Universidad Abierta y a Distancia de México

Energías Renovables

Química Analítica

Unidad 2. Actividad 2. Procedimientos y Aplicaciones.

Alumno: Karla Vianney Ramos García

Matricula: ES1511102743

Segundo semestre, bloque B

Hermosillo, Sonora a 5 de noviembre de 2015

Actividad 2. Procedimientos y Aplicaciones.

Equilibrio químico

1. Escribe la expresión de la constante de equilibrio para las siguientes reacciones:

a) NH3(g) + HCl(g) NH4Cl(s)b) 3Fe(s) + 4H2O(g) Fe3O4(s) + 4H2(g)c) 2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)d) 2Hg(l) + Cl2(g) Hg2Cl2(s)

a) NH3(g) + HCl(g) NH4Cl(s)Kc = (NH4) (Cl)/ (NH3)(HCl)

b) 3Fe(s) + 4H2O(g) Fe3O4(s) + 4H2(g)Kc = (Fe3O4) (H2)4/(Fe)3(s) (H2O)4

c) 2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)Kc = (Na2CO3)(H2O)(CO2)/(NaHCO3)2

d) 2Hg(l) + Cl2(g) Hg2Cl2(s)Kc = (Hg2)(Cl2)/(Hg2)(Cl2)

2. Al calentar a 600°C SO3 se obtiene una mezcla en equilibrio que contiene por litro: 0.0106 mol de SO2, 0.0016 mol de O2 y 0.0453 mol de SO3. Calcular el valor de Kc a esa temperatura.

T°= 600°CSO2=0.0106 mol O2=0.0016 mol SO3=0.0453 mol Kc= (SO2)2(O2) / (SO3)2

Kc= (0.01062*0.0016) /0.04532

Kc= (0.00011236*0.0016)/ 0.00205209Kc= 0.000000179776/0.00205209Kc= 8.7 x10-5

3. En un matraz de un litro, están contenidos en equilibrio dos gases: 0.004 mol de N2O4 y 0.12 mol de NO2, a una temperatura de 100°C. Determina el valor de Kc para la reacción.

N2O4 2NO2

T°= 100°CKc=NO2

2/N2O4

N2O4=0.004 molNO2= 0.12 molKc=0.122/0.004=3.6Kc=3.6

4. En un recipiente cerrado se establece el equilibrio:

2C(s) + O2(g) 2CO(g)

Razone cómo varía la concentración de oxígeno:

a) Al añadir C(s).Si se añade carbono solido el equilibrio no se modifica es decir el oxígeno no sufre cambio ya que al ser gaseoso el oxígeno y solido el carbono no hay variación en el equilibrio. Al aumentar el volumen del recipiente.

b) Al aumentar el volumen del recipiente. En este caso el espacio se hace más grande y la presión se reparte es decir la presión disminuye esto quiere decir el número de moles disminuye con lo que aumenta la concentración de oxigeno

c) Al elevar la temperatura.En este caso el calor favorece la reacción endotérmica con lo que conlleva al aumento de oxígeno.

5. Al calentar cloruro de amonio en un recipiente cerrado se establece el siguiente equilibrio:

NH4Cl(s) HCl(g) + NH3(g)

Justifique cómo afectará a la posición del equilibrio:

a) Una disminución de la presión total.Si se disminuye la presión total, el volumen debe aumentar, luego el equilibrio se desplaza hacia la derecha.

b) La extracción de amoniaco del recipiente.Si se extrae amoniaco, el equilibrio se desplaza hacia la derecha para reponer la pérdida de concentración. Se disociará cloruro de amonio.

c) La adición de NH4Cl sólido.No ocurre nada, ya que el cloruro amónico es sólido y el equilibrio no se desplazará en ningún sentido

2.2 Ácidos y bases

1. Escribe la ecuación de ionización y calcula la concentración de iones hidronio y el pH en las siguientes disoluciones de ácidos fuertes:

a) 0.5 mol de HCl, en 1450 ml de disolución.0.5mol = 0.34M

M=0.5mol1.45 L

=0.34M

1450 ml = 1.45LpH= -log [HO]pH = -log [0.34]pH = 0.46

b) 18 g de HCLO4 en 1.9 l de disolución.PM = HCLO4 = 100.5g/moln = 18g / 100.5g/mol= 0.18 molM = 0.17 mol / 1.9 L= 0.09 MpH = -log [HO]pH = -log [0.09]pH = 1.025

c) 43 g de HNO3 en 2300 ml de disolución.HNO3 + H2O = NO3 + H3OPM = HNO3 = 63 g/moln = 43g / 63 g/mol=0.68 molM = 0.68 mol / 2.3 L=0.13 MpH= -log [HO]

pH = -log [0.2967]pH = 0.527

2. Escribe el equilibrio de ionización y calcula la concentración de iones oxhidrilo y el pH en las siguientes disoluciones de bases fuertes:

a) 0.2 g de KOH en 300 ml de disolución.

PM=KOHPM= 39.102 + 15.9994 + 1.007 =56.10937n = m/PM = 0.2/56.10937 = 0.03564M = n / v = (0.03564)/(0.3) = 0.01188OH- = 0.01188pH= -log 0.011 = 1.92pH= 14 – 1.92 = 12.07

b) 0.3 mol de NaOH en un litro de disolución.

(0.3 mol) (1L) = 0.3MpH= -log (0.3) = 0.52pH = 14 – 0.52 = 13.48

c) 2.5 g de Ba(OH)2 en 4 l de disolución

Ba (OH) 2 = Ba+ + 2OH- 2.5 g Ba(OH)2 PM= 137.34 + (16*2) + (1*2) = 171.34n = núm. de equivalentes /lts de solución = 2.5/171.34 = 0.015M = = mol soluto / litros de disolución = (0.015)/(4L) = 0.03750H- = 0.0375MpH= -log (0.0375) = 1.22pH = 14 – 2.42 = 11.57

3. El ácido cloro acético (ClCH2-COOH) en concentración 0.01 M y a 25 °C se encuentra disociado en un 31%. Calcule:

a) La concentración de todas las especies químicas en el equilibrio

CICH2COOH+H2O = CICH2COO +H3O

b) La constante de disociación de dicho ácido.Kc= (CICH2COO* H3O)/ CICH2COOHKc= (0.01 (.31)2)/(1-.31)Kc= 1.3 x 10-3

c) El pH de la disolución.PH = - log (1.3 x 10-3) = 2.88

4. El porcentaje de ionización de una disolución 0.1M de ácido acético, CH3COOH, es 1.34%.

Calcula:

a) La concentración de todos las sustancias en el equilibrioCH3COOH +H2O = CH3COO + H3O

b) El valor de la constante de disociación del ácidoKc= (CH3COO * H3O)/ CH3COOHKc= (0.1 (0.0134)2 )/(1- 0.0134)Kc=1.82 x 10-5

c) El pH de la disolución.pH= -log(1.82 x 10-5)pH= 4.7399

5. Se desea saber el pH de una disolución acuosa de amoniaco 0.150 M, sabiendo que la constante de ionización del NH3 es 1.75 x 10-5.

Kc= .150(0.0000175)2/(1- 0.0000175)

Kc= 4.59 x 10-11

pH= -log(4.59 x 10-11)

El Ph sería: 10.33

6. Se titulan 50.0 mL de HCl con 46.7 mL de NaOH 0.020 M. ¿Cuál es la molaridad del HCl?

Peso molecular de HCL = 36.45

46.7 ml x 1L / 1000ml = 0.0467 L Molaridad =(0.020 M)( 0.0467)/50= .000934Molaridad= 0.01868 mol

7. Calcula el volumen de una disolución de ácido nítrico 0.05M necesario para neutralizar completamente 42.0 ml de KOH 0.3M

Volumen = (42ml)(0.3M)/ 0.05M= 252 de ácido nítrico

8. ¿Qué volumen de NaOH 0.17 M, se requieren para neutralizar 72.5 mL de HCl 0.13 M?

Volumen = (72.5 ml)(0.13M)/ 0.17 M = 55.44 ml de NaOH

9. El rojo de fenol es un indicador ácido-base cuya forma ácida HI es amarilla y la forma alcalina es roja. Sabiendo que el intervalo de viraje es pH = 6-8, ¿qué cambio de color se observará en la valoración de hidróxido sódico con ácido clorhídrico, si el indicador utilizado fuese el rojo de fenol? Razónese la respuesta.

El cambio de color de hidróxido sódico NaOH cambiaria de color a amarillo cuando se halla agregado el ácido clorhídrico HCl con el Ph= 8, teniendo forma ácida el PH será menor cada vez el color amarillo.

10. La siguiente gráfica corresponde a la valoración de un ácido con una base, indica:

a) La fuerza del ácido y de la baseDado la pendiente del punto de equivalencia podría decirse que la fuerza del ácido es débil mientras la base es fuerte.

b) El pH del fin de la reacciónEl pH se eleva rápidamente al aproximarse al punto de equivalencia en un intervalo de 7 a 10, se puede decir que el pH final está dentro de este intervalo.

c) El indicador a utilizar para detectar el fin de la reacción

Se observa que el intervalo de pH es bastante amplio, sin embargo existen algunos indicadores que pueden utilizarse tales como:• Rojo de fenol, intervalo de 6.8-8.4• Fenolftaleína, intervalo 8.0-9.5• Timolftaleína, intervalo 9.3-10.5