EJERCICIOS DE QUÍMICA ANALITICA CUANTITATIVA CUANTITATIVA 1.- SUBRAYE LA RESPUESTA CORRECTA DE CADA UNO DE LOS INCISOS: I.- Sustancia que debe ser separada y cuantificada, se denomina: a. Analito b. Titulante c. Titulada d. Ninguno
VI.- Proceso en el cual se forma un precipitado por medio de una reacción química se denomina precipitado: a. Heterogéneo b. Homogéneo c. Oclusión d. Ninguno II.- Cuando se realiza un análisis donde la muestra tiene una masa de 0,1 VII.- Cuando un compuesto queda atrapado en los huecos formados g, se dice que se realiza un análisis: durante el crecimiento rápido del cristal se denomina: d. Ninguno b. Oclusión a.Semimicro a. Semimicro b. Micro c. Semimacro a. Adsorción Adsorción c. Entrampamiento mecánico d. Ninguno III.- Los errores que afectan al resultado de una medida en la misma VIII.- Proceso que se alcanza cuando la cantidad de valorante proporción y signo se denominan: añadido es equivalente a la cantidad de analito en la muestra, se a.Sistemáticos b. Crasos c.Aleatorios d.Ninguno denomina punto de..: a. Exceso b. Final c.Equivalencia d. Ninguno IV.- Si el analito en una muestra se encuentra en una proporción menor al IX.- un compuesto cuya pureza ha sido determinada por análisis 0,01%, se lo considera como un componente: químico y se usa como sustancia de referencia en un análisis por a. Principal b. Vestigial c. Menor d. Ninguno valoración se denomina: a. P.Primario b.P.Secundario c. P.Referencia d.Ninguno V.- Cuando las partículas de un precipitado sedimentan con facilidad se X.- Proceso que se utiliza para detectar impurezas que alteran en denominan precipitados: precipitados: punto de equivalencia se denomina: a. Coloidales c. Partículas d. Ninguno c.Estandarizacion d.Ninguno b. Cristalino a.Tit. en blanco b.Tit. Directa
2. En capítulos posteriores se estudiara la espectrometría de emisión atómica atómica de plasma acoplado acoplado por inducción inducción ( Inductively coupled plasma, ICP). En este método, el número de átomos excitados hasta un nivel de energía determinado es función principalmente de la temperatura. Para un elemento con energía de excitación E, en Joule (J), la señal S de la emisión ICP medida se expresa:
S Ae
E kT
A= Constante casi casi independiente de la temperatura temperatura T= Temperatura absoluta K=Constante de Boltzman (1,3807*10-23 J/K) Para un ICP de temperatura promedio de 6000 K y para el Cu, con una energía de excitación de 6,12*10-19 J. Con que precisión se debe controlar la temperatura del ICP para que el coeficiente coeficiente de variación en la señal de emisión sea del 1% o menos.
S S
S
E
T T S 2
E KT 2 T 8,12 K
KT
0,01 8,12 3 1,23*10
3. Los Kps de AgCl y AgI son, respectivamente, 1,8* 10 -10 y 8,3 *10-17. Si se agrega una solución 1 M de AgNO3 a un litro de solución 0,5 M en KCl y 0,1 M en KI, calcular: a) b) c) d) e)
Concentración de Ag+ cuando comienza a precipitar AgI y cuando cuando comienza a precipitar precipitar AgCl, cual ion precipita primero? ¿Cuál será la concentración de I cuando comienza a precipitar AgCl? ¿Cuál será el % del I - inicial que queda en la solución cuando comienza a precipitar el AgCl? ¿Cuál es la relación Cl -/I- en la solución cuando comienza a precipitar AgCl? Cuando la mitad del Cl - inicial precipitó, ¿cuál será la concentración de Ag+?
KCl AgNO3 AgCl KNO3 K ps 1,8*1010 KI AgNO3 AgI KN KNO3 K ps 8,3*1017 a)
Kps
Kps I Ag Ag I
8,3*1017 8,3*1016 M 0,1
El volumen equivalente para el Ioduro es:
0,1*1L 0,1L 1M 0,5*1L Cl 0,4545M 1,1L Veq
1,8*10 10 Ag 3,96*1010 M 0,4545 Cl
Precipita primero el Ioduro
Kps
b)
Kps AgI Kps AgCl
I Ag KpsAgI Cl I KpsAgCl Cl Ag 8,3*10 17
Kps
AgI I Cl I * 0,4545 2,07 * 107 10 1,8*10 Kps AgCl
c) Cantidad Inicial de Ioduro : 0,1 mol Cantidad que no ha precipitado: 2,28*10-7 mol
2,28*107 % I * 100 2,28 * 10 4 0,1
d)
Cl 0,4545 2195652,17 I 2,07*10 7 e)
Cl
Mol I Mol Cl Mol Ag Vtotal
Cl
1L * 0,5M 1L * 0,1M 0,350L * 1 0,185 M 1,350 L
1,8*10 10 10 Ag M 9,73*10 Cl 0,185 Kps
4. Una muestra de 2,0000 g de feldespato produce una mezcla de cloruros de sodio y potasio que pesa 0,2558 g. Si se agregan 35,00 ml de AgNO3 0,1000 M a la mezcla disuelta de cloruros y el exceso de Ag + requiere 1,00 ml de KSCN 0,0200 M para su valoración, ¿cuál es el porcentaje de potasio en el feldespato? Pesos Atómicos: Cl=35,5 Na= 22,94 K=39,06 Aplicaremos el método de Volhard para la determinación indirecta de cloruros. Para ello se agregará una cantidad conocida de AgNO3. El exceso de sal de plata que no ha reaccionado con el cloruro se valorará con una solución patrón de SCN- y se producirán las siguientes reaccciones: Cl- + Ag+
AgCl(precip.) + Ag+(exceso)
Ag+(exceso) + SCN- AgSCN-(precip.) Realizando un balance de moles para la plata se tiene que:
n Ag (total ) nCl (total ) nAg (exceso) n Ag (exceso) nSCN (añadidos )
(1) (2)
nCl (total ) nCl ( NaCl ) nCl (KCl )
(3)
Calculamos el número de moles de Cl-(total) en la muestra, a partir de las ecuaciones 1 y 2 se tiene: 35,00ml * 0,1000 = mmol Cl - + 1,00ml *0,0200 n Cl- total = 3,48 mol Sea: X= masa de NaCl Y= masa de KCl
255,8 mg =X mg NaCl +Y mg KCl (A) Planteando un sistema de 2 ecuaciones con 2 incógnitas se tiene:
Xmg( NaCl ) *
1mmol Cl 58,44mg ( NaCl )
0,01711X
Ymg( KCl ) *
1mmol Cl 74,56mg ( KCl )
0,01341Y
3,48 0,01711 X 0,01341Y
( B)
Resolviendo el sistema se obtiene: X= 13,43 mg de NaCl Y= 241,57 mg de KCl El porcentaje de potasio será:
241,57mg ( KCl ) *
%K
39,06mg K 126,55 mg 74,56mg ( KCl )
126,55mg K * 100 6,33% 2000mg
5. Después de la descomposición de una muestra de 0,5000 g de cierto mineral y de la eliminación de SiO2, la adición de Br 2 y NH 4OH precipita el hierro(III) y el aluminio como hidróxidos, al calcinar los óxidos resultantes pesan 0,125 g. Después se funden con bisulfato potásico y se disuelven con acido sulfúrico diluido, se pasan a través de cinc amalgamado y se titula el Fe(II) con permanganato de potasio( 1 mL es aproximadamente 0,02500 milimoles de oxalato de sodio), para lo cual se requieren 22,46 mL. a) Cuál es el porcentaje de oxido de aluminio y oxido de hierro(II) en la muestra original b) Cuantos mililitros de la solución de hidróxido de amonio ( sg=0,970 y %P/P7,31) se requirieron p ara precipitar todo el hierro(III) y el aluminio de la solución después de neutralizar el acido.
Solución: a)
22, 46 ml sol .*
m Al2O3 mFe2O3 0,1205 g
0, 025 mmol Na2C2O4 1ml sol
*
*
1mol Na2C2O4 1000mmol Na2C2O4
*
2 eq gNa2C2O4 1 mol Na2C2O4
*
1eq gFe 1eq gNa2C2O4
55,85 g Fe 71,85 g FeO * 0, 080687 g FeO 1 Eq gFe 55,85 g Fe % FeO
0,080687 g 0,5000 g
*100 16,14%
La masa de oxido férrico es:
0, 080687 g FeO *
159,69 gFe2O3 2*71,85 gFeO
0, 08966 g Fe2O3
La masa de Oxido de aluminio es:
m Al2O3 0,1205 g 0,08966 0,0308 g % Al2O3
0,0308 g 0,5000 g
*100 6,16%
b) El volumen de la solución de hidróxido de amonio es:
Fe3 3NH3 3H2O Fe(OH )3 3NH 4 Al3 3NH3 3H2O Al(OH)3 3NH 4 111, 7 g Fe3
3*17, 03 g NH3 100 g sol. NH 3 1ml * * 0,8091ml 159, 69 gFe2O3 1*55,85 g Fe3 7,31g NH3 0, 97 g sol .NH 3 Realizando el mismo análisis para el aluminio se tiene: V = 0,4353 ml 0, 08966 g Fe2O3 *
*
El volumen total será: V Sol = 1,24 ml