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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL DEL NEUQUEN CARRERA: INGENIERIA QUIMICA CATEDRA: QUIMICA ANALITICA AÑO: 2017 Ejercicios a realizar en clase: 1. Construir una curva de valoración cuando se titulan 50 ml de HClO (acido hipocloroso) 0,05 M con Ca(OH)2 0,04 M. Ka: 3,0.10-8. 2. Se analizó una muestra de agua, para la determinación de su alcalinidad con una muestra de 100 ml y se tiulo con 0,1 N HCl con un gasto en V 1. Posteriormente con un indicador de azul de bromo fenol y una muestra de 50 ml se tuvo un gasto de V2. Cuál es la alcalinidad total en cada caso como CaCO3 y las conc en ppm de las especies presentes.

Caso 1

8,5 ml

6 ml

Caso 2

10 ml

3 ml

Caso 3

9,5 ml

4,75 ml

Caso 4

0 ml

3,4 ml

Caso 5

7ml

0 ml

3. Calcular la concentración de la especies predominante en una solución de ácido sulfuroso 1.10-3 M a pH = 6,2 y a pH= 2 Ka1 = 6,2 x 10-5, Ka2 = 2,3 x 10-6.

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL DEL NEUQUEN CARRERA: INGENIERIA QUIMICA CATEDRA: QUIMICA ANALITICA AÑO: 2017 Ejercicios a presentar: 1. Construir una curva de valoración de una muestra de 50 ml de NaCN 0,05 N titulada con HCl 0,1 M. ( Ka 6,2 .10-10) 2. Calcular el pH de las siguientes soluciones: a. 40 ml de HCl 0,12 M con 100 ml de AcNa 0,042 M. b. 100 ml de NaOH 0,05 M con 100 ml de AcH 0,175 M 3. Construir una curva de valoración cuando se titulan 25 ml de C 2H5NH2 (Etil Amina) 0,25 M con HCN 0,22 M con un error del 3%. kb= 5,6.10-4 ; ka= 4,9.10-10 4. Una muestra de agua de 250 ml se analiza en un laboratorio, se mide el pH y da como resultado 8,4. Se titula hasta la fenoftaleina gastándose un volumen de 4,5 ml de HCl de 0,12 N. Posteriormente otra alícuota de 100 ml se acidifica con 20 ml de HCl 0,12 N, se calienta y el exceso de acido se titula con NaOH 0,05 M gastándose 7,3 ml. Determine la alcalinidad total de la muestra y la concentración de las especies presentes 5. Una muestra de 3,5 gr con contiene NaOH y Na2CO3 se disolvió en 250,0 ml. Una alícuota de 50 ml requiere de 41,73 ml de HCl 0,086N para virar la fenoftaleina. Una segunda alícuota de 50 ml se trato con Cl2Ba, para precipitar el carbonato. La solución necesito 7,6 ml de acido para virar la fenoftaleina. Calcular el % de cada componente en la muestra. Datos: PM Na2CO3= 106,00PM ; PM NaOH= 40,00 6. Un grupo de soluciones que contienen NaOH, Na2CO3 y NaHCO3 ya sea como único componente o una combinación compatible se titulo con HCl 0,1202 M. en la siguiente tabla se indican los volúmenes de ácido necesarios para alícuotas de 100 ml de cada solución al punto final con 1) fenoftaleina y de 25 ml al punto final con 2) verde de bromo cresol. Con los datos anteriores calcular la cantidad (mg/ml) de cada una de las soluciones. Caso 1

8,8 ml

2,2 ml

Caso 2

5 ml

0 ml

Caso 3

3,1 ml

14 ml

Caso 4

4 ml

15 ml

7. Realizar un gráfico de especies para - Acido fosfórico. Ka1 : 7,1.10-3 ; Ka2: 6,3 .10-8 ; Ka3: 4,5 .10-13

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL DEL NEUQUEN CARRERA: INGENIERIA QUIMICA CATEDRA: QUIMICA ANALITICA AÑO: 2017 Guía de problemas n°2: Titulaciones acido-base Alcalinidad Calculo de pH en mezcla de soluciones Ejercicios a realizar en clase:

1. Calcular el pH de una solución que se obtiene de mezclar 3 ml de KOH 0,2 M con 5 ml de H3PO4 0,1 M, 3 ml de H2PO4Na 0,3 M y 2 ml de HPO4Na2 0,4 M. Todo se lleva a 2000 ml 2. Calcule el pH en los puntos de equivalencia y 5 ml antes y después de cada uno de ellos cuando se titulan 25 ml de H2CO3 0,24 M con NaOH 0,62 M. 3. Se analiza la alcalinidad de una muestra de agua. Para ello se titula 100 ml de la misma con una solución de HCl la cual fue valorada de la siguiente manera: se peso 0,1 gr de Na2CO3, se disolvió en 50 ml de agua, se agrego fenolftaleína y se titulo hasta el cambio de color, gastándose 12,5 ml de HCl. La muestra de agua se titula con la fenolftaleína y el gasto fue de 6,7 ml luego se toma una alícuota de 50 ml y se agrega anaranjado de metilo y se agregan 20 ml de HCl y el exceso de acido se titula con NaOH gastando 6,6 ml 0,065 M. Determinar la concentración de las especies como asi también la alcalinidad total

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL DEL NEUQUEN CARRERA: INGENIERIA QUIMICA CATEDRA: QUIMICA ANALITICA AÑO: 2017 Ejercicios para entregar 1. Determinar el carácter acido-base de las siguientes soluciones cuando se mezclan: a) Cantidades equimolares de H2CO2(acido formico) con NH4OH b) Se disuelve CO3(NH4)2 en agua c) Cantidades equimolares de NO2K y AcH 2. Calcule el pH en los puntos de equivalencia y 5 ml antes y después de cada uno de ellos cuando se titulan 25 ml de H2C2O4 0,24 M con NaOH 0,62 M. 4. Determinar la fracción molar del HS- a pH 5,2 5. Se pesan 0,6 gr de AcH y se lleva a pH=3,8 con NaOH, logrando un volumen final de 200 ml. Una alícuota de 10 ml de esta solución se titula con NaOH 0,05 M hasta su punto de equivalencia. Kd= 1,75.10-5 . ¿Cual es el volumen de NaOH necesario para llegar al punto de equivalencia, y cual es el pH en el punto de equivalencia.? 6. Se quiere analizar una muestra de agua para su alcalinidad, para lo cual se toma 200 ml de la muestra, se mide el pH=8,6 y a la misma se la titula a la fenolftaleína gastándose un volumen de 6,0 ml de HCl 0,10 M. Posteriormente de la alícuota anterior se toman 50 ml, se le agregan 15 ml de HCl 0,12 M, se calienta y el exceso de acido se titula con Ca(OH)2 gastándose 5,6 ml de una solución 0,025 M. Determinar las especies existentes y la alcalinidad total de la muestra como CaCO3 7. Se incorpora a un matraz aforado de 500 ml las cuatro sustancias que se indican a continuación y luego se enraza. ¿Cual es el pH final?. Ka: 1,8.10 -5 AcH 8 grs al 90%(p/p) ; 50 ml de HCl 1,080 N ; 10,3 grs de AcNa 99,5 %(p/p) y 50 ml de NaOH 1,220 N 8. Se quiere analizar una muestra de agua de 100 ml, se diluye en 100 ml de agua destilada, se agrega fenoftaleina, da viraje rojo y se titula con HCl 0,12 N gastándose 4,5 ml. Posteriormente se toma otra alícuota de 50 ml, se acidifica con 10 ml de HCl 0,12 N, con lo cual el pH se ubica por debajo de 4,3, se calienta la solución y el exceso de acido se titula con NaOH 0,05 N gastándose 3,15 ml. Determine la alcalinidad total de la muestra y la concentración de las especies existentes 9. Se quiere saber el pH o los pH que puede presentar una solución de AH 2 cuyo alfa para la especie AH- vale 0,85. Datos Ka1= 4,45.10-7 ; Ka2= 4,69.10-11 Sabiendo que existen las especies AH- y A-2 al pH calculado del caso anterior y que se quiere aumentar el pH de la solución en una (1) unidad respecto al hallado en el primer paso, cuanto KOH se deberá agregar a 250 ml de la solución de AH 2 0,25 M para alcanzar ese nuevo valor de pH 10. Se quieren titular 20 ml de acido sulfuroso 0,01 M con hidróxido de sodio 0,025 M. determinar el pH para los siguientes puntos: los volúmenes de titulante son: 1er punto de equivalencia, 3 ml después del punto de equivalencia, 2do punto de equivalencia. ¿que indicador se puede utilizar en cada caso? Datos de pKa : azul de timol 1,7 ; Heliantina 3,4 ; azul de bromotimol 7,3 ; fenoftaleina 9,0 ; amarillo de alizarina 11,0

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL DEL NEUQUEN CARRERA: INGENIERIA QUIMICA CATEDRA: QUIMICA ANALITICA AÑO: 2017 Guía de problemas n°3: Titulaciones complejométricas Determinación de dureza Calculo de pH en soluciones buffer Ejercicios a realizar en clase:

1. Se desea preparar 1000 ml de una solución reguladora de pH=10 a partir de la droga solida Na2CO3 y de una SPS de HCl de concentración 0,2018 M. la concentración formal es de 0,05 M. informar cálculos y procedimientos 2. 100 ml de agua de grifo, tamponada a pH 10, gastan 35 ml de una solución de EDTA 0,0053 M, en la valoración de dureza total. Otra muestra de 100 ml de agua se trata con oxalato amónico para precipitar el calcio. El filtrado de oxalato de calcio gasta 10 ml de la misma solución de EDTA. Determinar en ppm dureza total, y dureza cálcica y magnésica. 3. Se titulan 25 ml de solución de Al+3 0,017 M con una solución de EDTA 0,03 M a un pH=7,5. Determinar: a)- la reacción es cuantitativa b)- si es cuantitativa cual es el pAl+3 en el punto de equivalencia. Datos: Kps Al(OH)3= 3,0.10-34

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1. Se dispone en el laboratorio de una muestra de agua para determinar su dureza. A 50.00 mL de la misma se le agregan 10 mL de Solución Reguladora de pH = 10.0 y se titula con solución de EDTA, que fue preparada por dilución 1/10 de una solución 1.03500 mol/L, gastándose 17.50 mL. Otra alícuota de 100.00 mL de la muestra de agua se trata con 20.00 mL de (NH4)2 C2O4 0.50 mol/L precipitando el Ca como CaC2O4. Se filtra y sobre el filtrado, regulado a pH = 10.0, se titula con 20.00 mL de EDTA 0.020100 mol/L. En ambas titulaciones se usó NET como indicador. (CaCO3 : PF 100.09 g/mol). Responder: a) Dureza en CaCO3 total y debida al Ca (PF 40.08 g/mL) y al Mg (PF 24.312 g/mL). b) Dureza debida al Ca en ppm de Ca y debida al Mg en ppm de Mg. 3. Una solución de 50 ml que contiene hierro (II) y hierro (III) necesito 13,73 ml de solución 0,012M de EDTA cuando se tituló a pH= 2 y 29,62 ml cuando se tituló a pH=6. Exprésese la concentración de la solución como ppm de cada soluto. 4. Se tiene 20 ml de Cd(NO3)2 0,1 M, los cuales se quieren titular con EDTA 0,1M. la solución amortiguadora con NH3 y SO4(NH4)2 siendo el pH final de la titulación = 9. La concentracion final de NH3 para ese pH es de 0,02M. calcular a)- concentracion en gr de SO4(NH4)2 a 100 ml para lograr el pH de titulación. b)- Kf condicionada. c) si la Kfc es cuantitativa, calcular el pCd+2 pasado 2 ml del punto de equivalencia. 5. Para determinar la composición de una disolución de Bi(III) y Pb(II) se aplicó el siguiente procedimiento: Se tomó una alícuota de 50.0 ml y una vez ajustado el pH a 1.7 se valoró con EDTA 0.050 M hasta viraje del naranja de xilenol, consumiéndose 24.5 ml. A continuación, la disolución obtenida se llevó a pH 5.0 y se siguió adicionando EDTA 0.050 M hasta completar la valoración, gastándose 42.0 ml en total.

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL DEL NEUQUEN CARRERA: INGENIERIA QUIMICA CATEDRA: QUIMICA ANALITICA AÑO: 2017 a) Justificar el procedimiento seguido, indicando las especies que se valoran en cada uno de los pasos. b) Determinar las cantidades exactas de Bi(III) y Pb(II) presentes en 50 ml de disolución. 6. Calcule el volumen de disolución de KOH 0,423 M que debería agregarse a 5 gr de una acido diprotico de masa molar 150,08 gr. Mol para dar un buffer pH=3. pK1= 1,7.10-2 pK2= 4,305.10-5 7. Una aleación de Chromel que contiene Ni, Fe y Cr se analizo mediante una titulación de formación de complejos usando EDTA como reactivo de valoración. Una muestra de 0,7176 gr de la aleación se disolvió en HNO3 y se diluyo a 250 ml en un matraz aforado. Una parte de la alícuota de 50 ml de la muestra, se trato con pirofosfato para enmascarar el Fe y el Cr requiere 26,14 ml de 0,05831 M EDTA para alcanzar el punto final Una segunda alícuota de 50 ml se trato con hexametilentetramina para enmascarar el Cr. La valoración con EDTA 0,05831 M requirió 35,43 ml para alcanzar el punto final. Finalmente, una tercera parte alícuota de 50 ml se trato con 50 ml de 0,05831 M EDTA, y el exceso de EDTA se valora hasta el punto final con 6,21 ml de 0,06316 M Cu +2. Informar los porcentajes en peso de Ni, Fe y Cr en la aleación. 8. Se quiere prepara 1000 ml de una solución de dureza cálcica de 550 ppm de CaCO3 a partir de 250 ml de una solución que presenta un solido de CaC2O4 y cuyo pH= 4,5. Determine si es posible y en caso que pueda serlo cual seria el volumen de la solución a tomar del siguiente problema 9. Se quiere prepara 2 soluciones buffer de pH=8,7 y la otra de 10,8 para lo cual se tiene soluciones de: HCl 5.10-3 ; NaOH 5.10-3 y 100 ml de Na2HPO4 0,1 M. como logra prepara las soluciones en cada caso, partiendo de un volumen final de 500 ml para cada uno de los casos y que volumen de las soluciones de HCl o NaOH debe agregar en cada caso.

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10.Se quiere preparar 1000 ml de una solución reguladora de pH= 7,4 de fosfato y C= 0,l M. se dispone de las siguientes drogas y reactivos: KH2PO4, K2HPO4, HCl 1M y NaOH 1M. plantear reactivos utilizara y la cantidad de cada uno de ellos.

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL DEL NEUQUEN CARRERA: INGENIERIA QUIMICA CATEDRA: QUIMICA ANALITICA AÑO: 2017 Guía de problemas n°4: Titulaciones gravimétricas Gravimetría Calculo de porcentajes Ejercicios a realizar en clase:

1. Se quiere analizar el contenido de Cd+2 en una solución saturada de Cd(C2O4) que se encuentra a pH=3,2. Que concentración de Cd+2 se encuentra en la solución inicialmente- posteriormente se toman 250 ml del sobrenadante y se hace burbujear SH2. Cual deberá ser la concentración de S-2 en la solución para que no exista precipitación, sabiendo que el pH final es 4,5. Datos: Kps Cd(C2O4): 1,42.10-8 ; Ka1 H2C2O4: 5,6.10-2 ; Ka2 H2C2O4: 5,42.10-5 ; Ka1 H2S: 9,8.10-8 ; Ka2 H2S: 1,3.10-14 ; Kps SCd: 1.10-27 2. Se titulan 25 ml de AgNO3 0,2 M con Na2C2O4 0,15 M. calcular el pAg+ antes de agregar el titulante, en el punto de equivalencia, 5 ml antes y 5 ml después del punto. KpsAg2C2O2= 5,5.10-11 3. Cuantos gramos de (NH4)2(SO4) al 80 % p/p deben añadirse a una solución obtenida de mezclar 250 ml de NH4OH concentración 1.10-7 M y 100 ml de una solución de 6.10-6 N de Al2(SO4)3, para impedir la precipitación del Al(OH)3 . Kps:1,9.10-33 y Kb: 1,8.10-5

EJERCICIOS PARA PRESENTAR: DE MANERA OBLIGATORIA LOS PRIMEROS 7 PROBLEMAS LOS DEMAS SON OPTATIVOS PARA SU ENTREGA 1. A 650 ml de una solución que contiene iones calcio y magnesio, ambos en concentración 0,1 M y berilio en concentración 0,02 M se le agrega hidróxido de sodio. Calcular la concentración de ion Be+2 a) cuando el ion calcio precipita, b) cuando el ion magnesio precipita. Chequear si la precipitación del berilio es cuantitativa 2. Se tiene 15 gr de ClAg y 15 gr de Ag2CrO4 en vasos separados a los cuales se le agrega NH3 de manera tal que ambas soluciones llevando a 1 Lt la concentración de NH3 es de 0,15M 3.

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL DEL NEUQUEN CARRERA: INGENIERIA QUIMICA CATEDRA: QUIMICA ANALITICA AÑO: 2017 a) En cual de los 2 casos se disolverá mas Ag+ b) Cual es la concentración de Ag+ en solución en cada uno de los casos c) Cual será la concentración del ion Cl- y del ion CrO4-2 en cada caso en el equilibrio. 4. Calcular el pBa+2 5 ml antes, en el punto de equivalencia y 5 ml después en una titulación de 25 ml de BaCO3 0,08 M con KIO3 0,15 M. solubilidad Ba(IO3)2= 4,01.109

5. ¿Cuántos gramos de (NH4)2(SO4) deben añadirse a 250 ml de una solución de 0,1 M de NH4OH para impedir la precipitación del Al(OH)3, cuando esta solución se añade 100 ml de solución 0,02 N de AlCl3? 6. Calcular la solubilidad molar de Pb3(PO4)2 para un pH=4. Kps= 3.10-20 7. Se añade SNa2 a una solución de pH=2 que contiene Bi+3, Cd+2 y Ag+, todos ellos en concentración 1.10-2 M. 1) ¿Quién ppta 1°? ; 2) es posible la separación cuantitativa de los tres cationes si se añade SNa2 lentamente. Justificar y hacer grafico correspondiente. Datos Kps SAg2: 1,58.10-49 ; SCd: 1.10-28 ; S3Bi2: 1.10-97; Ka1: 1,1.107 ; Ka : 1,0.10-14 2 8. El As presente en una muestra de 1,223 gr de un producto se convirtió a H 3AsO4 posteriormente se neutralizo la solución y se agregaron a los 500 ml que contenía la muestra 40 ml de AgNO3 0,07891 M para precipitar el arsénico. El exceso de Ag+, se filtro y el filtrado se enrazo a 1000ml, los cuales necesitaron 11,27 ml de KSCN 0,1M. calcúlese el % As2O3 en la muestra. 9. Cuanto Fe(OH)3 (S) se disolverá si el mismo se trata con 500 ml de una solución de KSCN 0,5M. 10. Se tiene una solución de H2SO4 0,2M, la cual se alcaliniza con NaOH hasta alcanzar un pH= 8. ¿Cuánto Cl2Pb solido se podrá disolver en la solución? 11. Un análisis de ion borohidruro (BH4-) se basa en la reacción con Ag+ de la siguiente manera: BH4- + 8 Ag+ + 8 OHH2BO3- + 8 Ag(s) + 5H2O Para la determinación de pureza del BH4- se tomaron 3,213 gr del mismo, se diluyeron a 500ml. De allí se tomó una alícuota de 100 ml, se trato con 50 ml de AgNO3 0,2221 M y el exceso de Ag+ se titulo con una solución de KSCN 0,0397 M gastándose 3,36 ml. Calcular la pureza %(P/P) de KBH4

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL DEL NEUQUEN CARRERA: INGENIERIA QUIMICA CATEDRA: QUIMICA ANALITICA AÑO: 2017 Cual sería el volumen de SCN 0,04642 N que se hubiera gastado si la Ag(S) que se obtiene en la reacción se hubiera filtrado, disuelto y llevado a un matraz de 250 ml y de allí se hubiera titulado una alícuota de 50 ml. 12. Cuantos gramos de Cl2Fe se puede agregar a una solución de H2CO3 0,5 M cuyo pH= 3,2 sin que precipite. 13. Cuantos grs de Cu(OH)2 se podrán disolver cuando se agrega al mismo 500 ml de NH3 0,25 M. 14. Se mezclan 200 ml de una solución 1.10-2 M de Ag+ con 250 ml de una solución 0,055 M de Na3PO4. Calcular la masa de SCNK que debe agregarse a la mezcla sin que se origine precipitación alguna de las especies.

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