Caracterización de sistemas electroactivos. Sem 2011-I Tarea1: Reactividad ácido-base. Caso del dicromato. Dr. Alejandrito Baeza.

Documentos relacionados
QUIMICA ANALITICA III Documento de Apoyo: Acidez-precipitación. Casos generales: HA/MA y H 2 A/HA - /MA. Dr. Alejandro Baeza.

FQ. UNAM. Alejandro Baeza Página 1

D productos. Reacciones colaterales. Amortiguadores del ph, pe, pl,, px, I.

El DUZP respectivo con respecto al ph con respecto a las especies estables es:

QUÍMICA ANALÍTICA I. Experiencia de cátedra: Formación de soluciones. Disolución y solubilidad de yodo. Dr. Alejandro Baeza. Sem 2010-II.

QUÍMICA ANALÍTICA II. Sem I Documento de apoyo : Acidez-complejos (2). Titulacion de bórax en medio manitolado. Dr. Alejandro Baeza.

QUÍMICA ANALÍTICA III. Examen: Diagramas log [i] = f(ph) para sistemas hidróxido insolubles. Dr. Alejandrito Baeza.

PARES CONJUGADOS/PARTÍCULA INTERCAMBIADA

1.0 Calcular la resistencia de la disolución (A) si se usó una celda de conductividad de 1 cm -1.

QUÍMICA ANALÍTICA I. Serie de problemas Reactividad Química. DR. ALEJANDRO BAEZA

GUÍA DE EJERCICIOS TITULACIÓN ÁCIDO BASE Área Química

(A) (B) AgNO F. SSI 0.5 ml. NaCl. SSI 0.5 ml. Operaciones analíticas a realizar en el aula:

Curvas de titulación ácido-base. Titulación de un ácido fuerte y un ácido débil, con una base fuerte.

QUÍMICA ANALÍTICA I (1402) Sem 2008-I Ejercicio de control: Equilibrios redox. Dr. Alejandro Baeza

Prof. Alejandro Baeza Facultad de Química. UNAM. 2018

GUÍA DE EJERCICIOS TITULACIÓN ÁCIDO BASE Área Química

TÉCNICAS DE MUESTREO, ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN. Ingeniería Ambiental

QUIMICA ANALITICA I. Equilibrio químico en disolución acuosa. Documento de apoyo Dr. Alejandro Baeza

La fracción disociada dependerá del valor del Ka y de Co: HCl. El nuevo estado de equilibrio dependerá de la cantidad adicionada de HCl.

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL II Grupo: Equipo: Nombre: Nombre: Nombre: Nombre: Nombre:

1. Qué es una curva de titulación o de valoración? 2. A qué se le llama el punto de equivalencia en una curva de titulación?

QGII Curvas de titulación semestre

Objetivos Operacionales para Examen II Por: Rolando Oyola

ANÁLISIS VOLUMÉTRICO

PRÁCTICA Nº 7 SOLUCIONES AMORTIGUADORAS Y CURVAS DE TITULACIÓN

QUÍMICA 2º Bachillerato Ejercicios: Reacciones Ácido Base

Estudio teórico de curvas de titulación

Reacciones reversibles. Introducción al equilibrio químico. Ley de acción de masas

PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 2006 QUÍMICA TEMA 6: EQUILIBRIOS ÁCIDO-BASE

SGUICEL010QM11-A16V1. Ácido base II: fuerza relativa de ácidos y bases

qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfgh jklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvb nmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwer

Práctica 7 Reacciones reversibles. Introducción al equilibrio químico. Ley de acción de masas.

QUIMICA GENERAL GUIA DE EJERCICIOS Nº4 Soluciones Ácido-base. 1.- Defina los ácidos y bases según las teorías ácido base que usted conoce.

La estabilidad de un complejo metálico cambia en función de las propiedades ácido-base del metal, del ligantes y del complejo formado:

Asignaturas antecedentes y subsecuentes

Reacciones ácido-base: equilibrios cotidianos. Prof: Mario Azan

Prof. Jeannette Espinoza DIC 2011

Práctica 10. Curvas de titulación ácido-base

FQ UNAM 2013 Alejandro Baeza

ACIDOS Y BASES. Ejemplos. Vinagre Caliza Cerveza Detergentes Limón (cítricos) Antiácidos

GUÍA DE EJERCICIOS TITULACIÓN ÁCIDO FUERTE BASE FUERTE Área Química

LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA II Dr. Alejandro Baeza

Disoluciones II: Unidades químicas de concentración y dilución

Práctica 6: Reacciones reversibles. Introducción al equilibrio químico. Ley de acción de masas.

GUÍA DE EJERCICIOS ADICIONALES N 2 Acido-base, neutralización y buffer

PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 2009 QUÍMICA TEMA 6: EQUILIBRIOS ÁCIDO-BASE

EJERCICIOS DE SELECTIVIDAD. Reacciones de transferencia de protones: Reacciones ácido-base


Práctica 3. Aplicación de las titulaciones ácido base.

Práctica 7. Reacciones reversibles. Introducción al equilibrio químico. Ley de acción de masas

Reacciones Ácido Base

Aplicación de las titulaciones ácido base

LABORATORIO Nº 3 Determinación de la capacidad amortiguadora de un buffer

Práctica 3. Aplicación de las titulaciones ácido-base

Determinación del contenido de carbonato de calcio (CaCO 3 ) en una muestra comercial

EQUILIBRIO IÓNICO EN SOLUCIONES ACUOSAS

PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 2009 QUÍMICA TEMA 6: EQUILIBRIOS ÁCIDO-BASE

GUÍA DE EJERCICIOS BUFFERS II Área Química

QUÍMICA ANALÍTICA CURVAS DE TITULACIÓN ÁCIDO BASE

a) Sistema de tres electrodos: Se utiliza en siguiente arreglo instrumental: P/G:

HPO 4 + NH Escriba las fórmulas de los ácidos conjugados de las siguientes bases: (a) HCO 3 - ; (b)hpo 4 2- ; (c) HSO 4 - ; (d) SO 3

REACCIONES ÁCIDO-BASE - EvAU - SOLUCIONES

ÁCIDO-BASE. 3.- Calcule: a) El ph de una disolución 0 1 M de ácido acético, CH 3. COOH, cuyo grado de disociación es 1 33%. b) La constante K a

GUÍA DE EJERCICIOS N 4: Ácido-base, neutralización y buffer. 1.- Defina los ácidos y bases según las teorías ácido-base de Arrhenius y Brönsted-Lowry

Titulaciones en Química Analítica. Capítulo 13 CHEM 3320 Rosamil Rey Santos, Ph.D.

ÍNDICE PRÓLOGO RECOMENDACIONES PARA EL ESTUDIO CAPÍTULO 1. Expresión de los resultados analíticos... 17

Obligatoria Armando Escobar Ramos, Abraham Gómez Programa elaborado por:

Desarrollo de un protocolo de análisis químico

1atm OPCIÓN A. Solución:

PRÁCTICA Nº 1. Determinación Volumétrica de Ácidos Mono y Polifuncionales Fuertes y Débiles. Nombre y apellido del alumno:

disolución 4. Reacciones en Transformaciones químicas Andrés s Cedillo, AT

Unidad 2. Ácidos y Bases Capítulo 1 Naturaleza y fuerza de ácidos y bases

REACCIONES DE TRANSFERENCIA DE PROTONES ELECTROLITOS

Ejercicios de acceso a la Universidad Problemas de Ácidos y Bases

[ ] PARALELO CEPRE UNI ÁCIDOS Y BASES

Problemas y cuestiones de REACCIONES ÁCIDO-BASE 2º de bachillerato. Química

NOTA CALI/ORDEN/PRES ORTOGRAFÍA PUNTUACIÓN EXPRESIÓN NOTA FINAL

OBJETIVOS ESPECÍFICOS. Al finalizar el Tema el estudiante: 2.1 Identificará en una reacción ácido-base pares ácido-base conjugados.

Práctica 11: Equilibrios de Solubilidad

Práctica 13. Equilibrios de solubilidad

CUESTIONES. 3. Concepto de hidrólisis. Deducción de la constante de hidrólisis en una sal de ácido fuerte y base débil (por ejemplo, cloruro amónico)

TEMA 6. ÁCIDOS Y BASES

1º Control 2ª Evaluación. Física y Química 1º Bachillerato D. 1.- (2 puntos) Formula o nombra los siguientes compuestos químicos:

Química. Equilibrio ácido-base Nombre:

QUÍMICA. Tema 7. Reacciones Ácido-Base

Práctica 11 Equilibrios de Solubilidad

PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 2013 QUÍMICA TEMA 6: EQUILIBRIOS ÁCIDO-BASE

QUÍMICA ANALÍTICA II Curso Intersemestral

Capítulo 16 Equilbrio Iónico Acuoso

1.-EQUILIBRIOS IÓNICOS EN DISOLUCIONES ACUOSAS.

IES RIBERA DE CASTILLA UNIDAD 4 EQUILIBRIOS ÁCIDO BASE OBJETIVOS

Transcripción:

log [i] Caracterización de sistemas electroactivos. Sem 2011-I Tarea1: Reactividad ácido-base. Caso del dicromato. Dr. Alejandrito Baeza. Planteamiento del sistema en estudio En la figura proporcionada abajo se muestra la variación del log [i] = f() para el par ácido-base dicromato/cromato de pka = 15 y pco = 3.0. Se quiere comparar las curvas de titulación volumétricas de una disolución de composición F K2Cr2O7 = Co por adiciones fco de NaOH con monitoreo conductimétrico. Se conoce la información adicional siguiente: Ión: cromato dicromato sodio hidróxido hidronio 0 (S eq -1 cm 2 ): 82 70 52 205 362 0-0.5-1 -1.5-2 -2.5-3 -3.5-4 -4.5-5 -5.5-6 -6.5-7 -7.5-8 -8.5-9 -9.5-10 -10.5-11 -11.5-12 -12.5-13 -13.5-14 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Serie1 Serie2 Serie3 Serie4

Preguntas 1.0 Es una escala de reactividad de mostrar las reacciones que ocurren al disolver el dicromato de potasio y agregar el hidróxido de sodio. Calcular la Keq respectiva. 2.0 Explicar la forma de la curva = f(volumen agregado) indicando los pares conjugados responsables de las zonas amortiguadas y de sendos puntos de equivalencia experimentales. 3.0 Realizar la curva de titulación teórica de acuerdo a los parámetros adimensionales = f(f) por medio de: a) cálculo algebraico con polinomio formal de Kolthoff o por polinomios reducidos del modelo de perturbaciones aditivas. b) diagrama acoplado log [i] = = f(f) 4.0 Calcular la cuantitatividad porciento, q%, en sendos puntos de equivalencia. 5.0 Efectuar las gráficas de la primera y segundas derivadas para determinar sendos volúmenes de equivalencia experimental. 6.0 Determinar el porcentaje de pureza del compuesto analizado. 7.0 Realizar la curva de titulación teórica de acuerdo a los parámetros adimensionales = f(f), donde = ( i / 0 ). por medio de: a) cálculo algebraico con ecuaciones de Koholrausch reducidas. b) cálculo de [i] es especies iónicas con el diagrama log [i] = = f(f). no hay viento favorable para el que no sabe a donde va Séneca

Caracterización de sistemas electroactivos. Tarea 2: Reactividad ácido-base. Sulfato de hidracina. Dr. Alejandrito Baeza. Planteamiento del sistema en estudio. Una masa de 69.2 mg de sulfato de hidracina se disuelve en 30 ml de agua destilada y se hace reacción por adiciones de una disolución de NaOH 0.0883 mol/l. Se monitorea el proceso por determinación potenciométrica del. Se obtienen los siguientes resultados: v(ml) 0 1.61 0.5 1.66 1 1.7 1.5 1.76 2 1.83 2.5 1.9 3 1.99 3.5 2.08 4 2.17 4.5 2.31 5 2.49 5.5 2.83 6 3.77 6.5 6.86 7 7.31 7.5 7.53 8 7.74 8.5 7.89 9 8.04 9.5 8.17 10 8.32 10.5 8.49 11 8.7 11.5 8.93 12 9.35 12.5 10.26 13 11.09 13.5 11.34 14 11.53 14.5 11.66 15 11.74 12 10 8 6 4 2 0 Curva de titulación potenciométrica de Sulfato de Hidrazina 0 5 10 15 v (ml) Se simboliza a este compuesto como BH 2 SO 4.

Preguntas 1.0 Es una escala de reactividad de mostrar las reacciones que ocurren al disolver el sulfato de hidracina y las reacciones y al agregar el hidróxido de sodio. Calcular las Keq respectivas. 2.0 Explicar la forma de la curva = f(volumen agregado) indicando los pares conjugados responsables de las zonas amortiguadas y de sendos puntos de equivalencia experimentales. 3.0 Realizar la curva de titulación teórica de acuerdo a los parámetros adimensionales = f(f) por medio de: a) cálculo algebraico con polinomio formal de Kolthoff o por polinomios reducidos del modelo de perturbaciones aditivas. b) diagrama acoplado log [i] = = f(f) 4.0 Calcular la cuantitatividad porciento, q%, en sendos puntos de equivalencia. 5.0 Efectuar las gráficas de la primera y segundas derivadas para determinar sendos volúmenes de equivalencia experimental. 6.0 Determinar el porcentaje de pureza del compuesto analizado. 7.0 Realizar la curva de titulación teórica de acuerdo a los parámetros adimensionales = f(f), donde = ( i / 0 ). por medio de: a) cálculo algebraico con ecuaciones de Koholrausch ampliadas según Suché [2] b) cálculo de [i] es especies iónicas con el diagrama log [i] = = f(f). 8.0 Comparar el monitoreo potenciométrico y el conductimétrico. Para ello adicionalmente analizar las variaciones (Δ/Δv) = f(v prom. ) y (Δ/Δv) = f(v prom. ). Concluir.

DOCUMENTOS ANEXOS DE APOYO [1] Documento de Apoyo: Curva de titulación teórica HA. Estrategias de cálculo. Dr. Alejandro Baeza. Planteamiento del sistema en estudio Para el caso simple HA/A - : HA == A - + H + Curvas de titulación volumétrica en medio acuoso simple. A modo de ejemplo se muestran las curvas de titulacion teóricas de una alícuota Vo de una disolución de un ácido de formalidad F HA = Co = 0.1 mol/l por adiciones de NaOH de formalidad F NaOH = C OH = Co. a) Cálculo formal a partir del balance de electroneutralidad ( Método de Kolthoff): El balance de electroneutralidad es el siguiente: [Na + ] + [H + ] = [OH - ] + [A - ] En esta estrategia de cálculo cada término del balance se expresa en función de las variables experimentales [H + ] = 10 - y v agregado. Para evitar la resolución del polinomio resultante =f (v), es conveniente utilizar la función en la forma v = f(): [Na + ] + [H + ] = [OH - ] + [A - ] Sustituyendo en función de Co, Vo, v, C OH, Kw y Ka: Kw = [H + ][OH - ]; A = [1+10 pka- ]

vcoh Vo v H Kw H ACoVo Vo v v Vo v Vo H C OH 14 pka 10 10 1 10 C OH Kw H H 10 Vo Kw H A 10 CoVo 14 La siguiente gráfica muestra la curva de titulación teórica obtenida en una hoja de cálculo para un ácido débil de pka = 8.0, C OH = Co = 0.1 mol/l. 1 Co 14 titulación HA/A 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 v

b) Cálculo con base a polinomios reducidos y zonas de predominio de especies (método de Charlot, modelo de perturbaciones aditivas): Para este método de cálculo es conveniente fragmentar el proceso de titulación en cuatro etapas expresadas en una tabla de variación de especies en función de la concentración analítica del analito F HA = Co y de la fracción de reactivo titulante agregado con respecto a Co (i.e. del parámetro adimensional de operación analítica de titulación, f): f n agregado n o COH v CoVo Reacción operativa de titulación y tabla de variación de especies: In Agr. HA ===== A - + H + Ka H + + OH - ===== H 2 O (Kw) -1 HA + OH - ===== A - + H 2 O K reac = Ka/Kw = 10 6 Co fco a.p.eq. 0 < f < 1 Co(1-f) 1 fco p.e.q f = 1 2 2 Co d.p.eq. f > 1 3 Co(f-1) Co Calculo del = f (f) por etapas: Para f = 0, se tiene una disolución de un ácido no-nivelado que esta disociado débilmente ya que log (Ka/Co) << -2. Del balance de electroneutralidad, de masa y de Ka, se llega a una ecuación general que se simplifica a un polinomio reducido de primer grado: Co H OH H Ka H OH KaCo H H 1 pka 2 1 1 2 2 1 log 2 Co 8 log10 1 4. 5

Para 0 < f <1, se tiene una disolución de un par conjugado ácido-base. Del balance de electroneutralidad, de masa y de Ka, se llega a una ecuación general que se simplifica a un polinomio reducido de primer grado: Co(1 f ) H OH H Ka fco H OH KaCo(1 f ) H f pka log 1 f 8 fco f log 1 f Para f =1, se tiene una disolución de una base no-nivelada que se hidroliza débilmente. Del balance de electroneutralidad, de masa y de Ka, se llega a una ecuación general que se simplifica a un polinomio reducido de primer grado: OH H H Ka Co H OH KaKw H H Co 1 7 pka 2 1 1 7 2 2 1 log Co 2 8 log10 1 10. 5 Para f >1, se tiene una disolución de una base no-nivelada que se hidroliza débilmente, en presencia de NaOH (base nivelada) la cual predomina en la imposición el : Kw H OH H Co f 1 14 logco f 1

La figura siguiente muestra las curvas de titulación teóricas para el ácido HA : Co = 0.1 mol/l, pka HA/A = 8.0; 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 HA/A - H + /H 2 O 0 0.5 1 1.5 2 f c) Cálculo con base a los diagramas logarítmicos de concentraciones molares efectivas Se traza el diagrama acoplado para las especies (8) : log [H + ] = f(); log [OH - ] = f(); log [A - ] = f(); log [HA] = f(). Las rectas que definen sendas funciones se muestran abajo: log [HA] log [H + ] pka log [OH - ] log [A - ] log[i] f log Co

En el diagrama siguiente se indican las coordenadas más usadas para predecir rápidamente la curva de titulación teórica en ausencia de precipitante: La condición de equilibrio en cada punto está dada por las siguientes coordenadas: (1) f = 0; log [A - ] = log [H + ] = log (Co) (2) f = 0.01; log [A - ] = log (fco) = log Co -2 (3) f = 0.1; log [A - ] = log Co 1 (4) f = 0.5: log [A - ] = log Co 0.3 (5) f = 0.9; log [HA] = log [Co(1-f)] = log Co -1 (6) f = 0.99 ; log [HA] = log Co -2 (7) f = 1.0; log [HA] = log [OH - ] = log (Co) (8) f = 1.01 ; log [OH - ] = log [Co(f-1)] = log Co -2 (9) f = 1.1; log [OH - ] = log Co -1 (10) f = 1.5; log [OH - ] = log Co -0.3 (11) f = 2.0; log [OH - ] = log Co log [HA] (8) (10) (9) (11) (7) (6) log [H + ] log [OH - ] (5) (4) (3) (2) (1) log [A - ] log [i] 0 f log Co log Co -0.3

[2] P. Souchay Química Física. Termodinámica Química Toray-Masson, S.A. Barcelona.1972. Pág. 359-368.