Química Analítica Problemario de unidad 4 y 5

Química Analítica Problemario de unidad 4 y 5

1. Explique la teoría de formación de complejos de acuerdo a Lewis.

• Las reacciones entre ácidos y bases de Lewis, en las que un catión metálico se combina con una base de Lewis, producen la formación de complejos. Un complejo o compuesto de coordinación es una especie química (neutra, aniónica o catiónica) constituida por un átomo central coordinado a una serie de ligandos. El número de átomos a los que se coordina el átomo central se denomina índice de coordinación.

[pic 1]

1. Defina que es un ligante, un agente enmascarante y de un agente quelante. Además, investigue acerca de los equilibrios de formación de complejos de la constante de equilibrio condicional (K’) en las reacciones de complejos.

• Ligante: Un ligante se define como un átomo, ion o molécula, que generalmente dona uno o más de sus electrones a través de un enlace covalente coordinado y/o comparte sus electrones a través de un enlace covalente con uno o más átomos o iones centrales
• Agente enmascarante: es un reactivo químico usado en una prueba o análisis que tiene la propiedad de unirse con ciertas especies que de otro modo interferirían o adulterarían la muestra que se va a analizar
• Agente quelante: es una sustancia que forma complejos con iones de metales pesados. A estos complejos se los conoce como quelatos.
• Equilibrio de formación de complejos: Las reacciones de formación de complejos suceden por etapas. Los ligandos
  mono dentados invariablemente se incorporan en etapas sucesivas. Las constantes de equilibrio de las reacciones que forman complejos se escriben como constantes de formación. Así, cada ecuación se encuentra asociada a una constante de formación para cada etapa. La reacción total que resultan de sumar las cuatro etapas (según el ejemplo), se expresa como: β4 = K1 K2 K3 K4.

[pic 2]

1. a) En la siguiente tabla por cada complejo obtenga los equilibrios globlales y sucesivos y escriba la escala de predicción unidimencional de pOH y pH

Ligante OH

b) En la siguiente tabla por cada complejo obtenga los equilibrios globlales y sucesivos y escriba la escala de predicción unidimencional de pNH3

c) En la siguiente tabla por cada complejo obtenga los equilibrios globlales y sucesivos y escriba la escala de predicción unidimencional de pCH3COO (pAc)

1. Se tienen 20 mL de solución de Ca(II) 0.02 M y se adiciona 10, 20 y 30 mL con EDTA 0.02 M. Determine la Keq’ de la reacción a pH=5 y pH=10. Y determine la cuantitatividad de la reacción.

Partimos de la siguiente reacción

Ca2+           +         Y-4    →   CaY-2        log Kf=10.69

1. ¿Cuál es la diferencia entre punto de equivalencia y punto final en volumetría?
2. Menciona y explica el fundamento de los métodos para determinar el punto de final en el análisis volumétrico para complejos, precipitación y redox.

1. Llenar la tabla siguiente:

1. Explica cómo se selecciona el indicador en las volumetrías.

Complejos

1. Tras eliminar las membranas, una cáscara de huevo se secó y se determinó masa, que fue de 5.613 g, Se puso en un vaso de precipitado de 250 mL y se disolvió en 25 mL HCl 6 M. Tras filtrar la disolución que contenía la cáscara de huevo disuelta, se diluyo a  250 mL en un matraz volumétrico. Una alícuota de 10 mL se colocó en un matraz Erlenmeyer de 125 mL y se ajustó el pH a 10. La valoración con EDTA 0.04988 M requirió 44.11 mL para llegar al punto final. A) Escriba y balancee las reacciones que se llevan a cabo en el procedimiento descrito. B) Calcule las constantes de reacción y calcule la cuantitatividad. C) Explique por qué se debe ajustar el pH antes de valorar el Ca.  D) Determine la cantidad de Ca presente en  la cáscara de huevo como porcentaje en peso de CaCO3. E) Elabore la tabla de variación de cantidades molares  utilizando Vo= 20 mL y Co=C1=0.1 M e indique que especies imponen el pCa y el pY.

1. El ion sulfuro se determina mediante  una valoración indirecta con EDTA. A una disolución que contiene 25 mL de Cu(ClO)4)2 de concentración 0.04332M y 15 mL de un buffer de Acético/Acetato  1 M (pH=4.5), se le añaden  25 mL de una solución problema de sulfuro, mientras se agita vigorosamente. El precipitado de CuS se filtra, y se lava con agua caliente. A continuación se añade amoniaco al filtrado (que contiene un exceso de Cu(II)) hasta que se observa el color azul del Cu(NH3)42+. La valoración con EDTA 0.03927 M requiere 12.11 mL para alcanzar el punto de equivalencia utilizando para visualizar el cambio a la murexida. Calcular la molaridad del sulfuro en la solución problema.

1. Antes de que se introdujera el EDTA como agente complejante, en la mayoría de las valoraciones de complejos se utilizaban Ag+ o CN- como agentes valorantes. Por ejemplo, el análisis de Cd+2 se realizaba en forma indirecta: se agregaba un exceso de KCN para formar Cd(CN)4-2 que se valoraba por retroceso, el  exceso de CN- con Ag+ para formar Ag(CN)4-2 . Utilizando esta técnica se analizo una muestra de 0.3000g  de un mineral se disolvió y se trató con 20 mL de KCN 0.0518 M. El exceso de CN- requirió de 13.98mL de AgNO3 0.1518 M para alcanzar el punto final. Determina el porcentaje de cadmio en la muestra.

1. La orina también puede contener Ca y Mg. El Mg fue enmascarado adicionando 0.1 mL de 0.05 M de una solución de citratos. El Ca en orina depende de la dieta y variaciones patológicas, un adulto sano excreta de 100 a 300 mg Ca/24 h. Una muestra de orina de 24 h fue diluida a 1 L. Se tomó un alícuota de 10 mL se adicionaron 2 gotas de KOH 2 Me indicador de NET y la titulación del Ca se fue con una solución de EDTA 0.011 M requiriendo 5.12 mL para llegar al punto final. A)  Calcule la cantidad de Ca en la muestra de orina de 24 h. B) Explique la utilidad del Citrato.
2. Se añaden 35 mL de EDTA 0.055 M (en exceso) a 20 mL de solución de MgCl2. Se valora por retroceso el exceso de EDTA con 12.5 mL de ZnCl2 0.048 M. Calcule la concentración de Mg en la muestra. Calcule la K’ de la reacción de valoración.

Precipitación

1. Investigue  los  factores  afectan  la  solubilidad  y  los  métodos  para  detectar  el  punto  final  de  la  valoración  por  precipitación.

1. Se  tiene  Fe(III)  y  Mg(II)  en  solución  prediga  quién    precipita  primero  empleando  la  siguiente  información  :  Fe(OH)3,  Kps=1x10-36 y  Mg(OH)2  ,  Kps=1x10-11.  Calcule  el  pH  en  el  cual  comienza  a  precipitar  los  siguientes  hidróxidos,  si  la  solución  de  cada  catión  es  de  0.1  M.

1. Una  muestra de 0.15 g  que  contiene  KBr  se  disuelve  en  50  mL  de  agua  destilada.  La  valoración  se  realizó  con  AgNO3 0.04614  M  requiere  de  25.13  mL  para  llegar  al  punto  final  de  Mohr.    a)  Calcule  la  Keq  y  la  cuantitatividad de  la  reacción,  b)  indique  el  %  en  peso  de  KBr  en  la  muestra  y  c)  establezca  la  tabla  de  variación  de  cantidades  molares  de  la  valoración  y  calcule  el  pBr  al  menos  en  un  punto  por  cada  parte de    la  valoración.

1. Una  muestra  de  0.2093  g  que  contiene  BaCl2  se  disuelve  en  100  mL  de  agua  destilada.    Se  toman  25  mL  de  la  solución  y  se    valora    con  AgNO3 0.07916  M  requiere  de  12.13  mL  para  llegar  al  punto  final  de  Fajans.      a)  Calcule  la  Keq  y  la  cuantitatividad  de  la  reacción,  b)  indique  el  %  en  peso  de  BaCl2  en  la  muestra  y  c)  establezca  la  tabla  de  variación  de  cantidades  molares  de  la  valoración  y  calcule  el  pCl  en  al  menos  en  un  punto  por  cada  parte    de    la  valoración.

1. Una  muestra  de  0.5g    BaCO3  impuro  se  analizó  por  el  método  de  Volhard.  Tras  añadir  50  mL  de  AgNO3 0.06911  M,  se  hizo  la  valoración  por  retroceso  con  KSCN  0.05781  M  necesitando  de  27.36 mL  para  llegar  al  punto  final.  a)  Calcule  la  Keq  y  la  cuantitatividad  de  la  reacción  de  valoración,  b)  indique  el  %  en  peso  de  BaCO3  en  la  muestra  y  c)  establezca  la  tabla  de  variación  de  cantidades  molares  de  la  valoración  y  calcule  el  pSCN  en  al  menos  en  un  punto  por  cada  parte    de    la  valoración.

1. La  Teobromina  [  C7H8N4O2],  de  una  muestra  de  3  g  de  semilla  de  cacao  pulverizadas  se  convirtió  en la  sal  de  plata  poco  soluble  ,  C7H7N4O2  Ag, calentando  la  muestra  en  una  solución  amoniacal  que  contiene  25  mL  de  AgNO3 0.01  M,  a  fin  de  precipitar  toda  la  teobromina, quedando  plata  en  exceso. Una  vez  concluida  la  reacción,  el  precipitado  de  plata  obtenido  fue  separado  de  la  solución  mediante filtración,  y  la  plata  en  exceso  presente  en  el  filtrado  fue  valorada  con  8,00  mL  de  KSCN  0.01  M. Calcule  el  porcentaje  de  teobromina  [  PM  =  180,1  ] en  la  muestra.

1. El Contenido en cenizas de un polímero se determina colocando y pesando una muestra en un crisol de Pt previamente llevado a peso constante. El polímero se funde mediante calor suave con un mechero Buncen, hasta la ignición del vapor volátil. Se permite la combustión del polímero hasta que sólo queda un residuo incombustible que, a continuación  se mantiene a 800 °C en un horno mufla hasta conseguir su peso constante. Durante el análisis de dos muestras de polímero se obtuvieron los siguientes datos:

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