS), borato de sodio (p.a s/ACS) – 3 – 8 – 13 – 10 y HCl 0.2 mol/L. Datos: H3PO 4 Ka1= 7.11×10 ; Ka2= 6.32 ×10 , Ka3= 4.5×10 ; ácido bórico Ka1= 5.81×10 , PF: Na3PO4 =163.94; Na2HPO4 = 141.053; borato de sodio = 381.4 Responder: a) ¿Cómo prepararía la solución reguladora? b) Si se debe utilizar esta SR para mantener el pH por encima de 7.00, ¿serán suficientes 5.0 mL de la SR para cumplir este objetivo teniendo en cuenta que se quiere acondicionar una solución de 50.0 mL que contiene 0.090 mmoles de H +?

5) Potenciometría Un fertilizante que contiene nitrato de amonio y otras sustancias inertes, se somete al siguiente análisis: se prepara una solución disolviendo 0.4696 g de muestra en agua y enrasando a 250.00 mL. Luego, una alícuota de esta solución se acondiciona con solución TIBAB y se trasvasa a una celda potenciométrica que contiene un electrodo de referencia (Ag/AgCl ss KCl) y un electrodo sensible al ión NH 4+ (ISE para NH4+). Posteriormente se mide el potencial de celda (Ec), que resultó igual a – 33.7 mV. – 1 – 3 – 6 Durante la calibración previa se usaron tres calibradores de concentraciones igual a 1.00×10 , 1.00×10 y 1.00×10 mol/L, cuyos Ec resultaron igual a: 6.0, – 113.4 y – 292.5 mV, respectivamente. Datos: PF NH4NO3 = 80.01 y PA N = 14.007. a) Calcular y expresar la pureza del fertilizante como % NH 4 NO3 (m/m) y cómo % N total (m/m). b) Mencione cómo debería estar constituida la membrana del ISE par a NH4+ c) Dibuje, en DETALLE y NOMBRANDO todos los componentes, una celda potenciométrica que utilice un electrodo de membrana ISE.



1) Tratamiento de datos

Se realiza una titulación para analizar Ca en una muestra de un mineral. Para tal fin se pesan 1.6880 (±0.0002) g de muestra, se disuelven y llevan a volumen final de 200.00 (±0.08) mL. Para realizar la titulación se tomaron cuatro alícuotas de 30.00 (±0.05) mL de la solución de muestra, para las que se gastaron 23.88, 23.62, 23.68 y 23.90 (±0.028) mL de EDTA 0.1012 (±0.0006) mol/L, respectivamente. Calcular la pureza en g% (m/m) de CaCO 3 [PF = 100.091 (±0.003)] en la muestra, utilizando el número correcto de cifras significativas. Datos: Q(0.95)(para n=3 y 4): 0.97 y 0.829, respectivamente. Grados de lib. Grados de lib. Grados de lib. Grados de lib. t (p =0.05) t (p =0.05) t (p =0.05) t (p =0.05) 3 3.18 5 2.57 7 2.36 9 2.26 4 2.78 6 2.45 8 2.31 10 2.23 2) Varios

a) Exprese las siguientes concentraciones de acuerdo al SI: a-1) Mg2+ 10.5 ppm en agua de pozo (PF 24.305) a-2) H3PO4 0.2331 N (para utilizar en una reacción de titulación del ácido con NaOH hasta el segundo punto de equivalencia). a-3) Ciprofloxacina 0.0000000032 mol/L. b) En el laboratorio se determinó el % de humedad de una piedra caliza por el método de pérdida de agua por secado obteniéndose un valor de 2.5 %. Por otro lado, se tituló el calcio por complejometría, obteniéndose el 78.2 % m/m (BH) de CaCO 3 en la muestra. Informar el % (m/m) en base seca (BS) del CaCO 3 en la muestra. c) Indique si existen diferencias estadísticas entre un V.U.A.V µ= 4.03 y un promedio de diez mediciones igual a 4.51 (s= 0.25; n=10). Datos de distribución t student (usar del problema anterior). ¿Qué tipos de errores se relacionan con la exactitud? ¿Cómo se calcula la imprecisión? d) ¿Qué es la química analítica? Comente qué son el PAT (proceso analítico total) y el PMQ (proceso de medida químico). Mencione algún ejemplo en cada una de las etapas del PMQ. 3) Complejos: a) Decidir si alguno de los indicadores listados al final resultan adecuados (con un error ≤ 0.5%) para la titulación de Ca 2+ (10.00 mL de solución 0.1100 mol/L) con una solución de EDTA 0.1244 mol/L, a pH = 10.0, sabiendo que la reacción es cuantitativa. Datos: Kf YCa = 5.0×10 10;  EDTA=0.36. Indicadores: CALCON (  CAL=3.2×10 – 3; Kf CAL-Ca = 2×105); CALMAGITA ( CMG=4.0×10 – 3; Kf CMG-Ca = 1.3×10 6); NET ( NET=1×10 – 3; Kf NET-Ca = 2.5×10 5) 4) Acido-Base:

Se necesita preparar 500.0 mL de una solución reguladora de concentración formal 0.25 mol/L, que regule el pH a 5.0, y se cuenta con los siguientes reactivos sólidos: NaH 2PO4 (p.a.)(PF 119.034), Na 2HPO4 (p.a.) (PF 141.053) y soluciones de H 2M 1.0 mol/L, HCl 2.0 mol/L y NaOH 2.0 mol/L. Datos de constantes de acidez: H 3PO4 (Ka1 = 7.11 × 10 – 3; Ka2 = 6.32 × 10 – 8; Ka3 = 4.5 × 10 – 13) y H2M (Ka1 = 3.48 × 10 – 4, Ka2 = 8.00 × 10 – 6). a) Mencione qué reactivos son los más adecuados para la preparación y cómo la prepararía (calcule cantidades necesarias e indique procedimiento). b) Defina la capacidad reguladora. 5) Equilibrio

a) En las siguientes titulaciones volumétricas, escriba las reacciones involucradas y evalúe la cuantitatividad considerando una concentración inicial de 0.1 mol/L y un grado de avance de la reacción del 99.9%. a.1) Ácido débil (HA) con Base Fuerte (OH – ) (Ka = 10 – 8) a.2) Zn(II) con EDTA a pH = 10.0 y [NH 3]=0.1 mol/L (Kf YZn = 3.16 ×10 16, α0 = 0.36, αZn = 1.79 ×10 – 5). b) Mencione los requisitos que debe cumplir una reacción para ser utilizada en volumetría y comente cada uno de ellos. c) Indique los requisitos que debe cumplir una sustancia para ser considerada patrón primario. Mencione al menos una spp y una sps para alguna de las volumetría estudiadas. d) Mencione un ejemplo de titulación indirecta y comente por qué se debe recurrir a esta modalidad.

Observaciones: Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada ho ja. NO USAR LAPIZ!  En caso de no responder alguna pr egunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre.  .


Examen Final ¿ de febrero de 2018

1) Acido Base-Solución Reguladora Se necesita preparar 250.0 mL de una solución reguladora de ácido malónico (H 2M, PF: 104.06) de CF = 200 mM y de pH= 5.50. Para ello dispone en el laboratorio del ácido en estado sólido con una pureza de 90.8% m/m en BH, y de NaOH 1.00 mol/L. a) ¿Qué masa de ácido deberá pesar? b) Dibuje a mano alzada el diagrama de distribución de especies para el ácido y ubique la solución preparada. c) ¿Qué volumen de solución de NaOH debería emplear? d) ¿De qué manera verifica que la solución tenga el pH requerido? Datos: pKa1= 2.83, pKa2=5.69. 2) Preparación de soluciones 2+ a) Exprese las siguientes concentraciones de acuerdo al SI: a1)Mg 44.2 ppm en agua de efluentes (PA=24.305); a2) KMnO 4 0.2400 2+ N (para utilizar en una reacción redox en medio ácido: M nO4 /Mn ). b) Indique el número de cifras significativas de las siguientes magnitudes medidas y redondee a dos, expresando como lo indica el SI en el uso de múltiplos y submúltiplos de unidades: b1) 3.91 10-5 mL; b2) 6000.88 µL; b3) 0.0003542 g; b4) 0.0485 L c) Indique cómo prepararía 1000.00 mL de una solución patrón de K + (PA=39.098) de 35.0 mg/L partiendo de la droga sólida KCl (PF=74.55) de 96.5% (m/m) de pureza. La incertidumbre relativa de la pesada es Ir < 0.15% (Ia=±0.1 mg/pesada; se realizan dos pesadas, tarado y pesada final). Indique cálculos, operatoria, calidad de droga empleada y material empleado. 3) Potenciometría Se dispone de una solución salina que contiene CaCl 2 (PF 110.986) y sustancias inertes. Para poder determinar la concentración de Ca se realizó una titulación potenciométrica. Para ello, una alícuota de 10.00 mL se tituló (a pH 12.00) con una SPS de EDTA sódico 2+ 0.02134 mol/L usando un electrodo sensible al Ca . La tabla siguiente muestra los volúmenes de titulante (mL) vs. Ec (mV) en la cercanía del punto de equivalencia. Responder: EDTA Ec a) Escribir la ecuación química de la reacción titulación. (mL) (mV) b) Calcular la concentración de la sal expresada en g/L. 7.60 329 c) Dibuje una sonda o electrodo combinado sensible a los protones. Indique y nombre cada uno 7.70 335 de sus componentes. 7.80 412 d) ¿Qué entiende por error alcalino? 7.90 443 8.00 461 8.10 478

4) Redox Se dispone de una sal de SnCl 2 cuyo rótulo indica 88% m/m en BS. Responder: a) Calcule la masa de SnCl2 que debería pesar y disolver en 100.0 mL de un medio fuertemente ácido (pH=1), para titular alícuotas de 10.0 mL utilizando una bureta de 25.00 mL enrasada con una SPP de K 2Cr 2O7 de concentración (0.0150  0.0002) eq/L. b) Escriba la reacción redox involucrada en la titulación. c) Aceptando un error de  0.5%, calcule el potencial del sistema antes y después del punto de equivalencia considerando que la concentración de la solución muestra de SnCl 2 es de 0.030 eq/L, y seleccione un indicador apropiado entre: DAS (E transición = 0.85V) y o o nitroferroína (Etransición= 1.31V). Datos: E Cr(VI)/Cr(III) = 1.330 V; E Sn(IV)/Sn(II)= 0.140 V; PFK2Cr2O7=294.185; PFSnCl2= 183.60 5) Varios a) Análisis Cualitativo: a1) ¿Cuáles son los ensayos necesarios en el análisis cualitativo clásico para inferir acerca de la presencia de un analito en una muestra? a2) Mencione qué se debe tener en cuenta para la elección entre la aplicación del Análisis Cualitativo o Instrumental. b) Equilibrio heterogéneo: b1) Explique en qué consiste el método de Fajans, y mencione sus características y los analit os que se determinan. b2) Calcular la solubilidad del CaC 2O4. Comparar con la solubilidad condicionada a pH = 4. Datos: Kps= 1.3 × 10 -8; C2O4 = 0.35. c) Etapa previa del PMQ: c1) Describa las características de las operaciones previas y explique por qué tienen gran influencia en los errores cometidos en el laboratorio. c2) Indique los tipos de tratamiento de la muestra más frecuentes que se realizan en el laboratorio antes de la medición determinativa. c3) Defina sensibilidad y selectividad y explique qué puede hacer en el laboratorio para mejorar ambas propiedades.  



Examen Final 18 de agosto de 2017

1) Potenciometría Se debe analizar un gel desinfectante para conocer su contenido de peróxido de hidrogeno. Para tal fin se pesan 250.7 mg del gel, se trasvasan a una celda potenciométrica, se acidifican y adiciona suficiente cantidad de agua para que queden sumergidos los electrodos de referencia e indicador (conectados a un potenciómetro). Luego se comienza la titulación usando una SPS 0.01062 mmol/mL de KMnO4. La tabla muestra un rango de volúmenes gastados en la proximidad del punto de equivalencia. Indique: a) las ecuaciones químicas involucradas en la titulación, b) los ml Ec ml Ec ml Ec nombres de los electrodos que utilizaría para la (KMnO4) (mV) (KMnO4) (mV) (KMnO4) (mV) titulación, justificando su elección, c) el concepto de 2.00 135 8.00 255 8.60 435 volúmenes de oxígeno, y d) la concentración de 4.00 165 8.20 265 8.80 475 H2O2 expresada en volúmenes de O 2/g de gel. 6.00 200 8.40 289 9.00 497 0

2+

0

Datos: E (MnO4/Mn ) = 1.507 V; E (O2/H2O2) = 0.695 V; PF (H 2O2) = 34.0147 y PF (KMO 4) = 158.038

2) Preparación de soluciones a) Indique cómo prepararía 200.0 mL de una solución auxiliar de H 2SO4 (PF= 98.066) 0.07 mol/L a partir de una solución comercial 22.3% (m/m) (=1.15). Indique cálculos, operatoria, calidad de droga empleada y material empleado. 2+ b) Exprese las siguientes concentraciones de acuerdo al SI: c1) Mg 38.2 ppm en agua de efluentes (PA=24.305); c2) K 2Cr 2O7 0.5879 N (para utilizar en una reacción redox en medio ácido).

3) Ácido base En la construcción de la curva de titulación y elección de un indicador para la valoración de 20.00 mL de un ácido diprótico H 2A (Ka1 -2 -7 = 3.0 × 10 y Ka2 = 7.0 ×10 ) de concentración 0.05 PF/L con NaOH 0.1000 mol/L, considerando un error en la elección del indicador de ±1%. a) Justifique si es posible utilizar ambos saltos. b) Calcule las constantes de equilibrio de ambos puntos y la cuantitatividad para el pr imer punto (con un 99.9 % d e avance). c) Calcule los valores de pH correspondientes a los siguientes volúmenes de NaOH agregados: c1) inicial (V agregado=0.0 mL); y c2) volúmenes de punto final (antes y después del punto de equivalencia) para el segundo salto de la titulación. d) Dibuje la curva de titulación (considere los siguientes valores para el primer salto: 3.52-5.20) y ubique los siguientes indicadores comentando cuál se puede utilizar: azul de timol (AT): 2.2-2.8; naranja de metilo (NM): 3.1-4.4; rojo de metilo (RM): 4.8-6.0; rojo de fenol (RF): 6.4-8.0; fenolftaleína (F): 8.0-9.6 y nitramina (N): 10.8-13.0.

4) Tratamiento de datos Una muestra de SnCl 2 (189.6154) es analizada para conocer su pureza. La preparación de la muestra se realizó de la siguiente manera: se pesaron 7.9756 g de muestra, se disolvió en ácido y se enrasó a 1000.00 mL con agua destilada. Luego se tomaron 6 alícuotas de 50.00 mL y se valoraron con una solución patrón de Fe(III) 0.1308±0.0002 mol/L, y se gastaron los siguientes volúmenes (mL): 30.46; 28.56; 31.20; 30.78; 31.10 y 30.70. a) Calcular la pureza con su intervalo de confianza b) Definir exactitud y precisión. Relacione ambas definiciones con los tipos de error es cometidos en el laboratorio. c) Considerando que el Valor Universalmente Aceptado como Verdadero (V.U.A.V) de pureza para la muestra es 92.6 %(m/m), aplicar un test estadístico de comparación de ese V.U.A.V. con el promedio obtenido en este análisis y concluir sobre la exactitud de este procedimiento. Datos: Reacción de titulación: 2Fe 3+ + Sn2+ → 2Fe2+ + Sn4+ n

Q0.90

ʋ (n-1)

t 0.95

Material

I a

Material

I a

4

0.76

3

3.18

Balanza

±0.10 mg/lectura

Matraz 1000 mL

±0.30 mL

5

0.64

4

2.78

Bureta

±0.02 mL/lectura

6

0.56

5

2.57

Pipeta 50.00 mL

±0.01 mL/lectura

5) Varios a) Explique los cinco requisitos que se deberían tener en cuenta en la preparación de la muestra. b) ¿Cómo se define la sensibilidad de una reacción cualitativa? ¿Con que parámetros se la puede cuantificar? c) Para una solución reguladora defina los términos ‘capacidad ’ y ‘efectividad’. d) Explique algunas razones para la utilización de las titulaciones ácido-base en disolventes no acuosos.

 




1) Acido-base. Se disuelven 2.3992 g de NaH2PO4 (PF = 119.96) en agua destilada, se agregan 20.00 mL de NaOH 0.5000 mol/L y se lleva a un volumen final de 200 mL. a) Calcular la concentración formal de la solución y su pH. b) Calcular la masa de Na 2HPO4 (PF = 141.95) que se necesitaría agregar a los 2.3992 g de NaH 2PO4 para llegar al mismo pH que se llegó con el NaOH. c) Calcular la – 3 concentración formal que se obtendría en este último caso considerando un volumen final de 200.00 mL. Datos: K a1 = 7.11 × 10 ; – 8 – 13 K a2 = 6.32 × 10 y K a3 = 7.10 × 10 . 2) Potenciometria Se titulan 50.00 mL de una solución de un ácido monoprótico débil (AH) con NaOH 0.0981mol/L. La titulación se siguió con electrodo de membrana de vidrio y un ESC (electrodo de calomelanos saturado) de referencia. La tabla muestra los datos cercanos al punto de equivalencia, obtenidos durante la titulación. a) Dibujar la celda electroquímica utilizada. b) Escriba la ecuación química involucrada en la titulación y esquematice la curva de titulación. c) El valor de pH estimado en el punto de equivalencia. d) La concentración del ácido monobásico HA a partir de los datos de la titulación. e) ¿Con qué finalidad se utiliza la solución TISAB en el análisis potenciométrico directo? Justifique y de un ejemplo de ella. 3) Redox a) Calcule el potencial del sistema en la siguiente mezcla: 147.0 mg de K 2Cr 2O7 (PF=294.18), 105.6 mg de CrCl3 (PF=158.35) y 331.8 mg SnCl2 (PF=189.6) son solubilizados a pH 1.0 y llevados a un volumen final de 50.0 mL. Calcule el potencial que se obtendría si a la mezcla anterior se le agregan otros 147.0 mg de K 2Cr 2O7 (considerar que el volumen final de 50.0 mL no se 0 0 modifica) Datos: E Cr(VI)/Cr(III) = 1.360 V, E Sn(IV)/Sn(II) = 0.139 V. b) Mencione dos reacciones de titulación con curva simétrica y asimétrica, respectivamente. c) Explique qué criterio se sigue para la elección de un indicador de color redox verdadero. 4) solubilidad condicionada – 27 Calcular las solubilidades del CdS en las siguientes situaciones y saque conclusiones. Datos: Kps CdS = 5 x 10 ; constantes de -8 – 15 acidez del H2S: Ka1 = 9 × 10 ; Ka2 = 1.1 × 10 . a) pH = 1.0 +2 b) pH = 1.0 y con el agregado de Cd 0.1 mol/L. 5) Varios a) Cualitativa: a1) Indique cómo prepara la muestra para el análisis de cationes. a2) Indique en que consiste el ensayo preliminar de grupo 2 de aniones y que conclusiones puede sacar si el mismo da positivo. b) Sensibilidad: Una reacción analítica tiene un DL = 1/50 000 g/mL y un LI = 80 μg. A partir de una solución original se practican diluciones al 1/10. La reacción da negativa en la cuarta dilución. Se pregunta: b1) Volumen con el que se determinó DL. b2) Concentración en g % (m/v) de la solución original. b3) Defina ensayo en blanco, ensayo testigo, ensayo control y ensayo con la muestra. Ejemplifique c) Indique analitos, titulante y condiciones para el método de Mohor. d) Se desea determinar CaCO 3 (100.088) en una muestra sólida que tiene otras sustancias inertes. Para ello se pesa una cantidad de muestra, se solubiliza y se enrasa a 250.00 mL. Se toma una alícuota de 10.00 mL y se titula con una SPS de EDTA 0.05302 mol/L, repitiendo la operación (pesar y disolver) 6 veces. Calcular el % (m/m) de CaCO 3 y expresar correctamente el resultado. Datos: Peso muestra Vol. EDTA (g) (mL) Q0.90 t 0.95 n (n-1) Material Ia 3.4964 20.46

3.0128

18.56

3

0.94

2

4.30

Matraz

±0.12 mL

3.5015

21.20

4

0.76

3

3.18

Balanza

±0.1 mg/pesada

3.4832

20.78

5

0.64

4

2.78

Bureta

±0.03 mL/lectura

3.3567

19.36

6

0.56

5

2.57

Volpipeta

±0.02 mL

3.0056

16.98

% m / m Vg (mL) x M EDTA (mmol L 1) x PFCaCO3 (mg mmol 1) x 

 





Vol sol (mL) 100 x Volalicuota (mL) mmuestra (mg)



Examen Final 23 de febrero de 2018

1) Acido Base Se necesita preparar 500.0 mL de una solución reguladora de fosfato de CF =100 mM y pH= 7.40. Se dispone en el laboratorio de soluciones de H3PO4 85 % (m/m) (densidad de solución= 1.689 g/mL, PF H3PO4 =97.995 g/ mol), de NaOH 1.00 mol/L y HCl 1.00 mol/L. Responder: a) ¿Qué volumen de ácido fosfórico necesita para preparar la SR? b) Dibuje a mano alzada el diagrama de distribución de especies para el ácido, ubique la SR e indique las especies involucradas. c) ¿Qué volumen de solución de HCl o NaOH, según corresponda, debería emplear? d) Se dispone de otra SR de fosfato de igual CF (100mM) pero de pH = 10.7. ¿Qué solución reguladora es más efectiva? Justifique numéricamente. Datos: pKa1= 2.14, pKa2=7.19, pKa3=12.34 2) Preparación de soluciones a) Indique el número de cifras significativas de las siguientes magnitudes medidas y redondee a dos, expresando como lo indica el SI en el uso de múltiplos y submúltiplos de unidades: a1) 4.287 10 – 5 L; a2) 702.852 mg; a3) 0.000012582 mL; b4) 0.00158 g b) Exprese las siguientes concentraciones de acuerdo al SI: b1) F – 25.8 ppm en agua de efluente (PA = 18.998); b2) K 2Cr 2O7 0.5879 N (para utilizar en una reacción redox en medio ácido: Cr 2O72-/Cr 3+) c) ¿Cómo prepararía, explicitando cálculos, operatoria, calidad de droga utilizada y material empleado, la siguiente solución? 1000.00 mL de una solución patrón de Al 3+ de 6.0 μg /mL a partir de Al2(SO4)3.12H2O (474.38). La incertidumbre relativa de la pesada debe ser menor a 0.17% (Ia=0.1% mg/pesada; se realizan dos pesadas, tarado y pesada final). 3 Potenciometría Directa y Sensibilidad Se desea determinar la concentración de cianuro (PF: 26.0178) en una muestra de agua natural recogida cerca de la explotación de oro por una minería. Para tal fin, - se calibraron previamente dos electrodos combinados (I y II) de membrana sensible al CN mediante ensayos independientes usando tres soluciones testigos 1.00×10 -4, 1.00×10-5 y 1.00×10-6 mol/L (en ambas calibraciones). Las ecuaciones de regresión resultantes fueron para (I): E CELDA [mV] = 25 mV – 58.9 mV log [CN-] y para (II): ECELDA [mV] = 35 mV – 48.9 mV log [CN ]. Posteriormente se obtuvieron los E CELDA MUESTRA para la muestra acondicionada con la solución TISAB leídos con ambos electrodos en ensayos idependientes, resultando los siguientes valores: E CELDA MUESTRA (I) = 201.7 mV y ECELDA MUESTRA (II) = 175.9 mV. a) ¿Cuál de los dos electrodos combinados elegiría para informar el resultado? Fundamente. b) Expresar la concentración de CN en (mol/L) y en (ppm) usando el electrodo combinado seleccionado. c) Grafique el Límite de Detección y el Límite de Cuantificación Superior para una determinación potenciométrica directa de un CATION DIVALENTE, según la IUPAQ. ¿Qué entiende por comportamiento nernstiano? d) Si se analizara la muestra de agua con una reacción de identificación del cianuro con un pD L = 5.5 ¿Cómo resultaría el ensayo?

4) Redox a) Calcular el potencial una vez logrado el equilibrio cuando se mezclan: 50.0 mL de KMnO 4 0.0100 mol/L, 200.4 mg de SnCl 2 con un 97.0 % m/m de pureza, disueltos en H 2SO4 diluido y 1.0 mmol de MnCl 2. El volumen final es de 100.0 mL y el pH igual a 0.0. b) Calcular el potencial una vez logrado el equilibrio cuando al sistema anterior se le agregan 200.4 mg más del mismo SnCl 2. c) Defina volúmenes de O 2. Expresar la concentración molar de una solución de H 2O2 usada en una peluquería cuyo rótulo dice: 20.0 vol O2. Datos: o + + o + E Sn4 / Sn2 = 0.139 V; E MnO4 /Mn2 = 1.507 V; PF SnCl: 189.614 5) Varios a) Defina los siguientes términos: error sistemático, error aleatorio, rango, desviación estándar, precisión, exactitud. – 5 b) Si se disuelve un mol de un ácido HA (Ka 1 = 10 ) en un litro agua, calcule la concentración formal y la molar de cada una de las especies. c) Explique qué significa D (relación de distribución) y K D (constante de distribución) en extracción líquido-líquido. ¿Cómo se relacionan ambas en el caso de la extracción de un ácido débil (HA)? d) Explique en qué consiste el método de Mohr y qué compuestos permite medir.

 



Examen Final 24 de abril 2015

1) Ácido base. Se necesita preparar una solución reguladora (SR) de pH = 10.00, y se dispone de las drogas sólidas ácido maleico (PF: 116.10, Ka1=1.310-2, Ka2=5.910-7), acetato de sodio (PF: 82.03, Ka=1.75 10-5) y carbonato de sodio (PF: 105.988 , -7 -11 Ka1=4.4510 , Ka2= 5.6110 ). a) ¿Cuál de estas drogas utilizaría para prepararla? Justifique y mencione el par ácido-base involucrado. b) Empleando la droga seleccionada, realice los cálculos necesarios para preparar 100.0 mL de la SR con concentración formal 0.050 mol/L, teniendo en cuenta que se dispone de una SPS de NaOH (0.200±0.007) mol/L y una SPS de HCl (0.200±0.005) mol/L. c) Calcule la efectividad de la SR preparada.

2) Potenciometría. Un ácido orgánico sólido es usado como acidificante alimentario. Para evaluar su pureza expresada % (m/m) de ácido tartárico (simbólicamente TH 2) se pesa una masa de 550.0 mg, se disuelve y enrasa con agua destilada hasta 250.00 mL para obtener la Solución A. Se toma una alícuota de 20.00 mL y se titula potenciométricamente con una SPS de NaOH 0.04567 eq/L. La tabla muestra el Ecelda (mV) vs. (mL) de SPS de NaOH en el entorno del 2º punto de equivalencia. a) Responder : mL mV mL mV mL mV mL mV mL mV mL mV Expresar la pureza g 9.25 463 9.30 464 9.35 487 9.40 561 9.45 579 9.50 583 (TH2) % (m/m); b) De acuerdo al Código Alimentario, este valor debe estar comprendido entre el 95-105% ¿Se cumple este requisito? c) ¿Qué pH leería con un potenciómetro si sumergiera una sonda co mbinada sensible para los protones en l a Solución A? Justifique. d) ¿Se podría realizar la titulación hasta el primer punto de equivalencia? Justifique; e) Dibuje a mano alzada como resultaría la curva de titulación -4 -6 completa del ácido con la base fuerte. Datos: PF (TH2) = 150.087; constantes de acidez: K a1: 9.12.10 y K a2: 4.27.10 .

3) Complejometría. a) Explique qué es un “quelante” y por qué su uso es preferido en las valoraciones por formación de complejos. b) Comente cuál es la incidencia del pH del medio de titulación y el uso de soluciones reguladoras amoniacales en las valoraciones que utilizan EDTA como titulante. c) Se preparó una SPS disolviendo 4.0785 g de EDTA disódico dihidrato (PF=372.24) en 500.0 mL de agua. Se gastó un volumen de 23.84 mL de esta solución para titular una alícuota de 25.00 mL de una SPP que se preparó disolviendo 0.7682 g de MgCO 3 spp (PF=84.314) en 500.00 mL. ¿Cuál es la molaridad exacta de la SPS? d) ¿Qué volumen de la solución de EDTA se gastará para titular una alícuota que contiene 0.2830 g de un talco para pies que declara 10% m/m de ZnO (PF=81.41)?

4) Preparación de soluciones. Indique cómo prepararía las siguientes soluciones patrones, explicitando calidad de droga utilizada, cálculos y operatoria empleada en sus preparaciones: a) 1000.00 mL de un estándar combinado de las siguientes concentraciones: Na + (22.9): 140.0 mmol/L; K + (39.098):5.0 mmol/L; 2+ 2+ Ca (40.078): 2.6 mmol/L y Mg (24.31): 1.05 mmol/L , utilizando las siguiente drogas: NaCl (58.44), KCL (74.55), CaCO 3 (100.078) y MgSO4.7H20 (246.376). b) 1000 mL de una solución estándar de NO 2 – (46.01) de 10.0 mg/L, a partir de NaNO 2 (69.0), utilizando una balanza analítica cuya Incertidumbre absoluta (Ia ± 0.1 mg por pesada) y se quiere tener una incertidumbre relativa de pesada (Ir < 0.5 % ).

5) Preparación de la muestra-sensibilidad. a) Calcular la solubilidad condicionada (Sc) del BaSO 4 en presencia de EDTA 0.1000 mol L – 1 a pH= 10.0 (BaSO4 → Kps= 1.1 × 10-10, KYBa= 2.2 × 107, αEDTA 0 (pH 10.0) = 0.35. b) Se dispone de una muestra que contiene al analito A en un 75 %. De esta muestra se pesan 5.6000 g y se llevan a 100.0 mL. Luego se realizan varias diluciones (1/5) sucesivas, encontrándose que una reacción de identificación da positiva en tubo de ensayo (usando 2.00 mL) en la tercer dilución. Calcular el LI y D L de la reacción de color. c) ¿En qué se basa la elección del sorbente para EFS? ¿Qué tipos de sorbentes se utilizan para extraer analitos polares, no polares y analitos ionizables?

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1) Análisis cualitativo. a) ¿Cuáles son los iones (aniones) incompatibles para el análisis de cationes?¿Qué es la Solución Acondicionada (S.A.) para el análisis de cationes? b)Mencione los reactivos generales para la separación de los tres grupos de aniones. Si desea puede realizar un esquema. c) ¿Qué iones se deberían investigar en la muestra original (MO) y por qué se deben investigar en esta muestra? d) Menciones los reactivos generales para los ensayos previos de cationes.

2) Potenciometría Se desea conocer el % NaOH (m/v) de una solución coloreada de soda cáustica empleada industrialmente. Para ello, una alícuota de 25.00 mL de una solución diluida 1/100 de dicha muestra se titula potenciométricamente empleando como electrodo indicador un electrodo de vidrio utilizando una SPS de HCl 0.02345 mol/L. Los siguientes datos pertenecen al intervalo del punto de equivalencia. Datos: PF NaOH = 39.9972 (mL) HCl Ec (mV) (mL) HCl Ec (mV) 24.10 266 24.40 468 24.20 284 24.50 493 24.30 350 24.60 506 Responder: a) ¿Por qué esta titulación se debe realizar potenciométricamente? b) Informar el % NaOH (m/v) c) Describa brevemente como está constituída la membrana sensible a los protones y dibuje un electrodo combinado o sonda sensible a los protones nombrando sus componentes. d) ¿Cómo explica el denominado error alcalino en la determinación del pH? e) Explique muy sintéticamente (enumerando los pasos) la determinación del pH de una muestra. 3) Acido-Base. Se necesita preparar una solución reguladora de pH = 3.0. En el laboratorio se dispone de los siguientes reactivos: SPS de HCl (0.459±0.009) mol/L, SPS de NaOH (0.520±0.009) mol/L y de las drogas sólidas malato de sodio (Na 2M) (PF: 178.05, Ka1=3.48×104 , Ka2=8.0×10-6) y ácido bórico (H 3BO3) (PF:61.83) Ka1=5.81×10-10). a) Seleccione el par ácido base conveniente para preparar esta solución reguladora. Justifique. b) Empleando la sal seleccionada y la SPS adecuada, realice los cálculos necesarios para preparar 250.00 mL de la solución reguladora con concentración formal 0.04 mol/L. c) Calcule la efectividad de la solución reguladora preparada. ¿Es efectiva? Justifique. d) Con el objetivo de determinar experimentalmente la capacidad reguladora de la solución preparada se gastaron 39.92 mL de la SPS de NaOH (0.520±0.009) mol/L. Calcule la capacidad reguladora experimental de esta solución. 4) Trat. datos Para determinar los mg L-1 totales de CaCO3 presentes en una muestra ingresada al laboratorio se procedió a realizar la valoración de una solución patrón secundario de EDTA. A tal fin se pesó una masa de 62.9280 g de MgSO 4.7H2O (PF: 246.48 g mol-1), la misma se trasvasó a un matraz de 250.00 mL. Para la titulación se tomaron 5 alícuotas de 25.00 mL utilizando una bureta de 25.00 mL. Los volúmenes gastados fueron: 20.02, 19.96, 20.00, 19.80 y 20.04 mL. Posteriormente se realizó una dilución 1/50 de la solución patrón secundario y se tituló una alícuota de 50.00 mL de l a muestra en cuestión, gastándose 20.92 mL. a) ¿Cuál es la normalidad exacta de la solución patrón secundario de EDTA? b) ¿ Cuántos mg L -1 de CaCO3 posee la muestra? c) ¿Es factible realizar estas titulaciones a pH 4.00? ¿Qué sucede e n estas condiciones? Datos:

N Q0.90 n-1 (grados de libertad) t0.95 3 0.94 2 4.30 4 0.76 3 3.18 5 0.64 4 2.78 Iamatraz 250 mL: 0.12 mL; Iavolpipeta 25.00 mL: 0.03 mL; Iabalanza: 0.01 mg; Iabureta 25.00 mL: 0.03 mL. PF CaCO3: 100.09 g mol-1. ____________________________________________________________________________________________________________ 5) Titulación Redox Para realizar el control de calidad de muestras de agua oxigenada por permanganometría se dispone de una solución patrón secundaria (SPS) de permanganato de potasio que se preparó disolviendo 0.8073 g de K MnO 4, PF=158.038 en un matraz de 500.0 mL. Las muestras a analizar tienen una concentración declarada de 20 Volúmenes de Oxígeno. Responda: a) ¿Cuál es la concentración aproximada en eq/L de la SPS preparada? y ¿De qué manera determina su concentración exacta? b) Dibuje un esquema del procedimiento utilizado incluyendo los reactivos necesarios. Considere la utilización de una bureta de 10.0 mL y una pipeta volumétrica de 5.00 m L c) Determine si será necesario diluir la m uestra antes de titularla y en caso afirmativo especifique con qué m aterial disponible en el laboratorio haría esta dilución. d) Para la valoración analizada escriba la r eacción de titulación y responda:¿Quién actúa como reductor y quien como oxidante? Justifique. e) Defina qué es una Solución Patrón Primaria y enumere los pasos a seguir en su preparación. Explique como se conoce su concentración. Observaciones: Contestar cada pregunta en hoja separada, co locando el nombre en cada ho ja. NO USAR LAPIZ! • En caso de no responder alguna pregunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre. • Resultados: fecha a confirmar •



1) Acido-base / Preparación de soluciones.

Una muestra húmeda de 5.9730 g de Na 2CO3 (PF:105.99) se disolvió en agua y se llevó a volumen en matraz aforado de 250.0 mL. Una alícuota de 10.00 mL de esta solución se diluyó a 100.0 mL y 25.0 mL de esta solución se titularon con HCl SPS (0.0454 ±0.0003) mol/L gastándose un volumen de 24.00 mL para el viraje del VBC (3.8-5.4). Por otro lado una porción de 1.1205 g de la muestra se secó hasta peso constante obteniéndose una masa seca de 1.0948 g. a) Dibuje a mano alzada la curva de titulación y escriba la ecuación de la reacción utilizada para la valoración. b) Considerando que la pureza de la sal es de aproximadamente 100% m/m, calcule el pH de la solución muestra: 1) antes de comenzar la titulación 2) cuando se agregan 12.00 mL del titulante 3) en el punto final de la titulación. c) ¿Cuál es el % m/m en base seca de Na2CO3 en la muestra? d) Si quiere preparar 500 mL de una Solución Reguladora de CF = 0.05 PF/L y pH = 10.0. ¿Cómo procedería utilizando el Na 2CO3 (s) y el HCl 0.500mol/L? Indique cálculos y operatoria. e) ¿Qué es una sustancia patrón primaria? Mencione las condiciones que debe reunir. De ejemplos de patrones primarios utilizados en titulaciones ácido base. Datos: Ka1: 4.45 x 10-7 Ka2: 4.69 x 10 -11 2) Complejometría.

a) Calcular los diferentes volúmenes de una SPS de EDTA 0.0169 mol L –1 que se gastarán en la titulación de las siguientes muestras a pH 10.0 y escribir las ecuaciones correspondientes: a1)15.00 mL de una solución de Mg(SO 4) 0.0232 mol L–1. a2) 0.1745 g de un mineral previamente disuelto en ácido que contiene 65% de hidromagnesita [3MgCO3.Mg(OH)2.3H2O] (PF= 365.3) y otras sustancias inertes. a3) 0.1198 g de un mineral previamente disuelto en ácido que contiene 82.5% de dolomita (CaCO 3.MgCO3) (PF= 184.4) y otras sustancias inertes. b) Determinar p Mg en el entorno del punto de equivalencia con un 0.5% de error para la titulación de la muestra (a1). c) Explique y fundamente la razón del agregado de un complejante auxiliar como NH 3 y comente ejemplos en los que estos se debe hacer. d) Explique y fundamente el funcionamiento de los indicadores usados en complejometría. Datos: Kf MgY=4.90x108; αY (pH 10.0)=0.36 3) Potenciometría.

Se desea conocer el contenido en sodio de un polvo de caldo de verdura de preparación instantánea. Para lo cual se prepara una suspensión (ya que hay material insoluble), pesando 9.6378 g, adicionándole agua en agitación y luego enrasando un matraz aforado de 250.00 mL. Posteriormente, se filtra, y a una porción del filtrado se la diluye 1/100. A una alícuota de esta dilución se acondiciona con TISAB y se analiza utilizando un ISE sensible al ión Na + obteniéndose Ec = –138.2 mV. La celda potenciométrica fue previamente calibrada con tres patrones de Na + 1.00×10–5, 1.00×10–4 y 1.00×10–2 mol/L obteniéndose –241.3, –122.9 y –63.7 mV, respectivamente. Datos: PA Na = 22.98977 a) Calcule los mg de Na+ por cada 15 g de polvo. Si el envase declara: contenido en Na + = 400–500 mg por cada 15 g (equivale a una porción) ¿Se cumple con lo declarado? b) Dibuje en forma genérica un ISE sensible a un CATIÓN, nombre y detalle sus componentes. Mencione dos ejemplos. c) En relación a una sonda combinada sensible a los H + ¿Qué entiende por error ácido y error alcalino? 4) Gravimetría .

Para analizar el contenido de Níquel en un mineral, se disuelven 605.3 mg del mismo en HNO3 concentrado. Se ajustan las condiciones del medio y se precipita el Ni con Dimetilglioxima (DMG) en medio amoniacal lográndose un precipitado rojo de Ni(C 4H7O2N2)2 ( PF: 288.94) y que luego de secado 120°C tiene una masa de 255.5 mg. Otro analista ensaya otro método donde calcina a 950 °C este precipitado de Ni(DMG) 2 y lo pesa como NiO ( verde oscuro) ( PF:74.71). a) ¿Cuál de las 2 metodologías le parece la más adecuada y por qué? b) Calcule % m/m de Ni (PA Ni 58.71) en el mineral en base anhidra, considerando que tiene una humedad del 2.8 % m/m. c) Explique en qué consiste la precipitación homogénea, que tipos de precipitados origina y cuáles son las ventajas de este tipo de metodología. 5) Preparación de soluciones-Redox

a) Efectúe los cálculos y describa la preparación de 100.0 mL de una SPS de Fe(II) en H 2SO4 (PF 98.066) 2 molL-1 partiendo de Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O (PF 392.139). La concentración de la solución está determinada por la finalidad de utilizarla en la titulación volumétrica de una solución de KMnO 4 0.010 mol L-1 empleando una bureta de 10.00 mL y tomando como alícuota de la solución a preparar 10.00 mL. La solución de H 2SO4 concentrada es 95.5 % m/m con una densidad de 1.83 g mL-1. b) Calcule el potencial del sistema en la siguiente mezcla: 147.0 mg de K 2Cr2O7 (PF=294.18), 52.78 mg de CrCl 3 (PF=158.35) y 189.6 mg SnCl 2 (PF=189.6) son solubilizados a pH 0 y llevados a un volumen de 50.0 mL. Datos: E0Cr(VI)/Cr(III) = 1.360 V, E0Sn(IV)/Sn(II) = 0.139 V.

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1) Problema Equilibrio heterogéneo y complejos Llega al laboratorio una muestra que consiste en una solución saturada de Mg 3(PO4)2 que se encuentra a pH=5.20. Se desea determinar el Mg2+ presente en el sobrenadante de la misma por titulación complejométrica. Si se dispone de una solución de EDTA de concentración 0.0189 mol/L y de una bureta de 25.00 mL, determine: a) Qué volumen de muestra (sobrenadante) toma para la realización de dicha valoración, b) Describa esquema y condiciones de trabajo en el laboratorio para llevar a cabo la misma. Datos: Kps Mg3(PO4)2 = 6.31 x 10–28; Constantes de acidez del H 3PO4: Ka1 = 7 x 10–3 ; Ka2 = 6.3 x 10–8; Ka3 = 4.4 x 10–13. 2) Potenciometría Indirecta. a) ¿Cuál es la aplicación analítica de la potenciometría indirecta? ¿Cuáles son las ventajas y desventajas respecto a los métodos clásicos? Dibuje un esquema general de u na celda electroquímica utilizada en una potenciometría indirecta. b) ¿En el seguimiento de cuál o cuáles de los siguientes tipos de reacciones puede aplicarse la potenciometría indirecta (acido-base, complejometría, precipitación, redox)? Justifique. c) Para el método matemático de la segunda derivada utilizado en la determinación del volumen de equivalencia de una titulación redox con un oxidante, dibuje a mano alzada la forma que tendrán las curvas de titulación de orden cero, primera y segunda derivada y mencione cual es el fundamento de este método. d)¿Cuál es la concentración en mol/L de una solución de cloruro de estaño(II) si al titular una alícuota de 15.00 mL de la misma con K 2Cr2O7 0.0405 eq/L se obtuvieron los siguientes datos: Vol K2Cr2O7 (mL) E celda (mV) Vol K2Cr2O7 (mL) E celda (mV) 25.00 283 25.40 484 25.10 286 25.50 512 25.20 290 25.60 525 25.30 351 25.70 536

3) Problema Preparación de soluciones y expresión de concentraciones. Se prepara una SPP de K2Cr2O7 (PF 246.194) por disolución de 256.5 mg y enrasado a un volumen de 250.00 mL. Dicha solución se la emplea para titular una alícuota de 10.00 mL de una muestra 1 a la cual previamente se la trato y diluyó 1/5 para convertir su contenido en hierro en la especie Fe(II), gastándose 20.04 mL de la SPP y de acuerdo a la reacción: Cr 2O72- + Fe2+ + H+  Cr3+ + Fe3+ + H2O (BALANCEAR). Por otro lado, a la SPP también se la emplea para titular una alícuota de 5.00 mL de una muestra2 que contiene Ba(II), gastándose 22.06 mL de la SPP y de acuerdo a la reacción: Cr 2O72- + Ba+ + OH-  BaCrO4(s) + H2O ( BALANCEAR). Expresar: a) la concentración de muestra1 en Fe2O3 % (m/v) (PF 159.6922), y b) la concentración de muestra2 en BaCl2% (m/v) (PF 208.246). 4) Problema Extracción líquido-líquido + sensibilidad Se desea realizar una extracción del catión Fe 2+ presente en una muestra acuosa con una concentración de 26.0 ppm. Sobre un volumen de 10.0 mL de esta solución, acidificada con HCl, s e realizarían tres extracciones sucesivas con 3.0 mL de un solvente orgánico. Responder: a) ¿Por encima de qué valor debe situarse el K D del solvente orgánico si se pretende que al efectuar la reacción de identificación para el Fe2+ en la fase acuosa, después de realizar la extracción, resulte negativa? Se sabe que no existe interacción del analito con la fase acuosa ni con el solvente. Datos: Sensibilidad de la reacción de identificación del Fe 2+: LI = 0.20 µg; V = 0.05 mL. b) ¿Cuál sería la eficiencia de esta extracción? ¿Qué parámetros afectan la eficiencia de l a extracción? c) ¿En qué consiste la precipitación fraccionada? En qué etapa del proceso de medida química se encuentra? 5) Problema Acido-Base Se dispone de una solución de NaOH que se normalizó con 0.1168 g de KHF (PF 204.23) gastándose 8.20 ml para el viraje de la fenolftaleína. Por otro lado se pesaron 5.6445 g de H 2A (PF 166.13, Ka1=1.42 x 10-3 y Ka2=2.01 x10-6) de 90.3 % m/m en base seca sacados de la estufa (las impurezas no interfieren en el equilibrio ácido base), se disolvieron y se llevaron a un volumen final de 500.0 mL. Responder: a) ¿Cuál será el pH de la solución r esultante si se mezclan 25.0 ml de cada una de las soluciones preparadas? b) ¿Cómo prepararía 200.0 mL de una solución reguladora pH=3.50 de CF= 25 mmol L -1? Realice un esquema de la curva de distribución de especies y posicione la solución reguladora. c) ¿Cuál es la fracción molar de cada especie presentes en la SR ant erior?

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1) Tratamiento de datos

Una muestra de SnCl 2 (189.6154) es analizada a fin de conocer su pureza. La preparación de la muestra se realizó por sextuplicado de la siguiente manera: se pesó una porción de muestra, se disolvió en ácido y se llevó a 1000.00 mL con agua destilada. De cada solución muestra se toma una alícuota de 50.00 mL y se valoran con una solución patrón de Fe(III) 0.1038±0.0002 mol L-1. Las masas y los volúmenes gastados fueron los siguientes. Calcule y exprese correctamente el % m/m de SnCl 2 en la muestra.

−1

% m / m = Vg (mL ) x N (meq mL ) x

PFSnCl2 ( mg mmol −1 ) −1

2 (meq mmol )

x

Volsol (mL)

100 Volalicuota (mL ) mmuestra (mg ) x

2) Preparación de soluciones:

a) Se dispone de una solución de K2Cr2O7 0.0250 mol L-1. Expresar la concentración de este reactivo en “Título de FeSO 4” (PF 151.91) para una reacción redox que deberá escribir. b) Cómo prepararía 1000.0 mL de una solución de P de 1.0 ppm a partir de KH 2PO4 (pa) (136.086). Explicitar cálculos y técnica operatoria si se requieren en la pesada no superar una Ir de ± 0.5% (Ia po r pesada=0.1 mg). PA (P)=30.97 3) Titulación Complejométrica

Se necesita determinar la pureza exacta de una muestra de ZnCl 2 estimando que la misma es de alrededor de 80% m/m base húmeda. Se emplea para este fin un método de titulación complejométrico utilizando como reactivos una SPS de EDTA 0.0243± 0.003 mol/L como titulante, una solución reguladora de NH 4+ /NH3 a pH=10.0 y [NH3] libre=0.1mol/l y NET como indicador. Se utiliza como material una pipeta volumétrica de 15.00 mL y una bureta de 10.00 mL. Por otro lado en una porción de la muestra se determinó la humedad resultando la misma de 2.8 % m/m. Dato: PF ZnCl2: 136.276 Responda: a) ¿Qué concentración debería tener la Solución Muestra a preparar y cómo prepararía 250.0 mL de la misma? b) Dibuje un esquema del procedimiento analítico a seguir y escriba la reacción de titulación involucrada y la reacción de detección del punto final. c) ¿Cuáles son las reacciones laterales que ocurren en la mezcla de titulación? ¿Estas reacciones representan una ventaja o una desventaja para la titulación? Justifique. d) ¿Cuál es la expresión de la constante de equilibrio real de la reacción analítica en las condiciones de titulación? f) Escriba la fórmula de cálculo que utilizaría para calcular la pureza en base seca de la muestra a partir de los datos experimentales que se obtendrán en la titulación. 4) Acido-base: Para el análisis de un medicamento se necesita preparar una solución reguladora que será usada como fase móvil. Para tal fin la bibliografía especifica que la misma debe tener una concentración formal de 0.03 PF L -1 y pH = 2.50 ± 0.01. En el laboratorio contamos con las siguientes sustancias: KH2PO4 p.a. 99.5% m/m (PF=136.09): Ka1= 7.11x10-3, Ka2= 6.32x10-8, Ka3= 4.50x10-13; Ácido Acético (HAc) densidad 1.05 g mL -1 (PF=60.05): Ka1= 1.75 x 10 -5; KOH 0.255 mol L-1 y de HCl 0.225 mol L-1. a) Indique con que sustancias usaría para preparar 250.0 mL de solución reguladora. b) ¿Cómo procedería para la preparación de 250.0 mL de la solución reguladora? c) El analista de turno para preparar la solución reguladora utilizó 10.0 mL de una solución de 0.2 mol L -1 de KH2PO4 que tenía en el laboratorio, le agregó 1.0 mL de HCl 0.225 mol L-1, llevando a 250.0 mL. ¿Qué pH tendrá la SR? ¿Podemos utilizar esta solución para procesar nuestro medicamento?¿Qué efectividad tendrá esa SR? d) Describa las propiedades de las soluciones reguladoras. 5) Potenciometría. Se desea conocer la composición de un mineral constituido por cloruro de calcio (PF 110.99), fluoruro de calcio (PF 78.08) y por material inerte. Para lo cual se disuelven 1.9457 g llevando a volumen final de 250.00 mL (rotulada como solución SA). a) A una alícuota diluida (1/1000 de la SA) y acondicionada con TISAB se la analizó potenciométricamente obteniéndose un Ec Muestra = –69.7 mV para lo cual se utilizó un electrodo sensible al ión calcio y tres soluciones patrones de cadmio de 1.00.10 -6, 1.00.10-5 y 1.00.10-3 mol/L cuyos potenciales resultantes fueron Ec 1 = –121.3, Ec2 = –91.7 y Ec3 = –32.5 mV respectivamente. b) Por otro lado a una alícuota de la de la SA acondicionada con TISAB se la analizó en una celda constituida por un electrodo combinado sensible al ión fluoruro, cuya curva de calibración está representada por la ecuación: Ec(mV) = –97.2 mV – 59.2 mV.log [F-]. Obteniéndose un Ec Muestra = 40.3 mV. Nota: Utilizar 4 Cifras Significativas para realizar los cálculos. Responder: (a) (moles Ca2+ / L) totales en la SA. (b)(moles F- / L) totales en la SA. (c)% (m/m) del CaF2 . (d) % (m/m) del CaCl 2. (e) Realice el esquema de las celdas utilizadas en cada una de las titulaciones potenciométricas para los cuatro equilibrios químicos: 1) acido-base, 2) de formación de complejos, 3) redox y 4) de formación de precipitado (o eq. Heterogéneo). Nombre a sus componentes, especialmente a los electrodos utilizados en cada caso.

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1) Precipitación fraccionada Se desea separar los cationes Ba2+ y Ca2+ mediante precipitación fraccionada usando H 2SO4 diluido como reactivo precipitante y partiendo de una solución de 0.01 mol L-1 de cada uno de los iones. Se desea que el catión que precipite primero lo haga en una proporción del 99.9 % (es decir, que quede sin precipitar un 0.1 % de la concentración inicial) y el otro catión no precipite. Datos: Kps BaSO4= 1.1 x 10-10 Kps CaSO4= 2.4 x 10-5 a- ¿Cómo que especie precipitaría cada catión? Sin realizar cálculos ¿Qué catión precipitaría primero y porqué ? b- ¿Qué concentración de ión precipitante es necesario en equilibrio para que precipite completamente el primer catión? c- Esquematice la secuencia de precipitación. Indique el inicio y final de la precipitación de cada catión y la zona ( intervalo de p ion precipitante ) donde es posible separarlos. d- ¿Se logrará separar ambos analitos por precipitación fraccionada? ¿Por qué? e- Si se lograra precipitar el Ba 2+ y el Ca2+ quedara en solución ¿Mediante que titulación (realizada en el TP) podría cuantificar el Ca2+? Esquematice la titulación indicando el reactivo titulante que utilizaría, el indicador y las condiciones del medio. ¿ Será necesario separar previamente el Ba 2+ precipitado, previo a la titulación y porque ?

2) Acido-base / Preparación de soluciones. a) Indicar (cálculos, materiales y breve procedimiento) cómo prepararía 250.0 mL de una Solución Patrón Secundaria (SPS) de HCl 0.05 mol L-1 a partir de un reactivo comercial de aprox. 12 mol L -1. b) Para valorarla utilizando una bureta de 10.00 mL y una volpipeta de 5.00 mL, indique que Solución Patrón Primaria (SPP) prepararía y de que concentración. ¿Cómo conoce la concentración exacta de esta SPP que preparó? Dibuje un esquema de la titulación del HCl ¿Cómo calcula su concentración exacta? c) La SPS de HCl, que resultó de concentración exacta 0.05015 mol L-1, se utiliza en la valoración de NaHC0 3 hasta el viraje del verde de bromocresol (VBC), en una solución que se preparó disolviendo 438.5 mg de una muestra húmeda en 200.0 mL de agua. Si se gastaron 9.82 mL de titulante para una alícuota de 20.0 mL de Solución Muestra, ¿cuál es el % p/p en base seca de NaHC0 3? Escriba la reacción de titulación y dibuje la curva a mano alzada. d) Si se mezclan 100.0 mL de la solución de NaHC0 3 y 25.0 mL de NaOH 0.0487 mol L-1 llevando a volumen final de 250 mL. ¿Cuál es el pH de la solución resultante? Datos: Ka1= 4.45 x 10 -7 ; Ka2=4.69 x 10 -11 ; PF NaHC03: 84.0 VBC: viraje (3.8 – 5.4) ; % Humedad de la muestra= 2.9%p/p 3) Análisis cualitativo a) ¿Cómo se investiga la materia orgánica en una muestra para el análisis de cationes?, ¿Cómo s e puede eliminar? y ¿Por qué se debe eliminar? b) ¿Cuáles son los aniones incompatibles para el análisis de cationes?, ¿Qué es la Solución Acondicionada (S.A.) para el análisis de cationes? c) Menciones los reactivos de grupo (reactivo precipitante y el pH o medio) para la separación de los tres grupos de a niones. d) ¿Cuándo se recurre a la solubilización de una muestra sólida, ¿qué medios se prueban o utilizan?, y cuándo a una disgregación? e) Defina el concepto de Concentración límite y Límite de i dentificación. 4) Potenciometría y Eq. Redox a) Calcule el potencial del sistema en la siguiente mezcla: 73.5 mg de K 2Cr2O7 (PF=294.18), 52.8 mg de CrCl3 (PF=158.35) y 189.6 mg SnCl2 (PF=189.6)son solubilizados a pH 1.0 y llevados a un volumen de 50.0 mL. Calcule el potencial que se obtendría si a la mezcla anterior se le agregan otros 73.5 mg de K 2Cr2O7 (considerar que el volumen final de 50.0 mL no se modifica) Datos: E 0Cr(VI)/Cr(III) = 1.360 V, E0Sn(IV)/Sn(II) = 0.139 V. b) ¿Con qué finalidad se utiliza la solución TISAB en el análisis potenciométrico directo? Justifique y de un ejemplo de ella. c) Defina el concepto de potencial normal y formal ¿Cuál es más útil desde el punto de vista práctico-experimental? d) Explique que criterio se sigue para la elección de un indicador de color redox verdadero.

5) Gravimetría. Una muestra de 6.8810 g, que contiene Mg(NO 3)2 y NaCl, se disolvió en agua y se enrasó en 500.00 mL de solución. En una alícuota de 50.00 mL se analizó cloruro, obteniéndose un peso de 0.5923 g de AgCl (PF 143.32). En otra alícuota de 50.00 mL se precipitó magnesio como MgNH 4PO4 y por calcinación se obtuvo un peso de 0.1796 g de Mg 2P2O7 (PF 222.57). Calcule el % (m/m) de magnesio y cloruro, expresados respectivamente como Mg 3(PO4)2 (262.936) y como NaCl (58.44).

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1) Problema Equilibrio heterogéneo y s olubilidad condicionada Se dispone de un sistema en equilibrio constituido por el precipitado BaSO 4(s) en agua. a) Se desea saber de EDTA libre deberá haber en el sobrenadante para solubilizar al precipitado a pH 10 y obtener una solubilidad aproximada a 10 -2 mol/L. a) Calcular la solubilidad en solución acuosa. Datos: A pH 10, α0 (EDTA) = 0.35 y α0 (SO4) ≈ 1; BaSO4Kps = 1.1 x 10 -10, Ba-EDTA K 7 (BaY) = 2.2 x 10 . 2) Complejos a) Analizar la cuantitatividad (con un 99.9% de conversión mínima) de la titulación de 10.00 mL de una solución de Ca(II) (que expresada como carbonato de calcio es igual a 300 ppm) con una solución de EDTA a p H 5.00 ( α0 =3.54 x 10-7). Se considera cuantitativa cuando existe un 99.9 % de conversión (Kf CAY=5 x 1010). b)Explique por qué en las titulaciones complejométricas realizadas con EDTA se debe ajustar el pH. c) Realizar a mano alzada la curva de titulación de Mg 2+ con EDTA y marcar las especies existentes de metal antes del punto de equivalencia, en el punto de equivalencia y después del mismo ¿Con qué expresiones calcularía el pMg en cada caso? d) Explique por qué se debe utilizar un complejante auxiliar en las titulaciones con EDTA de algunos cationes. Nombre los cationes que recuerde, en los cuales h ay que utilizar estos complejantes auuxiliares. 3) Preparación de soluciones a) Cómo prepararía 1000 mL de una solución patrón de Mn 2+ de 10 mg L-1 partiendo de la droga sólida MnCl 24H2O (PF: 197.8) de 99.5% de pureza. La incertidumbre relativa de la pesada es Ir < 0.2% (Ia=±0.1 mg/pesada).Indique cálculos, operatoria, calidad de droga empleada y material empleado. b) Cómo prepararía 250 mL de una s olución auxiliar de HCl (PF: 36.46) 0.08 mol L -1 a partir de una solución comercial 37.2%p/p (d= 1.19). Indique cálculos, operatoria, calidad de droga empleada y material empleado. c) Cómo convierte la concentración de una solución de KMnO 4 expresada en Título (como Fe(II)) en concentración de la misma expresada en mol L -1. Realice los cálculos sobre el siguiente ejemplo: Título sol. KMnO 4=3.56 mg Fe(II)/mL d) De acuerdo al SI, qué unidades se emplean para expresar “cantidad de sustancia” y “concentración de cantidad de sustancia”. 4) Acido base Dado un ácido diprótico H2A (Ka1: 3.0 x 10-2 ; Ka2: 7.0 x 10-9) cuya concentración formal es igual a 0.03 PF L-1, responder: a) ¿Qué fracciones molares se podrían calcular y mediante que expresión general cada una? b) Grafique a mano alzada el diagrama de distribución de especies en función del pH, indicando tres puntos en el mismo (por ejemplo los pHs correspondientes a la máxima efectividad en caso de posibles soluciones reguladoras y el pH donde haya un anfolito). c) Indique qué especie o especies se encuentran presentes mayoritariamente a los siguientes pHs: 2, 6.5 y 8.5. d) ¿Qué resultado se obtiene al sumar las fracciones molares a pH: 7.5? e) Si a 150.0 mL de la solución del ácido se le adicionan 15.0 mL de KOH 0.392 mol L-1, calcule el pH de la solución resultante. f) Si se realiza la titulación de este ácido, indique si se podría detener la titulación utilizando un indicador en el primer punto de equivalencia. Justifique. 5) Varios a) ¿Qué diferencia existe entre el procedimiento directo y el procedimiento basado en separaciones sistemáticas en el análisis cualitativo clásico? Para la respuesta puede ayudarse realizando un esquema. b) Mencione la Escala de Trabajo utilizada en el análisis cualitativo. c) ¿Cómo se realiza la Solución Preparada (S.P.) en el análisis de aniones?, ¿por qué se realiza? d) Represente esquemáticamente, la respuesta (o curva E CELDA vs. Log [ión] ) de un electrodo ión selectivo. Indique: Límite de Cuantificación superior y Límite de Detección según la IUPAQ. ¿Qué valor tomaría la pendiente de l a curva para un ión monovalente y otro divalente? e) Explique como se realiza una potenciometría indirecta y que finalidad persigue. f) En el siguiente esquema se muestran electrodos de cobre y plata sumergidos en soluciones 0.0200 mol/L de sus respectivos iones. Luego se conectan eléctricamente ambos electrodos, se coloca un puente salino y se coloca un potenciómetro. Se necesita saber qué electrodo actuará como cátodo y los potenciales que se indicarán en el potenciómetro en el instante cero de la reacción y luego de logrado el equilibrio. Datos: EºCu2+/Cu+= 0.337 V; EºAg+/Agº = 0.799 V

Observaciones: Contestar cada pregunta en hoja separada, co locando el nombre en cada ho ja. NO USAR LAPIZ! • En caso de no responder alguna pregunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre. • Resultados: fecha a confirmar •



1) Preparación de soluciones-Tratamiento de da tos a) Cómo prepararía 20.00 mL de una solución de KBrO 3 (PF 167.00) 0.0100 mol L -1 a partir de la droga sólida, cuyo rótulo declara una pureza de 96.0 % BS, si se admite una IR ≤ 0.2 % (Ia balanza = 0.1 mg/pesada). b) De acuerdo al SI, ¿qué unidades emplearía para expresar “cantidad de sustancia” y “concentración de cantidad de sustancia”? Expresar correctamente las siguientes magnitudes: b.1) volumen medido = 0.0000005 L; b.2) concentración de NaCl = 40 000 µg/L (PFNaCl = 58.5). c) Para la determinación de la dureza debida al Mg en una muestra de agua, dos alícuotas independientes de 100.00 mL (± 0.08) cada una, se valoraron con EDTA 0.0240 mol/L (± 0.0001) gastándose 15.660 mL y 8.322 mL (medidos con una bureta cuya incertidumbre es de 0.002 mL por lectura) para la dureza total y la debida al calcio, respectivamente. Expresar la dureza debida al Mg en mg/mL de CaCO3 sabiendo que el PF CaCO3 = 100.09 (± 0.01). Mg como CaCO3 (mg/mL) = (15.660 − 8.322) x0.0240 x100.09 100.00 d) ¿Qué tipo de errores se relacionan con la exactitud? Mencione algunos ejemplos ¿Cómo se evalúa la inexactitud?

2) Complejos Se necesita titular una solución de Cu 2+ de aproximadamente 0.02 mol L-1 por formación de complejos con EDTA utilizando una bureta de 10.00 mL para el titulante y una alícuota de 10.0 mL para la solución muestra. Se acondiciona el medio de titulación a pH = 10.00 y [NH 3]libre = 0.1 mol L-1 utilizando una solución reguladora. En el laboratorio cuenta con SPS de EDTA de las siguientes concentraciones: 0.02905 mol L -1, 0.134 mol L-1 y 0.0053 mol L-1. a) ¿Cuál de las SPS utilizaría para la titulación? b) ¿La reacción de titulación es cuantitativa para un grado de avance del 99.9 %? c) ¿Si la titulación se llevara a cabo a pH=2.0 en medio HCl 0.01 mol/L, sería cuantitativa? d) Podría haber acondicionado el medio de titulación a pH=10.0 utilizando NaOH 2.0 mol/L? Justifique e) Si se gastaron 9.36 mL del titulante elegido, ¿cuál es la concentración exacta de la solución de Cu 2+? Datos: KCuY2- = 6.3x1018, α0EDTA pH: 10 = 0.36, α0EDTA pH: 2 = 3.3x10-14, KpsCu(OH)2= 4.8x10-20 Cu(NH3)42+: β1 = 9.3x101 ; β2 = 5.4x102 ; β3 = 2.2x103 ; β4 = 9.8x103

3) Acido-Base: A- Si la etiqueta de un vinagre dice: “contiene 5% (p/v) de ácido acético”, a) Calcule las concentraciones formal y molar de HAc (PF: 60.05) en este vinagre. b) Calcule que dilución debería efectuar a esta muestra para valorar alícuotas de 5.00 mL del vinagre diluido con el NaOH 0.0500 mol/L usando una bureta de 10.00 mL. c) ¿Con qué material de vidrio harías esta dilución? B- Se lleva 0.1 PF de HAc a pH=4.75 con NaOH, logrando un volumen final de 200.00 mL: a) ¿Qué especies químicas están presentes en la solución preparada?. b) Grafique a mano alzada la curva de titulación correspondiente si una alícuota de esta solución se titulara con una solución de NaOH usando fenolftaleína como indicador. Datos: Ka HAc = 1.78 x 10-5

4) Equilibrio heterogéneo y sensibilidad a) Calcular la solubilidad condicionada del SrCO 3 a pH=7.0. b) ¿Se podrá detectar el catión Sr 2+ en el sobrenadante mediante una reacción cuyo pD = 6? Datos: para el H2CO3: Ka1= 4.45 × 10 –7 ; Ka2= 4.69 × 10 –11 ; Kps SrCO3 = 1.8 × 10–14 ; Pat Sr: 87.62

5) Redox. a) Determinar los volúmenes de oxígeno de una solución antiséptica que fue diluida al 1/100 y luego una alícuota de 10.00 mL de esta fueron titulados con la SPS K MnO4 (0.01047 mol/L), consumiéndose 7.96 mL. 2+ Datos: E 0 (MnO4 /Mn ) = 1.510V y E 0 (H 2O2 /O2) = 0.653V b) ¿Qué significa la expresión "volúmenes de oxígeno"? c) Explique la diferencia entre u na celda electrolítica y una galvánica. d) Mencione un ejemplo de titulación con curva simétrica y uno con curva asimétrica. e) Mencione una sustancia patrón primario y dos secundarios usadas en volumetría de óxido-reducción. Comente brevemente alguna aplicación de esta volumetría.

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1) Potenciometría: Una

alícuota de 10.00 mL de una muestra de vinagre de vino diluida 1/20 se titula potenciométricamente. La celda utilizada está constituida por un electrodo de referencia de Ag/AgCl (3M NaCl) y un electrodo de vidrio sensible a los protones. La tabla muestra el Ecelda (mV) vs. (mL) de SPS de NaOH 0.05643 mol/L en el entorno del punto de equivalencia. Responder: a) Expresar la acidez del vinagre en g (HAc) % (p/v) (Dato: PF ácido acético = 60.052g), b) de acuerdo a normas bromatológica, este valor debe estar comprendido entre el 95-105% de una concentración informada de 5g (HAc) % (p/v). ¿Se cumple este requisito? c) Describa la constitución de la MEMBRANA de vidrio sensible a protones. ¿Bajo qué condiciones se torna sensible a los protones? d) ¿Qué ocasiona la oclusión del orificio del puente salino? e) Explique el significado de Error Alcalino y Error Ácido. NaOH (ml)

Ec (mV)

NaOH (ml)

Ec (mV)

NaOH (ml)

Ec (mV)

NaOH (ml)

Ec (mV)

NaOH (ml)

Ec (mV)

7.30 7.40

323 324

7.50 7.60

325 327

7.70 7.80

401 596

7.90 8.00

609 615

8.10 8.20

617 618

2) Complejos. Se

pesan 1.264 g de Na2SO4 anhidro (PF 142.04) con el 97 % (m/m) de pureza y se disuelven en agua destilada. A esta solución se le adicionan exactamente 50.00 mL de BaCl 2 0.4460 mol/L. El precipitado obtenido se filtra y lava, recogiendo el filtrado y las aguas de lavado en un matraz de 250.00 mL que se lleva a volumen con agua destilada. Finalmente se titula el Ba2+ en exceso empleando alícuotas de 20.00 mL, con una SPS de EDTA de 0.1260 mol/L a pH 10.00. Datos: Kf BaEDTA = 6.0 x 107, αEDTA (pH=10.00)= 0.35 a) Escriba las ecuaciones químicas involucradas en la metodología analítica. b) Justificar el uso de NAX como indicador considerando que se acepta un error de ± 0.5 % en la detección del punto de equivalencia. pNAXtransición=3.28 pNAXvirado= 4.28 c) ¿Podría haber titulado la muestra en forma directa utilizando la SPS de EDTA? Justifique. 3) Varios.

a) Defina que es el Proceso de Medida Químico (PMQ) y establezca cuales son los factores que pueden influenciar al mismo. b) ¿Cuáles son los requisitos fundamentales que debe asegurar el muestreo? c) ¿Qué masa de AgCl (PF:95.22) se obtendrá en un procedimiento gravimétrico a partir de 0.9257 g de una muestra que contiene 91.6% de MgCl2 (PF:143.32)? d) Expresar el pD y el LI para una reacción analítica de identificación de Zn2+ realizada en microtubo con 0.50 mL de solución, si a partir de una solución stock de 1520 ppm se realizaron 4 diluciones sucesivas: 1/10, 1/5, 1/5 y 1/2 dando negativa la determinación en la última dilución. 4) Acido Base. Se

dispone de una solución reguladora de pH=4.43 que se preparó mezclando 7.70 mL de una solución de NaOH 5.00 mol/L y 12.00 mL de una solución de HA 5.00 mol/L en un matraz aforado de 500.0 mL y llevando a volumen con agua destilada. a) Calcule el volumen que se gastará de una SPS de NaOH 0.0500 mol/L si se realiza la titulación de una alícuota de 10.00 mL de la SR para la reacción entre la especie correspondiente y el reactivo titulante. Escriba la reacción de titulación involucrada. Datos: Ka = 6.60 × 10 –5. b) Aceptando un error del 0.5% en la determinación del punto de equivalencia, justifique el uso del indicador fenolftaleína (8.3-10.0). Incluya el cálculo del pH en el punto de equivalencia, e indique qué especies están presentes en cada uno de los puntos calculados. 5) Redox

a) Se mezclan 25.00 mL de Cu + 0.240 mol/L con 10.00 mL de dicromato de potasio 0.050 mol/L, sabiendo que ambas soluciones se encuentran en una solución reguladora de pH = 2.0. (Eº Cu(II)/Cu(I) = 0.153 V; Eº Cr(VI)/Cr(III) = 1.330V) a1) Escribir la reacción involucrada. a2) Calcule el potencial del sistema en el equilibrio. b) Describa las condiciones de trabajo utilizadas en el laboratorio para la valoración de una solución es el KMnO4. c) Defina el significado de la expresión “volúmenes de O2” y escriba la reacción química que utiliza para argumentar la definición.

Observaciones: Contestar cada pregunta en hoja separada, co locando el nombre en cada ho ja. NO USAR LAPIZ! • En caso de no responder alguna pregunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre. • Resultados: miércoles próximo a las 10 horas. •



1) Varios a) Se dispone de una solución de K 2Cr 2O7 0.0250 mol/L. Expresar la concentración de este reactivo en “Título en FeSO 4” (PF 151.9) para una reacción de óxido reducción (escríbala). b) Como prepararía 1000.00 mL de una solución patrón de P de 1.0 ppm a partir de KH 2PO4 (pa) (PF 136.086). Explicitar cálculos, material utilizado y técnica operatoria si se requiere en la pesada no superar una Ir de ± 0.5% (Ia por pesada= ±0.1 mg). PA(P) = 30.97. c) Informar correctamente la concentración en mol/L de una solución de NaOH, si 25.00 mL (± 0.05) de la misma son neutralizados con 18.86 mL (± 0.02 por lectura) de HCl 0.9982 ± 0.0006 mol/L. –10 7 d) Calcular la solubilidad del BaSO 4 en una solución en presencia de EDTA 0.1 mol/L a pH= 10.0 (Kps= 1.1 x 10 , K YBa= 2.2 x 10 , αºEDTA (pH 10.0) = 0.35 (a ese pH no afecta el equilibrio ácido base).

2) Redox Se necesita valorar una solución de FeSO 4 cuya concentración aproximada es de 0.05 mol/L. Para esto se dispone de una solución patrón 4+ primaria de Ce que se preparó disolviendo 21.0950 g de Ce(SO 4)2 (PF: 332.24) en 250.0 mL. A esta solución madre se le efectuó una dilución exacta tomando 25.00 mL y llevando a 100.00 mL en matraz aforado para obtener la SPP titulante. Para la titulación se utiliza 2+ una alícuota de 10.00 mL de la solución de Fe en medio ácido (H 2SO4 0.1 F), gastándose 8.80 mL de titulante. a) Escriba las semirreacciones que ocurren y la reacción de titulación. Determine para cada especie la relación entre peso fórmula y peso equivalente. b) 2+ ¿Cuál es la concentración exacta en meq/mL de la solución titulante preparada? y ¿cuál es la concentración exacta de la solución de Fe en mol/L? c) ¿Qué indicador sería adecuado utilizar para un error en la titulación ≤0.5%? d) ¿Qué es el potencial formal? 3+/ 2+ 4+/ 3+ Datos: Eº’ Fe Fe = 0.679 V ; Eº’ Ce Ce = 1.440 V Indicadores Et º: DAS: 0.85 V (n=2) , Ferroína: 1.11 V , NitroFerroína: 1.31 V

3) Potenciometría. Para determinar los volúmenes de O 2 de una solución desinfectante viscosa e intensamente coloreada, se realizó una titulación potenciométrica. Para ello, una alícuota de 5.00 mL de la muestra diluída 1/25, se tituló con una SPS de KMnO 4 0.01218 mol /L. La Tabla muestra los volúmenes de titulante (mL) vs. Ec (mV) en las cercanías del punto de equivalencia. a) Calcular los volúmenes de O 2 de la muestra.(PF H 2O2 = 34.0147). b) Esquematice la celda potenciométrica para dicha titulación, detallando el nombre de los electrodos utilizados. c) Justifique por qué para dicha muestra es necesario realizar una titulación potenciométrica en lugar de la clásica titulación. d) Expli que cuál es la función la solución TISAB utilizada en la potenciometría directa y mencione los tres componentes KMnO4(mL) Ec (mV) KMnO4(mL) Ec (mV) KMnO4(mL) Ec (mV) genéricos y c/u de sus 18.30 258 18.50 290 18.70 479 funciones. 18.40

260

18.60

433

18.80

490

4) Ácido base. Se necesita determinar la concentración exacta de alícuotas de 10.00 mL de un ácido H 2A aproximadamente 0.05 mol/L, utilizando una SPS de NaOH 0.1330 mol/L y una bureta de 10.00 mL, Ka 1=1.40×10-3, Ka2=4.50 ×10-6. a) Plantee la reacción de titulación y calcule el volumen de equivalencia. b) Aceptando un error del 0.5% en la determinación del punto de equivalencia, seleccione un indicador adecuado entre: verde de bromocresol (3.8-5.4, amari llo-azul), rojo de clorofenol (4. 8-6.4, amarillo-rojo) y azul de timol (8.0-9.6, amarillo-azul). Incluya el cálculo del pH en el punto de equivalencia, e indique qué especies están presentes en cada uno de los puntos calculados.

5) Sensibilidad-Cualitativa. a) Se dispone de una solución de Cu 2+ de 1600 ppm (PF 63.55), a la cual se le efectúan se efectúan 4 diluciones sucesivas: 1/5, 1/4, 1/2 y 1/2. En la última dilución recién se obtiene resultado (-) negativo para una determinada reacción de reconocimiento del metal. La reacción se efectuó en tubo utilizando 0.50 mL de cada solución. Expresar pDL y el LI aproximado para esta reacción. b) ¿Qué reactivo se utiliza y cómo se int erpreta la reacción para estudiar aniones reductores? c) Indique el reactivo usado para el ensayo de grupo 2 de aniones y comente qué ensayos de solubilidad se realizan. d) Describa las distintas situaciones en las que hay que hacer eliminación de incompatibles en el análisis de cationes y cómo procedería experimentalmente en cada caso.




Acido base. Para determinar la concentración exacta de un ácido HA aproximadamente 1.8%(p/v), PF HA= 60.20 y Ka=1.5×10-5: a) Calcule la dilución que debería efectuar a esta muestra para valorar alícuotas de 10.00 mL con una SPS de NaOH 0.0500 mol/L, empleando una bureta de 25.00 mL. b) Plantee la reacción de titulación. Calcule el volumen de equivalencia y el pH de la solución en los puntos inicial, de equivalencia y 3/2 del volumen de equivalencia, indicando en todos los casos qué especies se encuentran presentes. Considere que la concentración inicial de HA en el matraz es 0.10 mol/L. c) Defina fracción molar y explicite las fórmulas para su cálculo para un ácido diprótico, cuando se conocen la concentración formal y las concentraciones molares de cada una de las especies involucradas. Tratamiento de datos. Para determinar el contenido de Mg (Pat= 24.305±0.002) en una muestra sólida se pesan en un pesasustancia tipo embudo 3.9875 g utilizando una balanza analítica (Ia± 0.1 mg). La masa pesada se disuelve y se lleva a 500.00 (±0.20) mL en matraz aforado. De esta solución se toma una alícuota de 25.00 (±0.03) mL y se lleva a 250.00 (±0.12) mL. Se toman 5 alícuotas de 15.00 (±0.025) mL de la Solución Muestra diluida y se titulan con EDTA SPS 0.01876 (±0.00003) mol/L, gastándose en las titulaciones los siguientes volúmenes de una bureta de 10.00 (±0.02) mL: (8.24 – 8.16 – 8.08 – 8.52 – 8.10) mL. Si la ecuación que se utilizó para obtener el resultado fue la siguiente: %p/p Mg= Vgastado SPS x M SPS x 250.00 x Pat x Vsolución x 100 Valícuota 25.00 masa de muestra a) Realizar el tratamiento estadístico adecuado para obtener y expresar correctamente el resultado. b) Si se acepta para esta determinación un Coefi ciente de Variación (CV) menor a 1.0% , ¿el resultado obtenido es aceptable? c) ¿De qué manera podría comprobar que no existen errores sistemáticos en la determinación? n Q(0.90) Grados de libertad t (0.95) 3 0.98 2 4.30 4 0.85 3 3.18 5 0.73 4 2.78 3) Equilibrio heterogéneo. Analice si es posible separar Mg 2+ de Cu2+ por precipitación fraccionada usando NaOH como reactivo, si se parte de una solución preparada por disolución de 500 mg de MgCl 2 y 700 mg de Cu(NO 3)2 en un volumen final de 1000.0 mL. Considerar 99.9 % como criterio mínimo de conversión. Datos: Kps Mg (OH ) = 1.210 2

−11

, KpsCu (OH ) = 2.210 2

−20

, PF , PF Cu ( NO ) = 187.55 MgCl 2 = 95.21 3 2

4) Varios a) ¿En qué consiste la eliminación de incompatibles y acondicionamiento de la muestra en el análisis de cationes? b) Mencione los reactivos de grupo para el análisis de aniones y nombre los aniones que recuerde de cada grupo. c) Explique y demuestre con ecuaciones cómo se elige un indicador metalocrómico en complejometría. d) Escriba las reacciones involucradas y deduzca la expresión para calcular el potencial en el punto de equivalencia cuando se titula Fe(II) con KMnO4. e) Deduzca la expresión que relaciona el coeficiente de distribución (D) con la Ka y el pH en la extracción de un ácido débil (HM) presente en solución acuosa (en un volumen Va), con un dado volumen de solvente inmiscibl e con agua (Vo). 5) Potenciometría a) Los iones NH 4+ son interferentes en la determinación de K + cuando se usa un ISE formado con el ionóforo valinomicina. ¿Qué “error -2 + %” se cometería en la determinación de la concentración de una solución patrón 1.00x10 mol/L de K , si la medición del E Celda se realizara en presencia de 1.00x10 -2 mol/L de NH4+? Expresar el error según: Er % =

C Re al − C Medida C Re al

.100 donde C : concentrac ión

Datos: Coeficiente de selectividad K (K+, NH4+) = 0.2 + + La curva de regresión es Ec = 26.7 mV + 59.2 mV log [K ] y la ecuación de Nikolskii – Eisenmann es E celda = K + 59.2 log ([K ] + K (K+, + NH4+). [ NH4 ] ). b) Dibuje y explique el principi o de funcionamiento de una sonda para CO 2. c) Defina el significado de ionóforo y explique qué utilidad tiene en potenciometría. d) ¿Cómo se clasifican los electrodos de membrana? De un ejemplo de cada tipo.

Observaciones: Contestar cada pregunta en hoja separada, co locando el nombre en cada ho ja. NO USAR LAPIZ! • En caso de no responder alguna pregunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre. • Resolver primero la parte cuantitativa, entregar y hacer cualitativa usando tablas. • Resultados: miércoles próximo a las 10 horas. •



1. Preparación de soluciones y SI

+3

a) Indique procedimiento para la preparación de la siguiente solución: 500.00 mL de una solución de Al de 5.0 –1 µg mL partiendo de Al2(SO4)3 (PF: 342.20) con una Ir de pesada ≤ 0.5 %. Ia pesada= ±0.1 mg/pesada. b) Indicar el Nº de cifras significativas de los siguientes números: 9 0.000480010 6.380 x 10 c) Redondear los siguientes números a las cifras significativas que se indican: 1.2367 a 3cs 2.051 a 2cs 2.0050 a 3cs d) Exprese las siguientes concentraciones de acuerdo al SI: Fe2+ 5.5 ppm, en agua de pozo (PAFe=55.85) K 2Cr 2O7 0.05210 N (para utilizar en una reacción redox en medio ácido).

2. Electroquímica a) Escriba la ecuación de Nikolskii – Eisenmann e indique el significado de cada uno de sus términos. ¿Qué valor debería tener el coeficiente de selectividad (K iJ) para que un ISE sea apropiado para la cuantificación? b) Dibuje de forma completa detallando sus componentes y explique el principio de funcionamiento de una sonda de CO2 ó NH3 (elija sólo una). c) ¿Cómo se clasifican los electrodos de membrana? Explique la constitución de cada tipo y dé un ejemplo correspondiente a cada tipo.

3. Ácido Base

Se dispone de una solución reguladora de H2PO4-/HPO42- de concentración formal 0.50 PF/L y pH=7.21. (Ka1=7.11×10-3, Ka2=6.23×10-8, Ka3=4.50×10-13). ¿Serán suficientes 4.00 mL de esta solución reguladora para mantener por debajo de 8.00 el pH de una solución que contiene 0.05 mmol de OH- en 100.00 mL totales?

4. Redox Se mezclan 4 mmol de Sn(IV) con 4 mmol de Ce(IV) y 1 mmol de Sn(II) en un volumen de 20.0 mL; agregando luego 10.0 mL de Ce2(SO4)3 0.3 M. El pH final es 0.0. a) Calcular el potencial del siguiente sistema una vez logrado el equilibrio. b) Si se realizara una titulación de Sn(II) con Ce (IV), indique si la curva resultará simétrica o no, y dibújela a mano alzada indicando donde se situaría el punto de equivalencia. Datos: EºCe(IV)/Ce(III) = 1.44 V EºSn(IV)/Sn(II) = 0.14 V

5. Cualitativa a) Una muestra sobre la que se quieren investigar cationes, tiene las siguientes características: es coloreada, ligeramente alcalina, y en el análisis de los aniones se encontró que tiene: cloruro, sulfato, arsenito y nitrito ¿Será necesario hacer el “acondicionamiento de la muestra”? ¿Por qué? ¿Cómo lo haría en caso de ser necesario? b) Indique mediante qué ensayos podría conocer de qué droga se trata entre los pares listados más abajo. Describir esquemáticamente el proceso de disolución previa de la muestra en caso de ser necesario y su posterior identificación. NaCl y KBr Mg(NO3)2 y Cd(NO3)2 Ca(SO4)2 y Sr(SO4)2 AgNO3 y Pb(NO3)2 Ca (CO3)2 y K 2CO3

Observaciones: Contestar cada pregunta en hoja separada, co locando el nombre en cada ho ja. NO USAR LAPIZ! En caso de no responder alguna pregunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre. Resolver primero la parte cuantitativa, entregar y hacer cualitativa usando tablas. Resultados: miércoles próximo a las 10 horas. •

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1) Tema Redox. Se mezclan 4 mmol de Cr 2O72– con 4 mmol de Cr(III), 10 mmol de Fe2(SO4)3 y 15 mmol de FeSO4 en un volumen final de 100 mL y a un pH igual a 1.0. Datos: Eº Cr 2O72– /Cr 3+ = 1.33 V y Eº Fe 3+/Fe2+ = 0.77 V. a) Calcular el potencial del sistema una vez logrado el equilibrio. b) Si se realizara la titulación de Fe(II) con K 2Cr 2O7, indique si la curva resultará simétrica o no, y dibújela a mano alzada, indicando el punto de equivalencia. c) Expresar según el Sistema Internacional (SI): la concentración de una solución de K 2Cr 2O7 0.2450 g/100 mL (PF=294.185). Dicha solución es una SPP que se utilizará en una reacción redox en medio ácido. 2) Tema Acido base. Se necesita determinar y confirmar la pureza de una muestra sólida de NaHCO 3 (PF 84.007 g/mol) cuyo rótulo indica una pureza del 95.00 % (m/m) en base seca (BS). Datos: Ka 1=4.45×10-7; Ka2=4.69×10-11. a) Calcule la masa a pesar de la muestra para preparar 250.0 mL de solución, teniendo en cuenta que a partir de esta, se titularán alícuotas de 10.0 mL con una SPS de HCL 0.04526 mol/L y se utilizará una bureta de 25.0 mL. Además, el porcentaje de humedad determinado en el laboratorio, para el día en que se realizara la titulación, fue de 1.52 %. b) Plantee la reacción de titulación. Calcule el volumen de equivalencia, e indique el pH de la solución en el punto de equivalencia, teniendo en cuenta que la concentración inicial de NaHCO3 en el matraz es de 0.10 mol/L. c) Exprese la concentración de la muestra en %(m/m) BS considerando que en la titulación de 10.00 mL de solución muestra se gastaron 21.10 mL de SPS de HCL 0.04526 mol/L, y que para preparar 250.0 mL de la solución muestra se pesaron 2.0532 g de muestra sólida. d) Calcular el error relativo (ER%), si se sabe que el valor de pureza convencionalmente aceptado como verdadero es de 95.00%. ¿Es aceptable el resultado, si se espera que la inexactitud no supere el 2 %? 3) Tema Potenciometría. Un fertilizante sólido para plantas contiene sulfato diamónico [(NH 4)2SO4] (PF 132.14). Al no disponer de un ISE para el sulfato, para confirmar su pureza, se pesa una masa de 600.00 mg y se disuelve hasta un enrase de 25.00 mL. En un tubo de centrifuga se transfiere 10.00 mL de la solución y se adiciona bajo agitación 2.00 mL de una solución saturada de cloruro de calcio (hasta pptación completa). Luego, el precipitado de CaSO 4 (PF 136.14) separado por centrifugación, se disuelve y titula potenciométricamente con una SPS de EDTA disódico (0.06896 mol/L) y utilizando un ISE de Ca2+. En la tabla se muestran los valores de Ec (mV) vs. ml de titulante. a) Informar el % m/m de [(NH 4)2SO4]; b) Calcule la masa de precipitado de sulfato de calcio que obtendría en el tubo de centrifuga; c) Dibuje de manera detallada un ISE para Ca 2+ y d ) ¿Qué otro ISE o Sonda podría usar para determinar esta pureza? Datos: Ca (PA 40.078). mL (T) 21.70 21.80 21.90

Ec (mV) 224 228 237

mL (T) 22.00 22.10 22.20

Ec (mV) 243 247 293

mL (T) 22.30 22.40 22.50

Ec (mV) 385 621 628

mL (T) 22.60

Ec (mV) 634

4) Tema Complejometría. a) Analizar la cuantitatividad de la titulación de 10.00 mL de una solución de Ca(II) (que expresada como carbonato de calcio es igual a 300 ppm) con un a solución de EDTA a pH 5.00 ( α0 del EDTA es de 3.54 x 10-7). Se considera cuantitativa cuando existe un 99.9 % de conversión. Dato: K f (CaY)=5x1010. 2+ 2+ b) Explique por qué se debe utilizar un complejante auxiliar en las titulaciones con EDTA de algunos cationes (Cu , Zn , etc.) y mediante que expresión se cuantifica la influencia del complejante auxiliar en los cálculos. -1 c) Calcular los volúmenes de una SPS de EDTA 0.0250 mol L que se gastarán en la titulación de las siguientes muestras a pH 10.0 y escribir las ecuaciones correspondientes: c1 ) 25.00 mL de una solución de Mg(NO3)2 0.0522 mol L-1 y c 2 ) 0.03855 g de 8 10 CaCO3 spp. Datos: K f ( MgY) =4.90x10 ; K f (CaY)=5x10 ; α0 del EDTA (a pH 10.0)=0.36 d) ¿Por qué las soluciones de EDTA se guardan en frascos de plástico convenientemente rotulados y no en frascos de vidrio? e) ¿Cómo se procede para disolver el CaCO3 spp en la preparación de una SPP para ser usada en titulaciones del EDTA?

5) Tema Expresión de resultado y Preparación de Solución. A) Indicar el número de cifras significativas de los siguientes números: a) 0.03910 y b) 1.40 x 104 B) Redondear los siguientes números a las cifras significativas que se indican: c) 1.2367 a 4CS y d) 2.0050 a 3CS C) Se necesita preparar 100.00 mL de una solución patrón de Amoxicilina de aproximadamente 0.05 mg/mL en una solución de HCL 0.10 mol/L. Para la preparación se dispone de una sustancia patrón de Amoxicilina cuyo certificado declara una pureza de 95.7% m/m en base seca y una humedad de 13.0% m/m, al momento de la preparación de la solución y además se cuenta con una solución de HCL 2.5 mol/L. Cómo procedería si se admite una incertidumbre relativa en la pesada ≤ 0.5 % (Ia balanza ± 0.1 mg). Realice un listado de las operaciones y del material de laboratorio implicados en la preparación de dicha solución. • •

Contestar cada pregunta en h oja separada, colocando el nombre en cada hoja. NO USAR LAPIZ! En caso de no responder algun a pregunta, entregar de igual for ma una hoja en blanco por pregunta, con nomb re.



1) Preparación de soluciones Cómo prepararía, explicitando cálculos y operatoria, las siguientes soluciones: a) 500.00 mL de una solución de K 2Cr 2O7 (294.192) de manera que su título sea 11.50 mg FeSO 4/ mL, sabiendo que el K 2Cr 2O7 contiene 85.60 % (p/p) en base seca y 3.75 % de humedad. +2

b) 1000.0 mL de un patrón de Zn que tenga 1.0 mg/mL en medio ácido de 0.25 mmol/mL, utilizando: H 2SO4 (98.066) 25.38 % (p/p), cuya densidad es 1.150 y ZnSO4.7 H2O (287.56) de 93 % (p/p) de pureza. Se requiere tener una Ir < 0.5 % en la pesada.

2) Separativos Se quiere extraer una sustancia AH presente en 50 mL de una muestra acuosa en una concentración de 0.1 mol/L. Si se realizan 3 extracciones con 15 mL de un solvente orgánico: -5 a) ¿A qué pH se obtendrá un rendimiento de la extracción del 99.5 %? Datos: Ka: 1.5 x 10 , K D= 700 b) Explique qué es la precipitación fr accionada ¿En qué etapa del PMQ se aplica? c) Explique los requisitos que se deben tener en cuenta en el proceso de preparación de la muestra.

3) Complejos Se desea realizar la valoración de una SPS de EDTA aproximadamente 0.025 mol/L utilizando una bureta de 50.00 mL y alícuotas de una SPP de CaCO 3 de 25.00 mL. a) ¿De qué concentración deberá preparar 250.00 mL de la SPP? b) Si con esta SPS de EDTA ya titulada cuya concentración resulta ser 0.02510 mol/L se valoraron alícuotas independientes de 100.00 mL de una muestra de agua para determinar dureza total y dureza debida al Ca, gastándose 46.94 y 37.00 mL, respectivamente, exprese los resultados en ppm CaCO 3 y °F. c) Si se fija un error admisible del 0.5% en la titulación de EDTA con CaCO 3, determine los pM del entorno del punto de equivalencia y realice un esquema de la curva de titulación resultante. d) ¿Con qué objetivo se realizan los cálculos del punto “c”? e) ¿Qué criterios se siguen en la elección de los indicadores metalocrómicos? 10 Datos:K fCaY=4.90 10 α0EDTA (pH 10)=0.36 PF CaCO3=100.09

4) Ácido Base Se necesita determinar la concentración exacta de alícuotas de 10.00 mL de un ácido HA aproximadamente 0.05 mol/L, utilizando una SPS de NaOH 0.0250 mol/L y una bureta de 25.00 mL, Ka=6.0 ×10-7. a) Plantee la reacción de titulación. Calcule el volumen de equivalencia y el pH de la solución en los puntos inicial, de equivalencia y 3/2 del volumen de equivalencia. b) Aceptando un error del 0.25% en la determinación del punto de equivalencia, seleccione un indicador adecuado entre: azul de bromofenol (3.0-4.6, amarillo-azul), amarillo de metilo (2.9-4.0, rojo-amarillo), timolftaleina (9.3-10.6, incoloro-azul) y azul de timol (8.0-9.6, amarillo-azul). c) Grafique a mano alzada la curva de titulación resultante y especifique qué especies se encuentran presentes en cada tramo.

5) Gravimetría Para determinar el contenido de cloruro y de aluminio en una muestra sólida se disuelven 20.8753 g en 1.00 L de medio ácido. Sobre una alícuota de 50.0 mL se hace una gravimetría para cloruro obteniéndose una masa de 385.4 mg de AgCl (PF= 143.32). Sobre otra alícuota de 100.0 mL se efectúa la precipitación del aluminio como Al(OH) 3 × H2O, se calcina el precipitado y se pesa como Al 2O3 (PF= 101.96) obteniéndose una masa de 582.7 mg. Por otro lado se determina la humedad de la muestra por secado en estufa de 2.9856 g hasta obtener un peso constante de 2.7985 g. a)(20%) Realice una clasificación de los métodos gravimétricos y ubique dentro de la misma los ensayos que se realizaron. b)(20%) ¿Cuál es el % p/p de humedad de la muestra? c)(20%) ¿Cuál es el contenido de cloruro en la muestra expresado como %p/p BS de NaCl (PF=58.44)? d)(20%) ¿Cuál es el contenido de aluminio expresado como %p/p BS Al(OH) 3 (PF=78.00)? e)(20%) ¿Qué características debe tener un precipitado para poder utilizarse en una determinación gravimétrica?



Examen Final 29 de junio 2012

1) Soluciones Reguladoras (Julia) a) Calcule el pH de una solución reguladora (SR) que se prepara disolviendo en agua 2.40 g de NaH 2PO4 y 5.68 g de Na 2HPO4 y llevando a volumen en un matraz aforado de 500.00 mL. b) Calcule la fracción molar de cada una de las especies presentes en las SR. Datos: -3 -8 -13 Ka1=7.11×10 , Ka2=6.23×10 , Ka3=4.50×10 , PF NaH2PO4=120 g/mol, PF Na2HPO4=142 g/mol. b) Se dispone de una SR de NaH2PO4/Na2HPO4 de concentración formal 0.12 mol/L y pH=7.21: a) ¿serán suficientes 2.00 mL de esta SR + para mantener por arriba de 6.00 el pH de una solución que contiene 0.10 mmol de H en 50.00 mL totales?, b) calcule la capacidad reguladora de esta SR frente al agregado de base fuerte. 2) Tratamiendo de datos (Yami) a) Se desea determinar CaCO 3 en una muestra sólida que tiene otras sustancias inertes. Para ello se pesa una cantidad de muestra, se solubiliza y se enrasa a 250.00 mL. Se toma una alícuota de 10.00 mL y se titula con una SPS de EDTA 0.05302 mol L -1. Esta operación de pesar una cantidad de muestra, disolverla y titularla con SPS se repitió 6 veces. Calcular el % (p/p) de CaCO 3 y expresar correctamente el resultado. Datos: PFCaCO3 = 100.088 Masa Volumen n Q0.90 G. l.(n-1) t 0.95 Material muestra (g) EDTA (mL) 3.4964 20.46 3 0.94 2 4.30 Matraz 3.0128 18.56 4 0.76 3 3.18 Balanza 3.5015 21.20 5 0.64 4 2.78 Bureta 3.4832 20.78 6 0.56 5 2.57 Volpipeta 3.3567 19.36 3.0056 16.98 Vol sol (mL) 100 % p / p = Vg ( mL) x M EDTA (mmol L 1 ) x PFCaCO3 (mg mmol 1 ) x x Volalicuota (mL) mmuestra (mg ) −

−

3) Redox (Merce) Para realizar el control de calidad de muestras de agua lavandina por titulación yodométrica se dispone de una solución patrón secundaria (SPS) de tiosulfato de sodio que se preparó disolviendo 6.2564 g de Na 2S2O3.5H2O p.a., PF= 248.182 en un matraz de 500.0 mL. Las muestras a analizar tienen una concentración declarada de cloro activo de 55 g/L. Responda: a)(20%) ¿Cuál es la concentración aproximada en eq/L de la SPS preparada? y ¿De qué manera determina su concentración exacta? b)(10%) Explique el concepto “cloro activo” como forma de expresar la concentración de las muestras c)(20%) Dibuje un esquema del procedimiento utilizado para la titulación de la muestra incluyendo los reactivos necesarios. Considere la utilización de una bureta de 10.0 mL y una volpipeta de 5.00 mL d)(20%) Escriba las ecuaciones químicas involucradas en esta titulación. ¿Qué clase de titulación es la yodometría? e)(30%) Determine si será necesario diluir la muestra antes de titularla y en caso afirmativo especifique con que material disponible en el laboratorio haría esta dilución. 4) Potenciometría (S Hernández) Luego de realizar la curva de calibrado utilizando una celda potenciométrica constituida por un electrodo de referencia y un ISE para el 2+ 2+ Ca , se obtiene la siguiente ecuación para la curva de regresión E celda(mV)=95.7mV+29.4mV x log[Ca ]. Tener en cuenta que el rango -6 -1 2+ dinámico de concentraciones donde se cumple el comportamiento nernstiano, se encuentra desde 10 a 10 mol/L de Ca . Informar: -4 a) ¿Qué lecturas de Ec (en mV) obtendría, si analizara el sobrenadante de una sol.sat. de CaC 2O4 a pH=10 en presencia de 10 mol/L de EDTA sódico; utilizando y no utilizando TISAB? b) Explique a que se debe la existencia del Potencial de Unión Líquida. ¿Qué se realiza experimentalmente para disminuir su valor y en qué orden de magnitud en la unidad de “mV” pueden alcanzar sus valores? c) ¿Cuándo es necesario realizar una titulación potenciométrica? ¿En esta clase de titulaciones el electrodo indicador debe ser sensible a la especie titulada o al titulante? -9 210 Datos: Para Oxalato: Kps CaC2O4 = 3.98.10 y α0 pH=10 (C2O4 ) = 0.999; Para EDTA: K CaY = 4.90 10 y α0 EDTA pH=10 = 0.36 5) Varios (Caco) a) Para una solución reguladora defina los términos capacidad y efectividad. o b) En complejometria, a que se denomina ligandos, n de coordinación y quelatos c) Cuáles son las razones para la utilización de las titulaciones acido-base en disolventes no acuosos. 4 e) Dibuje a mano alzada la curva de valoración de: un diprotico H 2 A con BF cuando ( K1/K2)≥ 10 . Proponga un caso real y haga también en forma esquemática el diagrama de distribución de especies químicas del mismo en función del pH, ubicando los puntos más importantes del diagrama. e) Porque interfieren los cationes pesados en el análisis de aniones. Como los elimina en caso de estar presentes. f) De que manera interfiere la presencia de fluoruros en el análisis de cationes. Explique como lo elimina en caso de estar presente



Examen Final 02 de marzo 2012 -–1 1) Acido Base. Se necesitan preparar 500.0 mL de una Solución Reguladora de pH= 6.00 y Cf= 100 mmol L . Para ello se dispone de un –1 ácido sólido H 2A y de soluciones de HCl e NaOH 2.00 mol L . a) Indique que masa de H 2A debe pesar. ¿Cuál de las soluciones disponibles emplea y que volumen de la misma necesita para preparar la solución requerida? b) ¿Son suficientes 5.00 mL de la solución preparada para mantener el pH de una mezcla por debajo de 7.00, si durante una reacción se producen 1.0 mmol de OH ? c) ¿Cúal será el pH resultante si 50.0 mL de la solución preparada se diluyen a 200.0 mL? -3 -6 Datos: H2A (PF = 166.137, Ka 1 = 1.0 x 10 y Ka2 = 2.0 x 10 ) 2) Electroquímica. Se dispone de un mineral constituido por cloruro de sodio, fluoruro de sodio y por material inerte desde el punto de vista de las metodologías analíticas a utilizar. Para conocer su composición se procede de la siguiente manera: a) Se preparó una solución A disolviendo 327.8 mg en H 2O dest. y enrasando a 250.00 ml. Se tomó una alícuota de 25.00 mL de esta solución y se tituló por el método de Mohr con una SPS de AgNO 3 0.02218 mol/L gastándose 20.19 ml. b) Por otro lado una alícuota de 10,00 mL de la solución A se diluyó a 1000,00 mL. Esta solución se procesó potenciométricamente obteniéndose un E de celda = 17.0 mV para lo cual se utilizó un electrodo sensible al ión fluoruro y tres soluciones patrones de fluoruro de -6 -5 -3 1.00x10 , 1.00x10 y 1.00x10 mol/L cuyos potenciales resultantes fueron 120.7, 61.6 y –56.9 mV, respectivamente. Calcular: % (p/p) del NaCl y % (p/p) del NaF Responder: ¿Qué significa el concepto de comportamiento nernstiano de un ISE para un ión divalente? ¿Cuáles son los componentes básicos de una solución TISAB y qué función cumplen cada uno de estos constituyentes? Datos: PF del fluoruro = 18.9984 PF del sodio = 22.9898 PF del cloruro = 35,453 3) Redox 2– Se mezclan 4 mmol de Cr 2O7 con 4 mmol de Cr(III), 10 mmol de Fe2(SO4)3 y 15 mmol de FeSO 4 en un volumen de 100.0 mL. El pH final es 1. a) Calcular el potencial del sistema una vez logrado el equilibrio químico. b) Si se realizara una titulación de Fe(II) con K 2Cr 2O7, indique si la curva resultará simétrica o no, y dibújela a mano alzada indicando donde se situaría el punto de equivalencia. Datos: Eº Cr 2O72– /Cr(III) = 1.33 V EºFe(III)/Fe(II) = 0.77 V 4) Extracción líquido-líquido a) Con el objetivo de extraer un ácido (HA) presente en 100.0 mL de una muestra acuosa en una concentración de 8.3 x 10 –4 mol/L, se evalúan dos alternativas de extracción líquido-líquido: realizar 3 extracciones con 10.0 mL de un solvente orgánico de la muestra acuosa a dos pH diferentes (pH 1=5.00 o pH2=8.00). ¿Bajo qué condiciones de pH se obtiene la mayor recuperación del ácido? Explique de qué –5 manera afecta el pH en la extracción. Datos: Ka = 1.78 x 10 y K D = 500. b) Explique los 5 requisitos a tener en cuenta en l a preparación de la muestra. c) ¿Cómo se define la sensibilidad de una reacción cualitativa? ¿Con que parámetros se la puede cuantificar? 5) Tratamiento de datos. Para la determinación de dureza de agua se procedió de la siguiente manera: se tomaron alícuotas de 25.00 –1 mL, se le agregaron 10 mL de Solución Reguladora de pH=10.0 y se titularon con solución de EDTA 0.01902 ± 0.00003 mol L , gastándose 8.12, 8.18, 8.14, 8.20 y 8.36 mL, utilizando NET como indicador. a) Expresar el resultado de la dureza total de la muestra correctamente. b) Defina exactitud y precisión. Ejempli fique gráficamente. c) Luego de realizar la experiencia, el Ente Regulador determina que la muestra posee 550 ppm de CaCO 3. Calcular el coeficiente de variación y la inexactitud. Datos: Ia Volp simple aforo = ±0.03 mL; Ia Bureta =± 0.02 mL; PM CaCO3: 100.0892 g/mol; Test Q 90 (n=4): 0.76; Test Q90 (n=5): 0.64; tα=0.05 (n=4): 3.18; t α=0.05 (n=5): 2.78 6) Preparación de soluciones y SI. –1 –1 a) Se necesitan preparar 250.00 mL de KMnO 4 10 mmol L partiendo de una solución más concentrada de aproximadamente 1 mol L para luego normalizarla con una solución de Na 2C2O4 (PF=134.00 g) calidad patrón primario. Indique cómo procedería para efectuar la preparación de la solución de KMnO 4 10 mmoles L –1 y la SPP de Na2C2O4 si dispone de buretas de 10.00 mL, pipetas volumétricas de 10.00 mL y demás material volumétrico a elección. Determinar la concentración exacta del mismo, si para una alícuota de 10.00 mL de una SPP de Na 2C2O4 se gastaron 7.86 mL (para la preparación de la SPP se disolvieron 271.8 mg y se llevaron a 100.00 mL). b) Defina el término “volúmenes de O2” utilizado como expresión de concentración. Para fundamentar su respuesta, utilice ecuaciones –9 químicas. c) Indicar el Nº de cifras significativas de los siguientes números: 0.3010 2.0 x 10 d) Redondear los siguientes números a las cifras significativas que se indican: 8.4467 a 3cs 44.053 a 3cs 338.050 a 4cs Observaciones: Contestar cada pregunta en hoja separada, co locando el nombre en cada ho ja. NO USAR LAPIZ! En caso de no responder alguna pregunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, con nombre. Resolver primero la parte cuantitativa, entregar y hacer cualitativa usando tablas. Resultados: miércoles próximo a las 10 horas. •

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Examen Parcial 14 de octubre de 2011

1) Tratamiento de datos Para determinar el % p/p en BS de CaCO 3 (PF = 100.091±0.004) en una muestra sólida se pesa en un pesa sustancia tipo embudo la cantidad de 0.5287 g de la misma utilizando una balanza analítica (Ia= 0.1 mg). La masa pesada se disuelve y se lleva a 500.00 (±0.20) mL en matraz aforado para obtener una Solución Muestra (SM). Se toman 5 alícuotas de 25.00 (±0.03) mL de SM y se titulan con EDTA SPS 0.01233 (±0.00005) mol/L, gastándose en las titulaciones los siguientes volúmenes de una bureta de 20.00 (±0.03) mL: (15.24 – 15.16 – 15.08 – 15.82 – 15.10) mL. Por otro lado se determinó la humedad de la muestra resultando la misma de 3.56 (±0.01)%. Si la ecuación que se utilizó para obtener el resultado fue: %p/p BS= Vgastado SPS x M SPS x PF x Vtotal SM x 1 x 100 V alícuota Masa de muestra (1 – % hum./100) a) Realizar el tratamiento estadístico adecuado para obtener y expresar correctamente el resultado. b) Calcular un indicador de impr ecisión y uno de inexactitud. El método de referencia arrojó un resultado de 68.54% p/p BS Datos: n

3 4 5

Q(0.90) 0.98 0.85 0.73

Grados de libertad 2 3 4

t (0.95)

4.30 3.18 2.78

2) Equilibrio Acido Base – Solución Reguladora Se necesita preparar 250.00 mL de una solución reguladora CF = 0.050 mol/L y pH = 10.0. En el laboratorio dispone de los siguientes reactivos: soluciones valoradas de KOH 0.200 mol/L y de NH 4OH 6.000 mol/L; y las siguientes sales: NH 4CL (PF = 53.491), NaHCO 3 (PF = 84.0066), NaH2PO4 (PF = 119.9779), Na2HPO4 (PF = 141.9588) y Na 3PO4 (PF = 163.9407) todas de 99.0 % p/p. Responda: a) ¿Cuál es el par ácido-base conjugado que utilizaría en la preparación? ¿Qué criterio utilizó para tal decisión? b) Dibuje la curva de distribu ción de especies ( α vs. pH) del sistema seleccionado para la preparación de la SR e indique el pH de la SR. c) Defina el concepto de Capacidad Reguladora. d) Informe la Efectividad de la SR preparada. Considera que dicha efectividad es buena, ¿qué criterio utiliza para tal consideración? Datos: pKa (NH4+) = 9.25; Para H2CO3 (pKa1 = 6.35 y pKa 2 = 10.25); Para H3PO4 (pKa1 = 2.15, pKa2 = 7.20 y pKa3 = 12.35).

3) Redox: a) Elegir indicador con un Er =± 0.5 % para la titulación de 20.00 mL de FeCl 3 0.060 mol/L con una solución de SnCl 2 0.0500 mol/L a pH = 1.00. b) Corrobore la cuantitatividad d e la reacción. o + + o 4+ + c) Defina el potencial normal o estándar de electrodo y el potencial formal. E Fe3 / Fe2 = 0,771 V; E Sn /Sn2 = 0.139 V. Indicadores (ni = 1): DAS (Eºt = 0.85V), Ferroína (Eºt = 1.11 V), Nitroferroína (Eºt = 1.31 V)

4) Varios: a) Exprese las siguientes concentraciones de acuerdo al SI: 2+ • 38.5 ºF correspondiente a Mg en agua de pozo. • 7.3 g proteínas totales por 100 mL de suero sanguíneo. b) Exprese las siguientes magnitudes de acuerdo al SI e indique cuantas cifras significativas posee: • 0.00000549 L • 3255 mg 2+ c) Defina los términos “Ligando”, “Nº de coordinación” y “Quelatos”. En la valoración de Ni con EDTA a pH = 9.0 (con reguladora + NH4 /NH3), cual es la expresión de la K´ NiY (constante de formación condicionada) y de que variables depende ¿Por qué se agrega NH 3? d) Indique cuáles son los requerimientos de una reacción analítica para ser usado en un método volumétrico. e) Cuando se disuelven, por ejemplo, 60 g de HAc en 1 L de disolución, establezca cuál es la diferencia entre “concentración formal” y “concentración molar”.

Observaciones: Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada hoja. • No usar lápiz. • En caso de no responder alguna pregunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, c on nombre •



1) Cualitativa (libro cerrado) a) Enumere y describa las características analíticas de la respuesta binaria en el análisis cualitativo. b) Indique a que se denomina interferencia POSITIVA y NEGATIVA en el anál isis cualitativo, y como se eliminan. c) En el aseguramiento de la respuesta o señal de una reacción, indique cómo se hacen experimentalmente y para qué sirven los ensayos BLANCO, TESTIGO Y CONTROL. d) ¿Qué significa la sensibilidad de una reacción en el análisis cualitativo y como se expresa numéricamente? e) Describa los reactivos de grupo para el análisis de aniones y nombre los aniones que recuerde de cada grupo. f) Indique cuales son los incompatibles que hay que eliminar previamente al análisis de cationes en caso de encontrarse y de que manera lo haría.

2) Equilibrio Heterogéneo Se dispone de una muestra sólida de Ag 2CrO4. Determinar su solubilidad en: a1) solución saturada, a2) en solución acuosa a pH = 2.00 y a3) en presencia de una concentración de NH 3 = 0.1 mol/L a pH=9.0 (α 0 aprox. igual a 1). –12 + 3 7 (KpsAg2CrO4= 1.2 x 10 ; Constantes de formación de los complejos Ag /NH3: β1= 2.04 x 10 , β2= 1.7 x 10 ; Constante de acidez del -7 H2CrO4 Ka1= 3.55 y Ka2= 3.36 x 10 ) b) Explique cómo afecta la presencia de un ión común a l a solubilidad de un precipitado iónico. c) Demuestre que en la extracción de una sustancia A que se encuentra en 100.0 mL de agua, es preferible hacer 3 extracciones con 30.0 mL de un solvente no miscible a una sola con 100.0 mL del mismo solvente.

3) Gravimetría: De una muestra que tiene 14.81 % de Al (III), se pesan 2.8360 g, se disuelven en medio ácido y se llevan a 1000.00 mL. De esta solución se toman 2 alícuotas de 100.00 mL y se analizan gravimétricamente por dos métodos: Método 1 Método 2 Forma de pesada Como Al2O3 Como hidroxiquinolato Al(C9H6 NO)3 PF precipitado 101.96 459.44 Tº de secado o calcinación 1100ºC 120-150ºC Forma cristalina Coloidal Cristalina pura Responder: a) Masa de precipitado obtenida por cada método. Indique qué método resultaría más conveniente y por qué. b) ¿Qué parámetros se pueden modificar en la técnica garvimétrica en general y cómo, para obtener precipitados con partículas de mayor tamaño? c) Indique que es la coprecipitación y los tipos de la misma que se pueden producir en una garviemtría. Datos: PF(Al) = 26.98 4) Potenciometría: Se dispone de una celda electroquímica constituida por un electrodo de referencia y un electrodo sensible al ión Zn 2+. 2+ -5 -1 En la etapa de calibración, a dos soluciones calibradoras de Zn (C 1 = 1.00. 10 mol/L y C 2 = 1.00. 10 mol/L) se les adicionan TISAB, y se les mide sus E C , obteniéndose un E 1 = -195.8 mV y E 2 = - 77.4 mV, respectivamente. Posteriormente, a una solución de ZnCl 2 en L=0.01 -2 NH4OH 0.01 mol/L, se le adiciona TISAB y se lee su E Celda = -107.0 mV. Datos: PF ZnCl2 = 136.29; αZn = 6.4 10 Informe: a) La concentración del cloruro de cinc en la solución, expresada en ppm de ZnCl 2. b) Si por equivocación, el operador en lugar de acondicionar con TISAB utilizara Agua Destilada; ¿la concentración de cloruro de cinc obtenida erróneamente, sería mayor o menor a la anterior? Calcular esta concentración y expresarla en ppm de ZnCl 2. c) Dibuje una sonda combinada para determinación de pH, e indique y nombre sus componentes. d) Mencione al menos 3 (tres) limitaciones y/o precauciones que se deben tener al emplear un electrodo de vidrio para protones.




1) Acido base. En el laboratorio se necesitan preparar 500 mL de una solución reguladora de pH=7.80 y CF=0.5 mol/L, a partir de las sustancias sólidas NaH 2PO4 (PF=119.98 g/mol) y Na2HPO4 (PF=141.96 g/mol). Calcular: a) la masa a pesar de cada sustancia, b) la efectividad de la solución reguladora y c) la capacidad reguladora frente al agregado de base fuerte. d) Dibuje la curva de distribución de especies ( α vs. pH) para el ácido fosfórico e indique 5 valores de pH en la misma y las -3 -8 -13 especies presentes. Datos: Ka 1=7.11×10 , Ka2=6.32×10 , Ka3=4.5×10 .

2) Varios: a) Indicar la cantidad de cifras significativas de los siguientes números y redondear al número indicado entre paréntesis: 0.040300 (1) 2.000 x 10–9 (2) 9.4467 (3) 0.44053 (2) 3338.050 (2) b) Como prepararía 1000.00 mL de una solución patrón de P de 0.500 ppm a partir de KH 2PO4 (pa) (PF 136.086). Explicitar cálculos, material utilizado y técnica operatoria si se requiere en la pesada no superar una Ir de ± 0.5% (Ia por pesada= ±0.1 mg). PA(P) = 30.97. c) Indique en qué consisten el Proceso Analítico Total (PAT) y el Proceso de Medida Químico (PMQ). Para este último presente algunos ejemplos de las diferentes etapas que haya realizado en el laboratorio. d) Se disuelven 25.00 g de un ácido monoprótico HM (PF = 75.2 y Ka = 2 x 10–4) en 500 mL de disolución. Calcule y establezca cuál es la diferencia entre “concentración formal” y “concentración molar” del ácido. e) Defina exactitud y precisión. Indique si existen diferencia estadísticas entre un valor promedio (x = 5.3 y s = 0.2, obtenidos con n =5) con un valor universalmente aceptado como verdadero (µ = 5.5) (dato: t(0.025, 5-1) = 2.262)

2–

3) Redox: Se mezclan 8 mmol de Cr2O7 con 8 mmol de Cr(III), 20 mmol de Fe 2(SO4)3 y 30 mmol de FeSO4 en un volumen de 500.0 mL. El pH final es igual a 1.0. a) Calcular el potencial del sistema una vez logrado el equilibrio químico. b) Si se realizara una titulación de Fe(II) con K2Cr2O7, indique si la curva resultará simétrica o no, y dibújela a mano alzada 2– indicando donde se situaría el punto de equivalencia. Datos: Eº Cr2O7 /Cr(III) = 1.33 V EºFe(III)/Fe(II) = 0.77 V c) Indique el criterio a tener en cuenta para la elección de un indicador Redox.

4) Complejos: En la titulación de 10.00 mL de Co(II) 0.0505 mol/L con EDTA 0.0910 mol/L a pH = 9.0 y [NH 3]Libre= 1.0 mol/L. a) Dibujar un esquema del procedimiento analítico y escribir la reacción de titulación. b) ¿Cuáles son los equilibrios laterales que deben tenerse en cuenta? Escribir las reacciones c) Verificar la cuantitatividad de la reacción de titulación para un grado de avance del 99.0%. d) Calcular los pCo para el punto de equivalencia y en el entrono de 0.5% del mismo y grafique a mano alzada la curva de titulación. e) ¿Cuáles son los criterios a tener en cuenta al elegir un indicador metalocrómico? 16 -2 -6 Datos: KCoY = 2.0 x10 ; (α0)EDTA, pH 9 = 5.2 x 10 ; (α0)Co = 5.0 x 10 ; el Co(II) forma cuatro complejos amoniacales.



Examen Parcial 19 de noviembre de 2010

1) Equilibrio Heterogéneo. Se desea determinar por titulación complejométrica el Zn 2+ presente en el sobrenadante de una solución sobresaturada de ZnCO 3. Para ello se dispone de una solución de EDTA de concentración 0.0212 mol/L y una bureta de 10.00 mL. Determine el volumen de sobrenadante que debería tomar para realizar la valoración: a) si la solución se encuentra a pH 5.00. b) si la solución contiene 0.3 mol/L de NH 3 teniendo en cuenta que el Zn 2+ forma complejos con el NH3 (nota: el pH de trabajo hace que el αº de carbonato sea igual a 1). Para ambos casos especificar qué material volumétrico utilizaría. Datos: Kps ZnCO 3= 2.0 x 10–10 --- Ka1 H2CO3 = 4.45 x 10 –7 --- Ka2 H2CO3 = 4.69 x 10–11 --- αZn (NH3=0.3 mol/L)= 1.54 x 10–7 c) ¿En qué consiste una gravimetría? ¿Qué tipos de precipitados se pueden obtener? d) ¿Cuáles son los factores que influyen en el tipo de precipitado, y qué se puede hacer para mejorarlos? e) ¿En qué consiste la precipitación homogénea? 2) Preparación de la muestra a) Para una amina B, cuya constante de distribución entre la fase acuosa y un solvente orgánico (según esquema) es K D = 3. Su forma ácida en fase acuosa es BH + y su constante de acidez K a=1.0x10–9 (BH+ ↔ B + H+). a.1) Sobre un volumen de 50.0 mL de disolución acuosa de la amina 0.010 mol/L se hace una extracción con 100.0 mL de solvente orgánico, a pH = 8.0 en la fase acuosa. ¿Qué rendimiento se [B][H ] Ka = obtendrá? [BH ] a.2) Se realiza esa misma extracción pero a pH = 10.0 ¿Cuál es el rendimiento? Calcule la concentración formal de la amina en cada fase para este pH. +

+

a.3) Establezca la diferencia entre K D y D. b) ¿En qué consiste el PMQ? ¿Qué etapa insume la mayor cantidad de tiempo y por qué? c) Cuando se prepara una muestra para el análisis, ¿qué p rincipios generales se deben tener en cuenta? d) Mencione los principales objetivos de la aplicación de técnicas de separación.

3) Potenciometría Con el objetivo de determinar el % p/p Na 2C2O4 (PF 133.999) presente como impureza en una sal. Con este objetivo, se pesan 7111.1 mg de la sal y se solubilizan hasta alcanzar un volumen final de 50.00 mL. Posteriormente una alícuota de 5.00 mL se trasvasa a un tubo de centrífuga y se adicionan 5.00 mL de una SPP de Ca 2+ 0.0250 mol/L. Por centrifugación se separa el precipitado de CaC2O4 y a la totalidad del sobrenadante se lo recupera y enrasa en matraz aforado de 20.00 mL. A un volumen de alícuota de dicha solución se le adiciona el mismo volumen de solución TISAB, y se mide el E celda utilizando un ISE de Ca2+ obteniéndose 22.8 mV. La ecuación de la curva de calibración obtenida usando dicho ISE es E celda(mV)=94.6mV+29.6mV.log[Ca2+]. Observación: realizar todos los cálculos utilizando 3 Cifras Significativas y considerar que los otros ingredientes de la sal no interfieren en la determinación potenciométrica. a) Calcular el % p/p Na 2C2O4 b) Justifique el valor de la pendiente de la curva de calibración para este ISE de Ca 2+. c) Explique a qué se debe la existencia del Potencial de Unión Líquida. ¿Qué se realiza experimentalmente para disminuir el Potencial de Unión Líquida y en qué orden de magnitud en la unidad de “mV” puede alcanzar su valor? d) Esquematice una sonda para la detección de CO 2 ó una para la detección de NH 3. Nombre cada una de sus componentes. e) ¿Qué se entiende por Titulación Potenciométrica? ¿En estas titulaciones el electrodo indicador debe ser sensible a la especie titulada o al titulante? Mencione ventajas y desventajas. .

4) Cualitativa. a) ¿Cómo diferenciaría de la forma más “sencilla y rápida”, mediante un ensayo o r eacción, entre los siguientes pares de sustancias?: a.1) K2SO3 - KF a.2) KCl - NaBr a.3) Na2S2O3 - Na2SO4 a.4) Ca(C2O4) – tartrato de cálcio b) Mediante qué ensayo/s p revios para cationes podría diferenciar de qué droga se trata entre los siguientes pares: b1) NaCl y MgCl 2 b2) Zn(NO3)2 y Cd(NO3)2 b3) PbSO4 y BaSO4 b4) Hg(NO3 ) y TlNO3 c) Indique si es necesario realizar la “solución preparada” para aniones cuando los cationes presentes son Na +, K+ y NH4 +. d) Indique si es necesario “acondicionar” la muestra para el análisis de cationes cuando no tiene materia orgánica ni fluoruros, es coloreada y alcalina. En caso afirmativo indique cómo lo haría. Observaciones: Contestar cada pregunta en hoja separada, colocando el nombre en cada hoja. • En caso de no responder alguna pregunta, entregar de igual forma una hoja en blanco por pregunta, c on nombre •

Finales Quimica Analitica FBCB UNL

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