Previos Practicas General Ii 676p53

1. ¿Qué significa la palabra higroscópico? Es la afinidad química de ciertas sustancias, casi siempre sales, por la humedad, atraen agua en forma de vapor o de líquido de su ambiente. Estos compuestos en disolución (con agua) se ven afectados en sus propiedades con relación a su estado puro. 2. ¿Por qué las disoluciones de NaOH deben guardarse en botellas de plástico? No se debe almacenar en contenedores metálicos porque es muy corrosivo, en envases de vidrio tampoco porque puede reaccionar con SiO2. Se debe guardar en envases de plástico como polietileno, ya que no reacciona con el hidróxido. 3. Calcula las cantidades necesarias y describe el procedimiento para preparar las siguientes disoluciones: a) 250 mL de una disolución de NaOH 0.1 mol/L a partir de una disolución 2 mol/L

0.25 Lx

1L x( =0.0125 L ( 0.11mol ) L 2 mol )

0.0125 L x

( 10001 LmL )=12.5 mL

Preparación: Con una pipeta graduada se miden los 12.5 mililitros de la disolución de NaOH 2 mol/L, en un matraz aforado de 250 mL se coloca una cama de agua destilada aproximadamente de 100 mL, poco a poco se va depositando la sosa, se agrega el restante de agua y finalmente se afora con una pipeta Pasteur. b) 50 mL de una disolución de HCl 0.1 mol/L a partir de HCl concentrado comercial (37% m/m y densidad 1.18 g/mL).

0.05 L x

36.45 gr 1 mol 100 x( x( x( =0.4180 mL ( 0.11mol ) ) ) L 1 mol 1.18 gr 37 )

Preparación: En un matraz aforado de 50 mL se coloca una cama de agua destilada, el ácido con esta es una reacción exotérmica. Nunca se coloca el agua al ácido. Con una micropipeta se miden los 0.41 mL del HCl y se vierten en el matraz. Esto se calentará, se tendrá que esperar a que enfríe y quede en temperatura ambiente, ya que el volumen puede verse afectado. Finalmente se afora con una pipeta Pasteur. c) 50 mL de una disolución de H2SO4 0.1 mol/L a partir de H2SO4 concentrado comercial (98% m/m y densidad 1.84 g/mL).

0.05 Lx

98.08 gr 100 1 mL x( x( x( =0.2719mL ( 0.11mol ) ) ) L 1mol 98 1.84 gr )

Preparación: En un matraz aforado de 50 mL se agrega una cama de agua destilada (aproximadamente la mitad del matraz), en seguida en la campana se va a añadir el H2SO4 concentrado con una micropipeta, una vez agregado se coloca el restante del agua. Por último, con una pipeta Pasteur se llena hasta la línea de enrase del matraz. d) 50 mL de una disolución de ácido cítrico C6H8O7 0.1 mol/L a partir de ácido cítrico sólido.

0.05 Lx

192.117 gr x( =0.9605 gr ( 0.11mol ) L 1 mol )

Preparación: En un vidrio de reloj se pesan los 0.96 gramos de C6H8O7, en un matraz aforado de 50 mL se coloca agua destilada, agregando el ácido cítrico sólido este se disolverá, finalmente se afora con pipeta Pasteur. 4. ¿Qué cuidados hay que tener al mezclar los reactivos indicados en la pregunta anterior con agua? El ácido debe agregarse de forma letal al agua, revolviendo, para evitar que una capa concentrada del mismo se forme en la parte inferior de la mezcla. Por otro lado, se debe tener cuidado ya que las soluciones recién preparadas pueden estar calientes y, por lo tanto, ser más corrosivas que la solución fría. Se prepara la cama de agua, y al verter el concentrado, se hace por las paredes del contenedor. El ácido sulfúrico es el que reacciona más violento, sin embargo, por la concentración de la disolución no pasará a mayores. 5. ¿Qué material se requiere para preparar cada una de las disoluciones de la pregunta 3? a) Pipeta graduada, matraz aforado y pipeta Pasteur. b) Pipeta graduada, matraz aforado y pipeta Pasteur. c) Pipeta graduada, matraz aforado y pipeta Pasteur. d) Vidrio de reloj, espátula, balanza, matraz aforado y pipeta Pasteur.

6. ¿Cómo pueden prepararse 250 mL de una disolución de NaOH 0.005 mol/L a partir de la disolución 0.1 mol/L mencionada en la pregunta 3a? Describe e indica tu estrategia de operación:

250 ml disolución NaOH∗ 0.005 mol NaOH =1.25 x 10−3 mol NaOH 1000mL disolución

(

)

1 L disolución 1000 mL ∗( =12.5 mL ( 0.1mol ) de NaOH 1L )

1.25 x 10−3 mol NaOH∗

Se toman 12.5 ml de la disolución 0.1 M con una pipeta volumétrica de ml, completando los 2.5 ml que faltan con una pipeta graduada, en un matraz aforado de 250 ml se llena con agua destilada, aproximadamente a la mitad del volumen. Se vierte el NaOH en el matraz y finalmente se afora con una pipeta Pasteur. 7. ¿Cuál será la concentración de HCl de una disolución preparada tomando 10 mL de una disolución 0.1 mol/L de HCl y llevando al aforo a 50 mL? Indica tu estrategia de operación.

( 0.1mol1000demlsoluto )=1 x 10

10 ml de disolución HCl∗

−3

mol de HCl

10

−3

1 x 10 mol de HCl =0.02 M 0.050 L de disolución Con una pipeta volumétrica de 10 ml se toman los 10 ml requeridos de la disolución de 0.1 M, se vierten en un matraz aforado de 50 ml con una cama de agua previamente. Se afora con pipeta Pasteur. 8. ¿Cómo pueden prepararse, a partir de una disolución 0.1 mol/L, 100 mL de una disolución de ácido cítrico cuatro veces menos concentrada? Describe e indica tu estrategia de operación:

mol soluto =0.0025 mol H Cit ( 10000.025 ml de disolución )

100 ml disolución∗

3

ml =25 ml de disolución ( 0.11000 mol H Cit )

0.0025 mol H 3 Cit∗

3

Se toma con una probeta graduada 25 ml de disolución de 0.1 M y se vierten en un matraz aforado de 100 ml con una cama de agua previamente preparada. Finalmente se afora con una pipeta Pasteur. CUESTIONARIO PREVIO 2 1. ¿Qué es una valoración o titulación? Es la técnica para saber la concentración exacta de una disolución. Se requiere de un reactivo llamado valorante, el cual se hace reaccionar con el analito de una disolución de concentración desconocida. Conociendo el volumen que reacciono de valorante, y la cantidad de reactivo en el analito se puede conocer la concentración de ambas sustancias 2. ¿Qué es el punto de equivalencia de una titulación? Cuando se va agregando la disolución de concentración desconocida desde una bureta a la disolución patrón, que se encuentra en un matraz se busca este punto de equivalencia, en el cual el ácido ha reaccionado, o neutralizado por completo a la base. 3. ¿Qué es un titulante? Es la disolución que se encuentra en la bureta, de la cual en este caso se quiere saber su concentración exacta. Esta sustancia reacciona con el anailito para lograr la neutralización. 4. Investiga los posibles efectos dañinos a la salud o al medio ambiente, del biftalato de potasio. Registra tu fuente de información. Hacia la salud los daños probables son por o ocular o en la piel causando irritaciones. En el medio ambiente no es de esperar

bioacumulación, su descarga en el ambiente exterior debe evitarse. No es un producto peligroso según la legislación de la unión europea

5. ¿Qué es un analito? Es la disolución que será analizada finalmente, la cual se encuentra en el matraz Erlen Meyer y reaccionará con el titulante para después conocer su concentración exacta. Es la disolución de interés y la cual por medio de los cálculos estequiometricos correspondientes permitirá conocer la concentración de NaOH 6. ¿Qué es una disolución valorada, estandarizada o normalizada? Es cuando ya se a analizado al analito y se determina su concentración por medio de cálculos con alta precisión y exactitud

7. ¿Qué es un indicador ácido-base? ¿Cuál es el color de la fenolftaleína en medio ácido y en medio básico? En las valoraciones acido-base los indicadores son sustancias las cuales presentan color distinto en medio ácido y básico. La fenolftaleína es un indicador que en medio acido o neutro es incoloro, pero adquiere un color rosa intenso en disoluciones básicas. 8. ¿Cómo se calcula el % de error en una determinación experimental? El valor absoluto nos indica si obtuvimos más o menos, que el valor teórico, en el valor experimental. Es una forma de conocer el porcentaje de error de nuestros resultados.

%error=

teorico ( valor experimental−valor )∗100 valor teórico

9. ¿Cómo se calcula la desviación estándar para una serie de valores? Es la raíz cuadrada de la media de los cuadrados de los datos de desviación. Es el grado de dispersión de los datos con respecto al valor promedio.

σ=

√

´x es el promedio

n

∑ ( xi−´x ) i=1

( n−1 )

Xi es el valor de cada experimento N es el número de experimentos, entre mayor sea

1. Completar y balancear cada una de las siguientes ecuaciones químicas de neutralización:

a)

HCl+ NaOH → NaCl+ H 2 O

b)

H 2 S O 4 +2 NaOH → Na 2 S O4 + 2 H 2 O

c)

H 3 C 6 H 5 O7 +3 NaOH → Na3 C 6 H 5 O7 +3 H 2 O

2. Dibujar las estructuras de Lewis de cada uno de los tres ácidos.

.

.

.

HCl

H2SO4

H 3C 6H 5O 7

3. ¿Cuántos mol de iones H+ libera un mol de cada uno de estos ácidos? Ácido clorhídrico 1 mol

Ácido sulfúrico 2 mol

Ácido cítrico 3 mol

4. ¿Qué es una alícuota? Corresponde a un cierto volumen (también puede ser masa) que se toma de muestra de una disolución de volumen mayor.

5. ¿Qué efecto tienen en el medio ambiente las sales de sodio que se forman al neutralizar los ácidos utilizados en esta práctica?

Cloruro (NaCl)

de

sodio

El producto no es considerado peligroso. Si se presentan derrames se deberá evitar el ingreso del mismo a corrientes de agua. En caso de derrames en tierra se deberá recoger todo el pruducto derramado. La descomposición térmica puede desprender humos acres y vapores arritantes.

Sulfato (Na2SO4)

de

sodio

No se considera peligroso bajo condiciones de fuego. No es inflamable ni explosico, pero puede explotar viokentamente ocn alumio. Se debe evitar la humedad y aire.

Citrato (Na3Cit)

de

sodio

Se debe evitar que el material derramado salga al ambiente exterior. Es incompatible con oxidantes

6. ¿Qué volumen de NaOH 0.1 M se requiere para neutralizar 10 mL de HCl 0.1 M?

mol HCl =0.001mol HCl ( 0.11000 ml ) 1000 ml 0.001 mol NaOH ( =10 ml de NaOH 0.1 mol NaOH ) 10 ml dis

7. ¿Qué volumen de NaOH 0.1 M se requiere para neutralizar todos los protones de 10 mL de una disolución H2SO4 0.1 M?

10 mL H 2 SO 4

H 2 SO 4 ( 0.1 mol )=1 x 10 1000 ml

−3

mol H 2 SO 4

=0.002 mol NaO ( 12molmolHNaOH 2 SO 4 )

H

0.002 mol NaOH 8.

ml =20 ml NaOH ( 1000 0.1 mol )

¿Qué volumen de NaOH 0.1 M se requiere para neutralizar todos los protones de 10 mL de una disolución de

10 ml dis

H 3 C 6 H 5 O7 0.1 M?

mol HCl =0.001mol H Cit ( 0.11000 ml )

0.001 mol H 3 Cit

3

3 mol NaOh =0.003 mol NaOH ( 1mol H Cit ) 3

0.003 mol NaOH

ml =30 ml NaOH ( 1000 0.1 mol )

9. ¿Qué información acerca del soluto y la disolución proporcionan las siguientes expresiones de la concentración? %m/m: Es una relación de la masa de un soluto (en g) en la masa de una disolución (en g), esto multiplicado por cien. %v/v: Relación que expresa el volumen del soluto en el volumen total de la disolución (ambos en ml), esto multiplicado por cien. %m/v: Expresa la masa del soluto (en g) presente en la disolución, entre el volumen total de la disolución (en ml), multiplicado por cien. 10. ¿Cuál es la concentración en % m/v de una disolución de HCl al 37 % m/m cuya densidad es 1.18 g/mL?

1mol =1.01 mol HCl ( 36.46 g) 1 ml 100 g de disolución ( =84.74 ml 1.18 g ) 37 g HCl

m =43.45 v 11. Una disolución que contiene 30 g de HCl por cada 100 g de disolución ¿es 30 % m/m o 30 % p/p? Los dos términos son correctos, ya que esta relación se trata de los g de soluto por cada 100 g de disolución. 12. ¿Cuál es la concentración en % m/v de una disolución 2 M de HCl?

2 mol HCl

g =72.92 g HCl ( 36.46 1 mol )

m =7.29 v Cuestionario previo 1 1. ¿Qué es el ácido muriático? Es el ácido clorhídrico, Lavoisier le nombró muriático basado en el hecho de que “muriato” indica que se encuentra cloro en compuestos inorgánicos.

2. Este ácido se utiliza como auxiliar de la limpieza en el hogar, ¿qué tipo de suciedad es la que se puede eliminar con esta sustancia? Elimina cal y óxido, limpieza de sanitarios, elimina restos de contaminación, elimina cemento, es des calcificador, limpia suciedad inorgánica, es abrillantador y

cristalizador en limpieza de suelos, es solubilizante. Desinfecta gracias a su carácter fuertemente ácido.

3. ¿Para qué se utiliza la sosa en el hogar? Comúnmente para limpieza y desengrase en cocinas y hornos, por ejemplo. También se clasifica como un producto de limpieza general.

4. ¿Qué tipo de suciedad es a que se puede eliminar con esta sustancia? Es muy desengrasante, afecta superficies y materiales de aluminio y zinc, afecta a la pintura, fibras textiles y cuero, se utiliza también como limpiador de fachadas, es solubilizante y saponificante. También puede utilizarse como germicida.

5. ¿Cómo se preparan 50 mL de una dilución 1:25 de ácido muriático comercial? Describe el procedimiento y realiza las operaciones correspondientes. Se mide en una pipeta volumétrica de 2 ml, los dos mililitros de ácido clorhídrico, por otra parte, se prepara en un matraz volumétrico de 50 ml una cama de agua, en seguida, se agrega el volumen medido de ácido de la pipeta en el matraz. Esta reacción es un poco exotérmica, se debe esperar a que la disolución este a temperatura ambiente para poder aforar con una pipeta Pasteur.

50 ml de disolución

HCl ( 25 ml1 mldisolucón )=2 ml de HCl

6. ¿Cuál es la concentración molar de una disolución preparada con 10 g de carbonato de sodio con una pureza del 95 % m/m y aforando con agua a 250 mL?

N a CO a CO ( 10 g250ml )( 10095 gg Ndisolución )( 105.991gmolN a C O )( 10001 Lml )=0.35 M 2

3

2

3

2

3

7. Calcular la cantidad necesaria para preparar 50 mL de una disolución 0.1 M de ácido tartárico cuya fórmula condensada es C4H6O6.

0.050 ml disolución

gC H O =0.75 g C H O ( 0.1 mol1000C mlH O )( 150 1 mol C H O ) 4

6

6

4

6

6

4

6

6

4

6

6

8. Se tienen 20 mL de una disolución 0.025 M de una sustancia ácida, ¿cuántos protones ácidos tiene esta sustancia por molécula, si se requieren 15 mL de NaOH 0.1 M para neutralizar por completo esta disolución?

0.020 L disolución

mol =0.0005 mol ácido ( 1 0.025 ldisolucion )

0.015 L NaOH

=0.0015 mol NaOH ( 0.11mol l )

0.0015mol NaOH =3 protones ácidos 0.0005mol ácido

9. ¿Cuál es la normalidad de la disolución anterior? mol ácido 3 equivalentes de ácido ( 0.025 )=0.075 N 1 l disolucion )( 1 mol ácido 1. ¿Qué es un patrón primario? También llamado estándar primario, es una sustancia utilizada como referencia al momento hacer una valoración o estandarización. Usualmente son sólidos, tienen composición conocida, deben de tener elevada pureza, debe ser estable a temperatura ambiente, no debe de absorber gases y debe de reaccionar rápidamente con el titulante. 2. Escribe una “V” si el enunciado es verdadero y una “F” si es falso. En caso de que sea falso, justifica tu respuesta. ENUNCIADO Un reductor, gana electrones. La oxidación es una pérdida de electrones. Si un elemento se reduce, aumenta su número de oxidación. Durante una reacción de óxido reducción, el oxidante se oxida. Una reducción es una ganancia de electrones. Un elemento en su forma oxidada, es un reductor. Un aceptor de electrones es un oxidante.

F/V V

JUSTIFICACIÓN Si, un reductor ganó electrones

V

Si, se oxida donando electrones.

F

Cuando un elemento se reduce, su número de oxidación es menor que al inicio de la reacción

F

El agente oxidante se reduce, porque acepta electrones y hace que el otro elemento se oxide.

V

Si, en la reducción se aceptan electrones.

F

No, es al contrario. Un elemento en su forma oxidada fue un oxidante.

V

Oxida a el elemento que se los dona.

Un donador de electrones se oxida. El sodio metálico es un reductor muy fuerte. El F- es un muy buen oxidante.

V

Si, al donar electrones se oxida.

V

Dona sus electrones fácilmente.

F

No, el flúor casi no se combina con ningún elemento y es muy electronegativo

3. Considerando que el número de oxidación de los carbonos en el oxalato es de 3+ y en el dióxido de carbono de 4+ , balancea paso a paso en el siguiente espacio, la ecuación iónica entre el ion oxalato y el ion permanganato en medio ácido, por el método del ion electrón.

+¿ →C O2 + Mn +2+ H 2 O −¿+ H ¿ C 2 O 4 + Mn O ¿4 −¿ C2 O4 →2 CO 2+2 e ¿ −¿ → Mn+2 +4 H 2 O + ¿+ Mn O¿4 −¿+8 H ¿ 5 e¿ −¿ 5 C2 O 4 →10 CO 2+10 e ¿ −¿ → 2 Mn +2+ 8 H 2 O +¿+ 2 Mn O¿4 −¿ +16 H ¿ 10 e ¿ +2

−¿ → 10 CO2 +2 M n +8 H 2 O +¿+2 Mn O¿4 2−¿+16 H ¿ 5 C 2 O 4 ¿❑ 4. ¿Cuántos electrones acepta (acepta o cede) cada ion permanganato durante la reacción con oxalato? 5 electrones. 5. ¿Cuántos electrones cede (acepta o cede) cada ion oxalato durante la reacción con permanganato? 2 electrones. 6. Completa la ecuación iónica anterior y escribe la ecuación química y balanceada entre el oxalato de sodio Na2C2O4 y el permanganato de potasio en presencia de ácido sulfúrico, para dar como productos principales, dióxido de carbono y sulfato de manganeso (II).

Ecuación: H2SO4 + Na2C2O4 + KMnO4 K2SO (C2O4

CO2 + MnSO4 + Na2SO4 +

2CO2 + 2e- )

( 8H+ + 5e- + MnO4 5C2O4 + 16H+ + 10e- + 2MnO4

Mn + 4H 2O )2 10CO2 + 10e- + 2Mn + 4H2O

Ecuación química balanceada: 8H2SO4 + 5Na2C2O4 + 2KMnO4 + 8H2O+ K2SO4

5Na2SO4+ 10CO2 + 2MnSO4

7. La reacción de óxido-reducción entre los iones Fe2+ y MnO4 - en medio ácido, produce Mn2+ y Fe3+ . Escribe esta ecuación iónica y balancéala paso a paso en el siguiente espacio, mediante el método del ion-electrón. Fe2+ + MnO4-  Mn+2 + Fe+3 ( Fe+2  Fe+3 + 1e-)5 8H+ + 5e- + MnO4-  Mn+2 + 4H2O 5Fe+2 +8H+ + MnO4-  Mn+2 + 5Fe+3 + 4H2O Ecuación iónica balanceada : 5Fe+2 + MnO4  5Fe+3 + Mn+2 8. Completa la ecuación iónica anterior y escribe la ecuación química entre el sulfato de hierro (II) y el permanganato de potasio en presencia de ácido sulfúrico (NOTA: multiplica x2 cada uno de los coeficientes estequiométricos de la ecuación iónica antes de completar la ecuación). KMnO4 + FeSO4 + H2SO4  K2SO4 + MnSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O Fe+2  Fe+3 + 1e8H+ + 5e- + MnO4-  Mn+2 + 4H2O 2 (5Fe+2 + 8H+ + MnO4-  5Fe+3 + Mn+2 + 4H2O) Ecuación química balanceada: 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4  K2SO4 + 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + 8H2O

9. Escribe completa y balanceada por el método del ion-electrón la ecuación química entre el permanganato de potasio con el agua oxigenada, en presencia de ácido sulfúrico.

KMnO 4 + H 2 O2 + H 2 S O4 → MnS O4 +O2 + H 2 O+ K 2 S O 4 +2

−¿ → M n + 4 H 2 O +¿+ Mn O¿4 −¿+8 H ¿ 5 e¿ −¿ +¿+2 e ¿ H 2 O2 →O2 +2 H ¿ +¿ 2 Mn O 4 +5 H 2 O2 +16 H +→2 M n+2+ 8 H 2 O+5 O2+10 H ¿ Ecuación químicabalanceada : 2 KMn O4 +5 H 2 O2+ 6 H 2 S O4 →2 MnS O 4 +5 O2 +8 H 2 O+ K 2 S O4 1.- En una disolución de H₂SO₄ 1 M, ¿Cuál es la concentración molar de los iones de hidrógeno? Operaciones: (

1 mol de H ₂ SO ₄ ) 1 L disolusion

(

2 mol de H ⁺ ) 1 mol de H ₂ SO ₄

=

2M

2. ¿Cuál es la normalidad de una disolución 1 M de H₂SO₄? Ecuación química (semirreacción): H₂SO₄  2H⁺ + SO₄2+ Operaciones: (

1 mol de H ₂ SO ₄ ) 1 L disolusion

(

2 equivalentes. ) 1 mol de H ₂ SO ₄

=

2N

3.- En una disolución de H₃Cit 1 M, ¿Cuál es la concentración molar de los iones de hidrógeno ácidos? Operaciones: (

1 mol de H ₃Cit ) 1 L disolusion

(

3 mol de H ⁺ ) 1 mol de H ₃Cit

=

3M

4. ¿Cuál es la normalidad de una disolución 1 M de H₃Cit? Ecuación química (semirreacción):

H₃Cit  3H⁺ + Cit3+,

Operaciones: (

1 mol de H ₃Cit ) 1 L disolusion

(

3 equivalentes ) 1 mol de H ₃Cit

=

3N

5. ¿Cuál es la normalidad de una disolución 1 M de NaOH? Ecuación química (semirreacción):

NaOH  Na ⁺ + OH ⁻ Operaciones: (

1 mol de NaOH ) 1 L disolusion

(

1 equivalente ) 1 mol de NaOH

=

1N

6. Considerando un litro de una disolución de KMnO 4 que va a reaccionar para dar Mn2+ ,¿Cuántos moles de electrones va a aceptar el ion permanganato? Ecuación química (semirreacción): 5e- + 8H+ + MnO4- = Mn2+ + 4H2O Operaciones:

(1 mol MnO4)-

1 mol Mn O−¿ 4 −¿ e 5 ¿ = 5 mol de electrones. ¿ ¿

7.-¿Cuál es l normalidad de una disolución 1 M de KMnO 4? Operaciones: KMnO 5 eq . KMn O =5 N ( 11Lmoldisoluci ) ó n ( 1 molKMn O ) 4

4 4

8.- Considerando un litro de una disolución de Fe 2+ 1 M que va a reaccionar para dar Fe3+, ¿Cuántos moles de electrones va a ceder el Fe2+? Ecuación química (semirreacción): −¿ 3+¿+1 e ¿ 2+¿ → F e¿ F e¿

Operaciones: e 2+¿ 1 L disoluci ó n ¿ ¿ 1 mol F e2 +¿ mol e−¿ 1 ¿ −¿ ¿=1 mol e ¿ 1 litro disoluci ó n ¿

1 molF

9.- ¿Cuál es la normalidad de una disolución 1 M de Fe 2+? Operaciones: e 2+¿ 1 L disoluci ó n ¿ ¿ 1 molF e 2+¿ e 2+¿ 1 eq . F ¿ ¿=1 N ¿

1 molF

10.- Considerando un litro de una disolución de oxalato de sodio Na ¿ 2 C2 O 4 ) que va a reaccionar para dar CO2, ¿Cuántos moles (¿ 1M ¿ de electrones va a ceder cada ion oxalato? Ecuación química (semirreacción): −¿ 2−¿ → 2C O 2+2 e ¿ C 2 O¿4 Operaciones:

Na ¿ ¿ 2C 2 O 4 Na ¿ −¿ ¿ (¿ 2C 2 O 4 ¿ ¿)=2 mol e 1 mol ¿ mol e−¿ 2 ¿ ¿ (¿ ¿1 L disoluci ó n¿)¿ 1 mol ¿ ¿ 1 litro disoluci ó n ¿

11.- ¿Cuál es la normalidad de una disolución 1 M de

Na (¿ ¿ 2 C2 O 4 ) ? ¿

Operaciones:

(

1mol Na 2 C2 O 4 1 L disoluci ó n

)(

2eq . Na2 C 2 O 4 =2 N 1 mol Na2 C 2 O 4

)

¿Qué es un reactivo limitante? Se llama reactivo limitante al reactivo que se termina durante la reacción química. Una vez que uno de los reactivos ya no está presente porque se consumió en su totalidad, la reacción no podrá continuar, por lo que ese reactivo es el que limita la reacción. La cantidad máxima de producto que se puede formar depende de la cantidad de reactivo o reactivos limitantes que se tenían al inicio. Los reactivos en exceso son todos aquellos que estaban presentes en cantidades mayores a las que se necesitan para reaccionar con el reactivo limitante. De estos reactivos al final de la reacción habrá un remanente

¿Cuáles son las observaciones experimentales que te indican que se ha llevado a cabo una reacción química?

     

Emisión de gases Efervescencia Cambios de color Emisión de luz Elevación de la temperatura Formación de nuevas sustancias.

 Completa la siguiente tabla donde se plantea una ecuación química que describe la reacción entre magnesio y nitrógeno para dar nitruro de magnesio.  Ecuación química:

3 Mg+ N 2 → M g 3 N 2



 Datos iniciales

 168 g

 140g

 232.097

 Moles iniciales

 6.91

 4.99



 Reactivo limitante

 2.3.

 4.99



 Moles que reaccionan

 6.91

 2.3



 Moles sin reaccionar

 0

 2.69



 Moles que se forman





 2.3

 Gramos finales restantes

 0

 75.34

 .

 Gramos finales formados





 232.097

  Cantidad de sustancial inicial: 

168 gMg

1 mol Mg =6.91 mol Mg ( 24.31 g Mg ) 



140 g N 2

1 mol N 2 =4.99 mol N 2 28.02 g N 2

(

)

  Reactivo limitante:  Mg=

6.91 =2.3 Reactivo limitante 3  

N 2=

4.99 =4.99 1

 

nM g 3 N 2=6.91mol Mg

Mg N =2.3 mol Mg N ( 1mol 3 mol Mg ) 3

2

3

2



(

1 mol N 2 =2.3 mol N 2 3 mol N 2

)



n N 2 ( que reaccionan )=6.91mol Mg 3



n N 2 ( sin reaccionar )=4.99−2.3=2.69mol N 2

 

m N 2 =2.3 mol N 2

(

28.02 g N 2 =64.44 g N 2 1mol N 2

)

 

m Mg 3 N 2=2.3 mol Mg3 N 2

(

100.92 g Mg3 N 2 =232.097 g Mg 3 N 2 1 mol Mg3 N 2

)

1. ¿Qué establece la ley de acción de masas?

 Expresa para cualquier reacción, la relación entre las concentraciones de los reactivos y de los productos presentes en el equilibrio. De acuerdo con la ley de acción de masas, la condición de c

equilibrio esta descrita por

d

[C ] [D ] K= a b [ A ] [ B]

(expresión de la constante de

equilibrio) re la reacción. Esta contante solo depende de la estequiometria de la reacción, no de su mecanismo, depende de la reacción específica y de la temperatura, el valor de esta constante a cualquier temperatura dadas no depende de cantidades iniciales de reactivos y productos, tampoco importa si hay otras sustancias presentes, siempre y cuando no reaccionen con un reactivo o con un producto.

2. El ión cromato (CrO4–2) y el ión dicromato (Cr2O7–2) se interconvierten uno en el otro al cambiar el medio de ácido a alcalino o viceversa. a) Propón una estructura de Lewis para cada una de estas dos especies Ión cromato





Ión dicromato

     b) Balancea por el método adecuado la ecuación química que representa la interconversión del ión cromato al ión dicromato en medio ácido:  

Equilibrio1. Ecuación iónica balanceada : 2−¿+ H 2 O →



2−¿ ← C r 2 O7¿ +¿+ 2Cr O¿4 2 H¿

 c) Ahora balancea por el método adecuado la ecuación química que representa la interconversión del ión cromato al ión dicromato en medio básico:  





Equilibrio2. Ecuación iónica balanceada : −¿ ¿ +¿+2 OH ¿ 2−¿+2 H →

¿

2−¿← 2 Cr O4 ¿ −¿+ H 2 O +C r 2 O 7 ¿ 2 OH

d) Escribe la expresión de la constante de equilibrio para cada uno de estos procesos: 

 2−¿ C r 2 O ¿7 ¿ +¿ H¿ ¿ 2−¿ ¿ Cr O 4 ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ K eq 1=¿





+¿¿ H ¿ 2−¿ Cr O¿4 ¿ −¿ OH ¿ ¿ ¿2 ¿ 2−¿ C r 2 O ¿7 ¿ −¿ OH ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ K eq 2=¿

 3. El ión Fe3+(ac) precipita como hidróxido férrico en presencia de iones OH–. a) Escribe la ecuación química (en equilibrio) que describe el fenómeno mencionado anteriormente.  Ecuación química 1 :



−¿ +¿+3 OH ¿ 3+¿ → Fe ( OH )3(s) +3 H ¿ −¿+3 H 2 O+ Fe¿(ac) 3 OH ¿



3+¿ ← Fe ( OH )3(s) ¿ ¿ 3 OH (ac) ¿

→

b) Escribe ahora, la ecuación química de la reacción (en equilibrio) de la disolución del precipitado para formar iones. Ecuación química2 :  

−¿ +++ ¿+3 OH ¿



→

Fe ( OH )3 (s) ← Fe¿

c) Escribe la ecuación química de la reacción (en equilibrio) de disolución del hidróxido férrico cuando se le agregan iones H + a la disolución.  Ecuación química 3 : −¿ +++¿+3 H 2 O+3 OH ¿

 

→

+ ¿← Fe¿ Fe ( OH )3(ac )+3 H ¿

Nota importante:

 Los sólidos no se incluyen en las expresiones de las constantes de equilibrio porque su concentración en la fase acuosa es igual a cero. Su concentración en la fase sólida (que es donde sí se encuentran), es constante, por lo que dicha concentración no se escribe, puesto que se considera parte de la Keq. (De modo que en su lugar escribimos simplemente un “1”).  Así la expresión de la constante de equilibrio para la reacción de formación del precipitado de hidróxido férrico (Ecuación química 1) es:



3+¿ OH −¿ ¿ ¿ Fe ¿ ¿ ¿ 1 K eq 1= ¿

d) Escribe la expresión de la constante de equilibrio para la reacción de disolución del hidróxido de Fe(III) (Ecuación química 2). +¿ F e¿ ¿ −¿  O H¿ ¿ ¿ K eq 2=¿

e) Escribe ahora la expresión de la constante de equilibrio para la reacción de disolución del hidróxido de Fe(III) en presencia de iones H+. (Ecuación química 3). +¿ Fe¿ ¿ OH −¿ ¿ ¿3 ¿  H +¿ ¿ ¿ ¿ ¿ K eq 3=¿  4. ¿Será posible disolver 0.1 g de ácido benzoico en 5 mL de agua a temperatura ambiente? (la solubilidad del ácido benzoico es 0.29 g/100 mL H2O). Justifica esta respuesta con los cálculos correspondientes.  0.29 g−−→100 ml g−−→ 34.48 ml 1.1

 Se necesita esa cantidad de agua para poner disolver 0.1 gramos de ácido. Teóricamente este compuesto orgánico es imposible disolverse en agua.  El ácido benzoico es un ejemplo de un ácido débil, que se disocia sólo parcialmente según el siguiente equilibrio:

  Estas dos propiedades del ácido benzoico: la baja solubilidad en agua y su carácter de ácido débil se representan esquemáticamente mediante los dos siguientes equilibrios: (nótese el tamaño relativo de las flechas) →

 Ácido benzoico(s)

←−−¿ ¿ →

 Ácido benzoico(ac) ←

Ácido benzoico(ac) Benzoato–(ac) + H+(ac)

Equilibrio (a) Equilibrio (b)

5. ¿Hacia dónde se desplaza el Equilibrio (b) si se agrega OH–?

 Se desplazará hacia la izquierda, ya que el equilibrio esta desplazado a la derecha, formación de productos, al agregar OH al medio se formará agua en productos, eliminando un hidronio y por lo tanto el ácido benzoico soltará más. 6. Con esta adición de OH-, ¿Cómo cambian las concentraciones de ácido benzoico y de ión benzoato del Equilibrio (b)?  El ión benzoato disminuye su concentración, mientras que el ácido benzoico la aumenta. 7. ¿Cómo afecta al equilibrio (a) esta modificación de las concentraciones de las especies involucradas en el equilibrio (b)?  El ácido benzoico se hará soluble en agua, ya que al formarse agua por medio del hidroxilo agregados y el hidronio que disocia el ácido benzoico, como ácido débil que es, este irá disociando más hidronios, lo que dará más formación de agua y así su solubilidad. 8. Elabora un solo diagrama de flujo que muestre el procedimiento experimental a seguir para: 

Equilibrio químico en Acido benzoico

 

Pesar 2 muestras de 0.1g con ácido benzoico

 Tomar 5mL de agua destilada en tubos de ensayo etiquetados como a y b.

 

Añadir el ácido benzoico a los tubos etiquetados.

  

Añadir gotas de HCl y agitar hasta intentar  disolver.

¿Se disolvió?

Tubo a

Tubo b

Añadir las disoluciones

Añadir gotas de NaOH y agitar hasta intentar disolver.

 

¿Se disolvió?

¿Se disolvió?

 Se observa una

disolución de 2 fases, liquida y sólida.



Se Juntan ambas muestras.

Se observa una disolución de una sola fase, liquida.

 Se observa una disolución de 2 fases, liquida y No ¿Se disolvió? sólida.

Filtrar el precipitado, dejar secar y devolver para su reutilización.

Filtrar el precipitado, Se Juntan ambas dejar secar y devolver muestras. para su reutilización.

Se observa una disolución de una sola fase, liquida. Sí disolvió? ¿Se

   Practica 8

 1.- Completar y balancear la siguiente ecuación química  C u0(s) + 4 HN O3 ← 2 N O2 +2 H 2 O+C u ( N O3 )2  →   2.- El dióxido de nitrógeno es un gas café rojizo que se encuentra en bajas concentraciones en la atmósfera de ciudades con alto índice de contaminación. Investigar a partir de qué gases y en qué condiciones se forma en la atmósfera.   El NO es el producto de la reacción entre el N y el O atmosféricos, que se lleva a cabo en los motores de los automóviles a temperaturas elevadas. El NO se libera a la atmosfera y rápidamente se oxida a dióxido de nitrógeno. La luz solar cataliza la descomposición fotoquímica del dióxido de nitrógeno que se transforma en NO y O. A temprana hora la concentración del dióxido de nitrógeno es muy baja, tan pronto como la radiación solar penetra la atmosfera, se forma más dióxido de nitrógeno a partir de NO y O 2. El dióxido de nitrógeno al igual que el NO son componentes importantes del esmog.   3.- El NO2 puede dimerizarse, según el proceso reversible representado por la siguiente ecuación química, para producir el N2O4, que es un gas incoloro: 2 NO2 ⇆ N2O4. Indicar las estructuras de Lewis de estas dos especies:



NO2



N2O4

   4.- ¿Al formarse un enlace químico se absorbe o se desprende energía? ¿Por qué?   Siempre que dos átomos o iones están fuertemente ligados entre sí, se dice que existe un enlace químico entre ellos. 



Cuestionario Previo

  1. ¿Cuáles son las definiciones de Brönsted-Lowry para ácido y para base?   Ácido: Sustancia capaz de donar proton. Su base conjugada es la especie que da como resultado cuando pierde su H+.  Base: Sustancia capaz de aceptar este protón. Un ácido conjugado resulta de la adición de un protón a una base.   2.¿Qué volumen de HCl concentrado (37 % m/m y d=1.18 g/mL) se necesita para preparar 50 mL de una disolución 0.1 M de este ácido?  Operaciones: HCl 36.46 g HCl ( 0.05 L Dis )=0.005 mol HCl ( =0.1823 g HCl necesito ( 0.11 mol L Dis . ) 1 mol HCl )





0.1823 g HCl soluto

g disolución 1 mL =0.4291 mL disoluci ( 100 )( 37 g HCl soluto 1.18 g disolucion )

ón

 3. ¿Qué volumen de ácido acético glacial (concentrado)(100% m/m y d=1.05 g/mL) se necesita para preparar 50ML de una disolución 0.1M de este ácido?  Operaciones:



0.1mol C H 3 COOH ¿ (¿ 1< Dis .¿) ( 0.05 L Dis )=0.005 mol C H 3 COOH ¿ ¿



0.005 mol C H 3 COOH



0.3003 g soluto

(

60.05 g C H 3 COOH =0.30 gC H 3 COOH 1mol HCl

)

1 mL =0.286 mL disolución ( 100100g disolución g soluto )( 1.05 g disolución )

 4. ¿Cuántos gramos de NaOH (98 % m/m) se necesitan para preparar 50 mL una disolución 0.1 M de esta base? Kw  Operaciones: Kb= Ka 0.1 mol NaOH 40 g ( 0.05 L Dis ) =0.005 mol2 NaOH =0.2 g  1< Dis . 1mol NaOH x −¿¿ −10 −6 5.68 x 1 0 = =7.53 x 10 =[ ] OH ( 0.1−x )

(

)

(

)

1. ¿Qué es una curva de titulación (o de valoración)?  Una gráfica de

pH

en función del volumen del agente titulante que se

agrega se llama curva de titulación. Esta representación gráfica de la variación de

pH

durante el transcurso de una valoración, permiten

estudiar casos como un ácido fuerte, base fuerte, ácido débil y base débil.

2. Considerando que se tienen 20 ml (Vinicial) de HCl 0.1 M y se van agregando los volúmenes de NaOH 0.1 M indicados en la primera columna de la Tabla 1, calcular para cada adición de NaOH, lo que se indica en cada columna, para obtener en cada región el pH correspondiente. 

Volum en de NaOH 0.1 M agrega do (mL)  0

Vinicial+VNa





OH



0.1 M agregad o (ml)



20

Cantid ad de OHagrega do (mol)



 

0





4



24



0.0004





8



28



0.0008





12



32



0.0012





16



36



0.0016





18



38



0.0018





19



39

0.0019





20



40

0.002





21



41



0.0021





22



42



0-0022





24



44



0-0023







Cantidad en exeso De  De H+ O (m Hol) (m ol) 0.  0 00 2 0.  0. 00 00 2 04 0.  0. 00 00 2 08 0.  0. 00 00 2 12 0.  0. 00 00 2 16 0.  0. 00 00 2 18 0.  0. 00 00 2 19 0.  0. 00 00 2 2 0.  0. 00 00 2 21 0.  0. 00 00 2 22 0.  0. 00 00 2 23

   [H+]



   [OH-]

0.1



   pH

0



1



0.0667



1.51x1 0-13



1.17



0.0428



2.34x1 0-13



1.36



4.07x1 0-13



0.025

1.6





0.0111 1



9x10-13



1.95



5.26x1 0-3



1.9x10



2.27

2.56x1 0-3



3.98x1 0-12



1x10-7



1x10-7



4.15x1 0-12



2.43x1 0-3



11.38



2.13x1 0-12



4.76x1 0-3



11.67



1.47x1 0-12



5.81x1 0-3



11.83



-12

2.6





7



26



46



0.0026



30



50



0-003

0. 00 2  0. 00 2



0. 00 26  0. 00 3





7.76x1 0-13



5x10-13

0.0130





0.00





12.11

12.3



3. Graficar los volúmenes de NaOH agregados en las abscisas y el pH correspondiente en las ordenadas. 

20.00 ml HCl 0.1 M con NaOH 0.1 M 20 14 12 10 8

pH

6 4 2 0

0

5

10

15

20

25

30

35

Volumen de NaOH ml



4. ¿A qué se le llama el “punto de equivalencia” en una curva de titulación?  El punto de equivalencia, es el punto en el cual se alcanzan cantidades estequiometricamente equivalentes de ácido y base. Es el

pH

al cual se

cumple que es número de mini equivalentes del ácido es igual al número de mini equivalentes de la base, en este punto de equilibrio toda la base se ha transformado en su forma ácida conjugada.

5. ¿Qué significa “neutralizar”?  Las propiedades de las disoluciones ácidas son muy diferentes de las disoluciones básicas, cuando se mezclan una disolución de un ácido y una disolución de una base, ocurre una reacción de neutralización, esto produce agua y una sal. Los productos de la reacción no tienen las propiedades características de la disolución ácida ni de las de la básica.

6. Extrayendo logaritmos en la ecuación

+¿¿ H ¿ [ base ] , y aplicando ¿ Ka=¿

algunas de las leyes de logaritmos, deduce la siguiente ecuación: [ base ] pH= pKa+ log [ ácido ]





+¿¿ H ¿ [ base ] ¿ +¿ ¿ −log Ka =−log ¿



pKa=−log



pH= pKa+ log

[ base ] [ ácido ]

+ pH

[ base ] [ ácido ]