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QUÍMICA ANALÍTICA I
Guía de estudio
PREPARACIÓN DE SOLUCIONES
Y NORMALIZACIÓN
2014
1
TEMA: PREPARACIÓN DE SOLUCIONES Y NORMALIZACIÓN
I- UNIDAD DE EXPRESIÓN DE LA CONCENTRACIÓN
Peso de soluto por unidad de volumen de solución: las concentraciones pueden expresarse en g/L,
g/dL, g/mL, etc. y en el análisis cuantitativo resulta particularmente útil expresarlas en mg/mL.
Partes por millón (ppm): gramos de sustancia por 106
gramos de muestra. Un gramo de la sustancia
está presente por cada millón de gramos del total de la solución o mezcla. Una parte por millón
equivale, en las disoluciones acuosas, a 1 mg por litro o a 1 microgramo por mililitro.
Molaridad: representa la concentración en moles por litro de solución. Para compuestos iónicos,
donde no hay moléculas sino iones, no tiene significado real. Además, algunas sustancias como los
ácidos carboxílicos no existen como moléculas de fórmula mínima sino que pueden asociarse
formando agregados mayores, integrados por lo general por dos o más moléculas simples. Por eso
resulta más correcto en esos casos usar el término formalidad.
Formalidad: el HBr es un electrolito fuerte, por lo tanto en soluciones acuosas está virtualmente
disociado en H+
y Br-
, a diferencia del ácido acético que es un electrolito débil parcialmente disociado
en Ac-
y H+
. Cuando se produce una solución diluyendo 1,000 moles de HBr en 1,000 L de agua; la
concentración formal (F) es 1,000 moles/L. Sin embargo la concentración real de HBr es nula puesto
que dichas moléculas están disociadas. La concentración formal se refiere a la cantidad de sustancia
disuelta, sin considerar la composición de la solución. En lugar de decir HBr 1,000 M es más correcto
decir 1,000 F. A menos que se conozca el comportamiento químico de un compuesto dado, rara vez
se conoce su verdadera molaridad, sin embargo, a partir de la cantidad pesada o medida, por algún
procedimiento analítico, es posible conocer la concentración formal en la solución. Por tal motivo la
concentración formal se conoce también como la concentración analítica.
Normalidad: representa la concentración en equivalentes gramo por litro de solución. En general, el
equivalente químico o peso equivalente se calcula dividiendo el peso atómico de la sustancia
(cuando se trata de elementos) o el peso molecular, por el número de equivalentes involucrados en
la reacción química correspondiente.
Molalidad: expresa la concentración de la especie en moles de soluto por 1000 g de solvente.
Composición porcentual: el porcentaje de una sustancia en una solución se expresa por lo general
como porcentaje en peso, % (p/p), que se define como:
masa de la sustancia
Porcentaje peso en peso = --------------------------------- x 100
masa total de la solución
Otras expresiones de composición porcentual son el porcentaje en volumen, % (v/v), y el porcentaje
en peso por volumen, % (p/v).
volumen de la sustancia
Porcentaje volumen en volumen = ----------------------------------- x 100
volumen total de la solución
masa de la sustancia (en gramos)
Porcentaje peso en volumen = --------------------------------------------------- x 100
volumen total de la solución (en mililitros)
Si bien las unidades de peso o de volumen siempre deben especificarse, el símbolo p/p suele quedar
sobreentendido cuando no se indican las unidades.
2
II- SOLUCIONES PATRONES - SOLUCIONES VALORADAS
Una solución patrón primario es una solución de concentración exactamente conocida que se utiliza en
una valoración. Se prepara por pesada directa de un reactivo patrón primario que se disuelve en un
solvente apropiado y se lleva a un volumen exactamente conocido.
Una solución patrón secundario es una solución cuya concentración se obtiene enfrentándola a un
patrón primario (o también a través de un método gravimétrico muy exacto).
Ejemplo- Una solución valorada de NaOH es un solución tipo patrón secundario cuando dicha solución
de NaOH de concentración aproximada se valora con un reactivo patrón primario, pudiendo ser
biftalato de potasio o ácido benzoico.
Características de un patrón primario
Un compuesto patrón primario debe cumplir ciertas condiciones, como ser:
a) tener un grado de pureza elevado.
b) ser estable, es decir, permanecer prácticamente inalterado frente a la acción de los agentes
atmosféricos.
c) no debe ser higroscópico ni eflorescente, porque en tal caso dificultaría las operaciones de secado y
de pesada.
d) ser fácil de purificar, y que sus impurezas puedan determinarse por ensayos seguros y sensibles.
e) tener un peso equivalente razonablemente alto.
Esta última exigencia es importante para disminuir el error en la pesada. Como el error relativo en la
pesada disminuye con el aumento del peso (y por lo tanto con el aumento del peso equivalente), el alto
peso equivalente del patrón primario se traducirá en menores errores en la pesada del compuesto.
Es relativamente limitado el número de compuestos que cumplen con estos requerimientos y en
consecuencia son pocos los compuestos que pueden utilizarse como patrones primarios.
f) si la droga patrón primario es utilizada para la preparación de una solución patrón primario, esta
última deberá ser estable.
Los patrones secundarios tienen menos pureza que los primarios. En la práctica estas soluciones
patrones secundarios se usan frecuentemente. Deben mantenerse en condiciones tales que no cambien
su composición o valorarse nuevamente antes de ser usadas.
Patrones primarios en volumetría ácido-base:
# Carbonato de sodio
Fórmula: Na2CO3
Reacción de titulación usando heliantina como indicador:
CO3
2-
+ H+
 HCO3
-
HCO3
-
+ H+
 H2CO3
CO3
2-
+ 2 H+
 H2CO3
PEq = PM / 2
Reacción de titulación usando fenolftaleína como indicador: CO3
2-
+ H+
 HCO3
-
PEq = PM
# Borax o tetraborato de sodio
Fórmula: Na2B4O7.10 H2O
Disolución: Na2B4O7 + 5 H2O  2 NaH2BO3 + 2 H3BO3
Reacción de titulación: H2BO3
-
+ H+
 H3BO3
PEq Na2B4O7.10 H2O = PM / 2 Indicador: rojo de metilo
3
Por su parte, el ácido bórico es un ácido muy débil (Ka: 5 10-10
) que no puede ser empleado como
patrón primario para la normalización de álcalis en medio acuoso. No obstante puede transformarse
en un ácido relativamente fuerte en presencia de compuestos hidroxílicos orgánicos (ej: glicerina,
manitol, azúcares invertidos) siendo en este caso factible su uso.
# Ftalato ácido de potasio o biftalato de potasio
Fórmula: KC8O4H5 (KHFt)
Reacción de titulación: HFt-
+ OH-
 H2O + Ft2-
PEq = PM
# Tetraoxalato de potasio
Fórmula: KHC2O4.H2C2O4. 2H2O
PEq = PM / 3
# Ácido Oxálico:
Fórmula: (HCOO)2. 2 H2O
PEq = PM / 2
Patrones en volumetría de precipitación y complejos:
# KCl
Para normalizar una solución conteniendo Ag+
:
Reacción de la titulación: Ag+
+ Cl-
 AgCl
# CaCO3 (s)
Para titular EDTA (se solubiliza en HCl): CaCO3 (s) + 2 H+
 Ca2+
+ CO2 + H2O
Reacción de la titulación: Ca2+
+ HxY (4-x) -
 CaY2-
+ x H+
La especie predominante de EDTA dependerá del pH de trabajo, pero el complejo formado es el
mismo.
Patrones para volumetría redox:
# Tetraoxalato de potasio
Fórmula: C2O4H2C2O4HK.2H2O
Reacción de titulación para normalizar KMnO4:
4 (MnO4
-
+ 8 H+
+ 5e-
 Mn2+
+ 4 H2O)
- 5 (4 CO2 + 4 H+
+ 4e-
 (C2O4)2H4)
4 MnO4
-
+ 12 H+
+ 5 (C2O4)2H4  20 CO2 + 4 Mn2+
+ 16 H2O
PEq = PM / 4
# Óxido arsenioso
Fórmula: As2O3
El As2O3 se disuelve en presencia de álcali, luego se acidifica el medio para la titulación redox:
As2O3 + 2 OH-
 2 AsO2
-
+ H2O
AsO2
-
+ H+
 HAsO2
4
Reacción de titulación para normalizar KMnO4:
2 (MnO4
-
+ 8 H+
+ 5e-
 Mn2+
+ 4 H2O)
- 5 (H3AsO4 + 2 H+
+ 2e-
 HAsO2 + 2 H2O)
2 MnO4
-
+ 6 H+
+ 2 H2O + 5 HAsO2  2 Mn2+
+ 5 H3AsO4
PEq HAsO2 = PM / 2
PEq As2O3 = PM / 4 dado que cada mol de As2O3 genera 2 moles de HAsO2.
# KIO3 (con exceso de KI):
Reacción de generación de I2: IO3
-
+ 5 I-
+ 6 H+
 3 I2 + 3 H2O
Reacción de la titulación para normalizar S2O3
2-
:
I2 + 2 e-
 2 I-
- ( S4O6
2-
+ 2 e-
 2 S2O3
2-
)
I2 + 2 S2O3
2-
 2 I-
+ S4O6
2-
Peq I2 = PM / 2 Peq KIO3 = PM / 6
# K2Cr2O7 (con exceso de KI):
Reacción de generación de I2: Cr2O7
2-
+ 14 H+
+ 6 I-
 3 I2 + 2 Cr3+
+ 7 H2O
Reacción de titulación para normalizar S2O3
2-
: I2 + 2 S2O3
2-
 2 I-
+ S4O6
2-
Peq K2Cr2O7= PM/6
III- PREPARACIÓN DE ALGUNAS SOLUCIONES PATRÓN SECUNDARIO
Solución de KMnO4
El permanganato de potasio no es suficientemente puro para ser un patrón primario, debido a que
siempre presenta trazas de MnO2. Además, el agua destilada contiene habitualmente impurezas
orgánicas que pueden reducir una parte del MnO4
-
recién disuelto a MnO2. Este MnO2 formado
promueve la auto descomposición del MnO4
-
. Por lo tanto para preparar soluciones estables, el
KMnO4 se disuelve en agua destilada, se hierve durante 1 hora a fin de acelerar la reacción con las
impurezas orgánicas, y se hace pasar por un filtro limpio de vidrio sinterizado a fin de eliminar el
MnO2 formado. Nunca debe usarse papel de filtro (es materia orgánica).
Conservar la solución en un recipiente de vidrio ámbar. La solución, conservada al abrigo de la luz,
protegida de la evaporación, del polvo atmosférico y de vapores reductores tiene buena estabilidad. De
cualquier modo, es conveniente retitularla periódicamente. Si con el tiempo se deposita MnO2, filtrarla
y volver a valorar.
Solución SÖRENSEN
Disolver 5 g de hidróxido de sodio con 5 mL de agua. El carbonato de sodio queda en suspensión
después que se ha disuelto la base y sedimenta muy lentamente. Dejar en reposo durante, por lo menos,
una semana. Utilizar el sobrenadante, libre de carbonato. Si se dispone de una centrífuga puede
obtenerse una solución clara, libre de carbonato, centrifugando un corto tiempo. Conservar en frasco
de polietileno.
Solución de TIOSULFATO DE SODIO
La forma usual del tiosulfato, Na2S2O3 penta hidratado, no es lo suficientemente pura para ser un
patrón primario. Además, efloresce muy fácilmente. Una solución estable de tiosulfato de sodio puede
prepararse disolviendo el reactivo en agua destilada recién hervida. La calidad del agua es importante
5
debido a que el CO2 disuelto favorece la dismutación del S2O3
2-
y los iones metálicos catalizan la
oxidación atmosférica del mismo.
Las soluciones de tiosulfato deben almacenarse en la oscuridad, en frasco de vidrio. La adición de 0,1
g de carbonato de sodio por litro, mantiene el pH en el intervalo adecuado para estabilizar la solución,
evitando la dismutación del tiosulfato y el crecimiento de microorganismos tales como tiobacterias que
consumen azufre.
Solución de EDTA
El compuesto más importante para fines analíticos es la sal di sódica. Sus soluciones no son lo
suficientemente puras como para usarlas como patrón primario. Por lo tanto, a menos que se use un
método de purificación, la solución debe valorarse con un patrón primario adecuado. Se recomienda
guardar la solución valorada en un recipiente de plástico, ya que por contacto prolongado, el vidrio
libera iones metálicos y la concentración efectiva de EDTA disminuye. Si se parte de la sal di sódica
para la preparación de la solución, se pesa la cantidad adecuada y se disuelve en H2O deionizada;
mientras que si se parte de H4Y, se disuelve la cantidad adecuada del mismo en agua, agregando
hidróxido de sodio (4,5 g en 500 mL) antes de llevar la solución a volumen.
IV- APARATOS VOLUMÉTRICOS Y SU USO
El material de vidrio que se utiliza en las técnicas de análisis volumétrico comprende tres elementos de
uso común: * pipeta
* bureta
* matraz aforado
Estos elementos pueden estar calibrados para vaciar o emitir un volumen determinado o,
alternativamente para contener o alojar un volumen determinado.
En general las pipetas y buretas están calibradas para emitir volúmenes y los matraces para contener
volúmenes. Siempre debe especificarse la temperatura a la cual el material de vidrio emite o contiene
un volumen dado.
Pipetas: permiten medir volúmenes de líquido por vaciado, es decir, dejando escurrir el líquido sin
tener en cuenta la película que queda adherido a las paredes, por lo tanto no debe soplarse. Se dividen
en:
* pipetas de transferencia o pipeta aforada: posee un anillo grabado en su parte superior
(aforo) que fija el volumen de líquido que la pipeta es capaz de emitir, llena hasta la marca si se deja
desagotar en las condiciones especificadas. Mide un volumen fijo de líquido.
* pipeta graduada: se emplea para medir volúmenes variables de líquido, hasta el
de su capacidad máxima. No tiene gran aplicación en el trabajo exacto.
Normas para el uso del material volumétrico:
* La superficie de vidrio en su parte interna debe estar perfectamente limpia y desengrasada, para
poder soportar una película de líquido uniforme; la presencia de suciedad o grasa tiende a romperla, y
aparecen películas desiguales o gotas adheridas, que provocaran errores en la medición de volúmenes.
* Debe evitarse el calentamiento del material de vidrio calibrado. Los cambios demasiado bruscos de
temperatura pueden originar distorsiones permanentes en el vidrio con el consiguiente cambio de
volumen.
* La lectura de volumen en un líquido confinado en un tubo estrecho: pipeta o bureta, por ejemplo,
debe realizarse en la parte baja de la curvatura (menisco) que exhibe el mismo.
* Cuando se realiza la lectura del volumen el ojo debe estar al nivel del líquido para evitar los errores
de paralaje.
* En general, antes de llenar el material de medida con la solución, debe enjuagárselo con la misma
solución, a fin de evitar la dilución por la película residual en la superficie del vidrio, pudiéndose así
6
suprimir la operación de secado. Este enjuague debe realizarse por lo menos dos veces con volúmenes
adecuados sin necesidad de llenar el recipiente.
Limpieza del material volumétrico:
Antes de iniciar cualquier trabajo debe verificarse la limpieza del material, examinando si el agua moja
las paredes en forma uniforme.
La película de grasa se puede quitar comúnmente con una solución limpiadora (mezcla sulfocrómica,
potasa alcohólica) puesta en contacto con las paredes del recipiente. Luego debe enjuagarse con agua
común y por último con agua destilada. Si el desengrasado ha sido perfecto, el agua mojará en forma
uniforme las paredes y quedará una fina película.
Calibración del material volumétrico:
Es necesario llevar a cabo la calibración del material volumétrico para conocer exactamente el
volumen contenido o emitido. A través de esta operación el químico analista debe comprobar la
concordancia o no entre el volumen indicado en el aparato y su volumen verdadero; de esto dependerá
en gran parte la exactitud en el análisis volumétrico.
Se sugiere ampliar estos temas consultando la literatura.
Bibliografía sugerida:
Harris, Daniel: Análisis Químico Cuantitativo.
Kolthoff, Izaak: Análisis Químico Cuantitativo.
Vogel, Arthur: Química Analítica Cuantitativa.
7
PROBLEMAS
1- Indique la cantidad de H2SO4 ( = 1,73 y 80,25 % P/P) que debe medirse para preparar 3 L de
solución aproximadamente 0,08 N. Elija un patrón primario para normalizarlo e indique la cantidad a
pesar, si dispone de una bureta de 25,00 mL.
2- Se tiene HCl ( = 1,145 g/mL y 29,17 % P/P). Indique que cantidad se necesitará para preparar 2 L
de solución 0,2 N. Indique que cantidad de bórax (PM = 382,00) se deberá pesar para normalizarlo,
suponiendo que dispone de una bureta de 50,00 mL.
3- Se preparó una solución de NaOH a partir de una solución Sörensen (aproximadamente 16 N),
tomando 30 mL de la esta última para preparar 2 L de la solución diluida. Indique la cantidad de patrón
primario a pesar para normalizarla si dispone de una bureta de 25,00 mL.
4- Indique la cantidad de AgNO3 (PM = 169,88) necesaria para preparar 2 L de solución 0,1 M. Cuánto
patrón primario (KCl, PM = 74,56) se deberá pesar para valorarlo, usando una bureta de 50,00 mL?
5- Indique la cantidad de Na2H2Y.2H2O a pesar para preparar 2 L de EDTA 0,01M (PM = 372,24).
Indique la cantidad de patrón primario a pesar si se dispone de una bureta de 50,00 mL.
6- Se desea normalizar una solución de KMnO4 aproximadamente 0,1 N utilizando los siguientes
patrones:
a) tetraoxalato de potasio (C2O4H2.C2O4HK.2H2O, PM = 254,10)
b) oxalato de sodio (PM = 134,20)
Indique en cada caso la cantidad de patrón a pesar si se dispone de una bureta de 25,00 mL.
7- Se normalizó una solución de KMnO4 mediante el siguiente procedimiento: se disolvió 0,2009 g de
As2O3 en NaOH y luego se llevó a medio ácido con HCl. Si se gastaron 40,00 mL de la solución de
KMnO4 para alcanzar el punto final. Calcular:
a) N de esta solución
b) M de esta solución
c) la equivalencia en Fe de la solución de KMnO4
PM As2O3=198,00.
8- Para valorar una solución de Na2S2O3 se hacen reaccionar 100,0 mg de KIO3 (PM = 214,00) con
1,000 g de KI (PM = 166,00). El I2 liberado se titula con Na2S2O3, gastándose 20,20 mL del mismo.
Calcule la N de la solución.
9- Calcular la masa de K2Cr2O7 (PM = 294,12) necesaria para valorar una solución de Na2S2O3
aproximadamente 0,5 M si se dispone de una bureta de 25,00 mL. Explicar el procedimiento y escribir
las reacciones químicas involucradas.
8
RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS
PROBLEMA 1
1 L solución ------- 0,08 eq H2SO4
3 L solución ------- x = 0,24 eq H2SO4
1 eq H2SO4 ------- PM/2 = 49 g
0,24 eq H2SO4 ------- x = 11,76 g
H2SO4 80,25 % P/P
80,25 g H2SO4 ------- 100 g solución
11,76 g H2SO4 ------- x = 14,65 g de solución
 = 1,73 g/mL  = m/V V = 8,47 mL
Se deberán tomar aproximadamente 8,5 mL con una pipeta graduada de 10 mL.
Valoración de la solución: patrón primario Na2CO3, indicador heliantina.
Cálculo del peso del patrón primario para gastar 20,00 mL de solución si dispone de una bureta de
25,00 mL
1000 mL solución ------- 0,08 eq H2SO4
20,00 mL solución ------- x = 1,6 10-3
eq H2SO4 = 1,6 10-3
eq Na2CO3
1 eq Na2CO3 ------- PM / 2 = 53 g
1,6 10-3
eq Na2CO3 ------- x = 0,0848 g Na2CO3 m = 0,0848 g
Se deberá pesar una cantidad exactamente conocida (con balanza analítica) aunque no sea idéntica a la
calculada.
PROBLEMA 2
1000 mL ------ 0,2 eq HCl
2 L ------ x = 0,4 eq
% P / V = % P / P x  = 33,40 % P/V
1 eq HCl ------- PM = 36,5 g 33,40 g HCl ------- 100 mL
0,4 eq HCl ------- x = 14,6 g 14,6 g HCl ------- x = 43,71 mL
Se deberán tomar aproximadamente 44 mL con una probeta.
Cálculo del peso del patrón primario para gastar 40,00 mL de solución si la bureta es de 50,00 mL.
1000 mL ------- 0,2 eq HCl
40,00 mL ------- x = 8 10-3
eq HCl = 8 10-3
eq bórax
1 eq bórax ------- PM / 2 = 191 g
8 10-3
eq ------- x = 1,528 g borax m = 1,5280 g
PROBLEMA 3
1000 mL Na(OH) ------- 16 eq 2000 mL ------- 0,48 eq Na(OH)
30,00 mL Na(OH) ------- x = 0,48 eq 1000 mL ------- x = 0,24 eq
La concentración de NaOH es aproximadamente 0,24 N.
Valoración de la solución:
Se calcula el peso del patrón primario para gastar 20,00 mL de solución si la bureta es de 25,00 mL
Patrón elegido: Biftalato de potasio
1000 mL Na(OH) ------- 0,24 eq NaOH
20,00 mL Na(OH) ------- x = 4,8 10-3
eq NaOH = 4,8 10-3
eq biftalato
9
1 eq biftalato ------- PM = 204 g
4,8 10-3
eq ------- x = 0,9792 g m = 979,2 mg
PROBLEMA 4
1000 mL ------- 0,1 mol AgNO3 1 mol AgNO3 ------- 169,88 g
2000 mL ------- x = 0,2 moles 0,2 moles ------- x = 34 g
m = 34,0 g
Se calcula el peso del patrón primario para gastar 40,00 mL de solución si la bureta es de 50,00 mL
1000 mL ------- 0,1 mol AgNO3
40,00 mL ------- x = 4 10-3
moles Ag+
= 4 10-3
moles Cl-
1 mol KCl ------- 74,56 g
4 10-3
moles ------- x = 0,2982 g KCl m = 0,2982 g
PROBLEMA 5
1000 mL ------- 0,01 mol EDTA 1 mol EDTA ------- 372,24 g
2000 mL ------- x = 0,02 moles 0,02 moles ------- x = 7,44g m = 7,5 g
Cálculo del peso del patrón primario para gastar 40,00 mL de solución si la bureta es de 50,00 mL
1000 mL ------- 0,01 mol EDTA
40,00 mL ------- x = 4 10-4
moles EDTA = 4 10-4
moles Ca2+
= 4 10-4
moles CaCO3
1 mol CaCO3 ------- 100 g
4 10-4
moles ------- x = 0,04 g CaCO3 m = 0,0400 g
PROBLEMA 6
Se calcula el peso del patrón primario para gastar 20,00 mL de solución si dispone de una bureta de
25,00 mL
1000 mL ------- 0,1 eq KMnO4
20,00 mL ------- x = 2 10-3
eq MnO4
-
= 2 10-3
eq (C2O4)2
4-
= 2 10-3
eq C2O4
2-
a) 4 CO2 + 4 H+
+ 4 e-
 (C2O4)2H4
C2O4H2.C2O4HK.2H2O PM = 254,10
Peq = PM / 4 = 63,52 g
1 eq (C2O4)2
4-
----------- 63,52 g
2 10-3
eq (C2O4)2
4-
----------- x = 0,1270 g m = 0,1270 g
b) 2 CO2 + 2 H+
+ 2 e-
 C2O4H2
PM = 134,20
Peq = PM / 2 = 67,10 g
1 eq C2O4
2-
----------- 67,10 g
2 10-3
eq C2O4
2-
----------- x = 0,1342 g m = 0,1342 g
PROBLEMA 7
a) PM As2O3 = 198 Peq = PM/4
198 mg ------- 4 meq
200,9 mg ------- x = 4,058 meq As2O3 = 4,058 meq MnO4
-
10
40 mL ------- 4,058 meq MnO4
-
1 mL ------ x = 0,1014 N 0,1014 N
b) 5 meq MnO4
-
----- 1 mmol
4,058 meq ----- x = 0,8116 mmol
40 mL ------ 0,8116 mmol
1 mL ------ x = 0,02029 M 0,02029 M
c) 1 meq Fe ------ 56 mg
4,058 meq ------- x = 227,2 mg Fe
40,00 mL ------- 227,2 mg
1 mL ------- x= 5,680 mg Fe 5,68 mg/mL (equivalencia en Fe)
PROBLEMA 8
Reacciones involucradas: ver la parte teórica de la guía
PM KIO3 = 214 PM KI = 166
5 moles I-
------- 1 mol IO3
-
5 x 166 mg KI ------- 214 mg KIO3
1000 mg KI ------- x = 257,8 mg KIO3  el KIO3 está en defecto, es limitante
214 mg KIO3 ------- 5 x 166 mg KI
100 mg " ------- x = 387,8 mg KI  el KI está en exceso
1 mol KIO3 = 214 g ------- 3 moles I2
0,100 g KIO3 ------- x = 1,402 10-3
moles I2
1mol I2 ------- 2 eq I2
1,402 10-3
moles ------- x = 2,804 10-3
eq I2 = 2,804 10-3
eq S2O3
2-
20,20 mL ------- 2,804 10-3
eq
1000 mL ------- x = 0,1388 eq 0,1388 N
PROBLEMA 9
1000 mL -------- 0,5 eq Na2S2O3
20,00 mL -------- x = 0,01 eq S2O3
2-
= 0,01 eq I2 = 0,01 eq Cr2O7
2-
1 eq K2Cr2O7 ------- PM / 6 = 49,02 g
0,01 eq K2Cr2O7 ------- x = 0,4902g 0,4902g
Se pesa 0,4902 g de K2Cr2O7 en balanza analítica (la masa debe ser exactamente conocida aunque no
sea la calculada). Se adiciona HCl cc ya que la reacción es en medio ácido, y con IK en exceso. El I2
generado (cantidad exactamente conocida basándose en la masa agregada del patrón primario) se hace
reaccionar con la solución de Na2S2O3 a valorar.
Reacciones involucradas:
Cr2O7
2-
+ 14 H+
+ 6 I-
 3 I2 + 2 Cr3+
+ 7 H2O
I2 + 2 e-
 2 I-
- ( S4O6
2-
+ 2 e-
 2 S2O3
2-
)
I2 + 2 S2O3
2-
 2 I-
+ S4O6
2-

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  • 1. QUÍMICA ANALÍTICA I Guía de estudio PREPARACIÓN DE SOLUCIONES Y NORMALIZACIÓN 2014
  • 2. 1 TEMA: PREPARACIÓN DE SOLUCIONES Y NORMALIZACIÓN I- UNIDAD DE EXPRESIÓN DE LA CONCENTRACIÓN Peso de soluto por unidad de volumen de solución: las concentraciones pueden expresarse en g/L, g/dL, g/mL, etc. y en el análisis cuantitativo resulta particularmente útil expresarlas en mg/mL. Partes por millón (ppm): gramos de sustancia por 106 gramos de muestra. Un gramo de la sustancia está presente por cada millón de gramos del total de la solución o mezcla. Una parte por millón equivale, en las disoluciones acuosas, a 1 mg por litro o a 1 microgramo por mililitro. Molaridad: representa la concentración en moles por litro de solución. Para compuestos iónicos, donde no hay moléculas sino iones, no tiene significado real. Además, algunas sustancias como los ácidos carboxílicos no existen como moléculas de fórmula mínima sino que pueden asociarse formando agregados mayores, integrados por lo general por dos o más moléculas simples. Por eso resulta más correcto en esos casos usar el término formalidad. Formalidad: el HBr es un electrolito fuerte, por lo tanto en soluciones acuosas está virtualmente disociado en H+ y Br- , a diferencia del ácido acético que es un electrolito débil parcialmente disociado en Ac- y H+ . Cuando se produce una solución diluyendo 1,000 moles de HBr en 1,000 L de agua; la concentración formal (F) es 1,000 moles/L. Sin embargo la concentración real de HBr es nula puesto que dichas moléculas están disociadas. La concentración formal se refiere a la cantidad de sustancia disuelta, sin considerar la composición de la solución. En lugar de decir HBr 1,000 M es más correcto decir 1,000 F. A menos que se conozca el comportamiento químico de un compuesto dado, rara vez se conoce su verdadera molaridad, sin embargo, a partir de la cantidad pesada o medida, por algún procedimiento analítico, es posible conocer la concentración formal en la solución. Por tal motivo la concentración formal se conoce también como la concentración analítica. Normalidad: representa la concentración en equivalentes gramo por litro de solución. En general, el equivalente químico o peso equivalente se calcula dividiendo el peso atómico de la sustancia (cuando se trata de elementos) o el peso molecular, por el número de equivalentes involucrados en la reacción química correspondiente. Molalidad: expresa la concentración de la especie en moles de soluto por 1000 g de solvente. Composición porcentual: el porcentaje de una sustancia en una solución se expresa por lo general como porcentaje en peso, % (p/p), que se define como: masa de la sustancia Porcentaje peso en peso = --------------------------------- x 100 masa total de la solución Otras expresiones de composición porcentual son el porcentaje en volumen, % (v/v), y el porcentaje en peso por volumen, % (p/v). volumen de la sustancia Porcentaje volumen en volumen = ----------------------------------- x 100 volumen total de la solución masa de la sustancia (en gramos) Porcentaje peso en volumen = --------------------------------------------------- x 100 volumen total de la solución (en mililitros) Si bien las unidades de peso o de volumen siempre deben especificarse, el símbolo p/p suele quedar sobreentendido cuando no se indican las unidades.
  • 3. 2 II- SOLUCIONES PATRONES - SOLUCIONES VALORADAS Una solución patrón primario es una solución de concentración exactamente conocida que se utiliza en una valoración. Se prepara por pesada directa de un reactivo patrón primario que se disuelve en un solvente apropiado y se lleva a un volumen exactamente conocido. Una solución patrón secundario es una solución cuya concentración se obtiene enfrentándola a un patrón primario (o también a través de un método gravimétrico muy exacto). Ejemplo- Una solución valorada de NaOH es un solución tipo patrón secundario cuando dicha solución de NaOH de concentración aproximada se valora con un reactivo patrón primario, pudiendo ser biftalato de potasio o ácido benzoico. Características de un patrón primario Un compuesto patrón primario debe cumplir ciertas condiciones, como ser: a) tener un grado de pureza elevado. b) ser estable, es decir, permanecer prácticamente inalterado frente a la acción de los agentes atmosféricos. c) no debe ser higroscópico ni eflorescente, porque en tal caso dificultaría las operaciones de secado y de pesada. d) ser fácil de purificar, y que sus impurezas puedan determinarse por ensayos seguros y sensibles. e) tener un peso equivalente razonablemente alto. Esta última exigencia es importante para disminuir el error en la pesada. Como el error relativo en la pesada disminuye con el aumento del peso (y por lo tanto con el aumento del peso equivalente), el alto peso equivalente del patrón primario se traducirá en menores errores en la pesada del compuesto. Es relativamente limitado el número de compuestos que cumplen con estos requerimientos y en consecuencia son pocos los compuestos que pueden utilizarse como patrones primarios. f) si la droga patrón primario es utilizada para la preparación de una solución patrón primario, esta última deberá ser estable. Los patrones secundarios tienen menos pureza que los primarios. En la práctica estas soluciones patrones secundarios se usan frecuentemente. Deben mantenerse en condiciones tales que no cambien su composición o valorarse nuevamente antes de ser usadas. Patrones primarios en volumetría ácido-base: # Carbonato de sodio Fórmula: Na2CO3 Reacción de titulación usando heliantina como indicador: CO3 2- + H+  HCO3 - HCO3 - + H+  H2CO3 CO3 2- + 2 H+  H2CO3 PEq = PM / 2 Reacción de titulación usando fenolftaleína como indicador: CO3 2- + H+  HCO3 - PEq = PM # Borax o tetraborato de sodio Fórmula: Na2B4O7.10 H2O Disolución: Na2B4O7 + 5 H2O  2 NaH2BO3 + 2 H3BO3 Reacción de titulación: H2BO3 - + H+  H3BO3 PEq Na2B4O7.10 H2O = PM / 2 Indicador: rojo de metilo
  • 4. 3 Por su parte, el ácido bórico es un ácido muy débil (Ka: 5 10-10 ) que no puede ser empleado como patrón primario para la normalización de álcalis en medio acuoso. No obstante puede transformarse en un ácido relativamente fuerte en presencia de compuestos hidroxílicos orgánicos (ej: glicerina, manitol, azúcares invertidos) siendo en este caso factible su uso. # Ftalato ácido de potasio o biftalato de potasio Fórmula: KC8O4H5 (KHFt) Reacción de titulación: HFt- + OH-  H2O + Ft2- PEq = PM # Tetraoxalato de potasio Fórmula: KHC2O4.H2C2O4. 2H2O PEq = PM / 3 # Ácido Oxálico: Fórmula: (HCOO)2. 2 H2O PEq = PM / 2 Patrones en volumetría de precipitación y complejos: # KCl Para normalizar una solución conteniendo Ag+ : Reacción de la titulación: Ag+ + Cl-  AgCl # CaCO3 (s) Para titular EDTA (se solubiliza en HCl): CaCO3 (s) + 2 H+  Ca2+ + CO2 + H2O Reacción de la titulación: Ca2+ + HxY (4-x) -  CaY2- + x H+ La especie predominante de EDTA dependerá del pH de trabajo, pero el complejo formado es el mismo. Patrones para volumetría redox: # Tetraoxalato de potasio Fórmula: C2O4H2C2O4HK.2H2O Reacción de titulación para normalizar KMnO4: 4 (MnO4 - + 8 H+ + 5e-  Mn2+ + 4 H2O) - 5 (4 CO2 + 4 H+ + 4e-  (C2O4)2H4) 4 MnO4 - + 12 H+ + 5 (C2O4)2H4  20 CO2 + 4 Mn2+ + 16 H2O PEq = PM / 4 # Óxido arsenioso Fórmula: As2O3 El As2O3 se disuelve en presencia de álcali, luego se acidifica el medio para la titulación redox: As2O3 + 2 OH-  2 AsO2 - + H2O AsO2 - + H+  HAsO2
  • 5. 4 Reacción de titulación para normalizar KMnO4: 2 (MnO4 - + 8 H+ + 5e-  Mn2+ + 4 H2O) - 5 (H3AsO4 + 2 H+ + 2e-  HAsO2 + 2 H2O) 2 MnO4 - + 6 H+ + 2 H2O + 5 HAsO2  2 Mn2+ + 5 H3AsO4 PEq HAsO2 = PM / 2 PEq As2O3 = PM / 4 dado que cada mol de As2O3 genera 2 moles de HAsO2. # KIO3 (con exceso de KI): Reacción de generación de I2: IO3 - + 5 I- + 6 H+  3 I2 + 3 H2O Reacción de la titulación para normalizar S2O3 2- : I2 + 2 e-  2 I- - ( S4O6 2- + 2 e-  2 S2O3 2- ) I2 + 2 S2O3 2-  2 I- + S4O6 2- Peq I2 = PM / 2 Peq KIO3 = PM / 6 # K2Cr2O7 (con exceso de KI): Reacción de generación de I2: Cr2O7 2- + 14 H+ + 6 I-  3 I2 + 2 Cr3+ + 7 H2O Reacción de titulación para normalizar S2O3 2- : I2 + 2 S2O3 2-  2 I- + S4O6 2- Peq K2Cr2O7= PM/6 III- PREPARACIÓN DE ALGUNAS SOLUCIONES PATRÓN SECUNDARIO Solución de KMnO4 El permanganato de potasio no es suficientemente puro para ser un patrón primario, debido a que siempre presenta trazas de MnO2. Además, el agua destilada contiene habitualmente impurezas orgánicas que pueden reducir una parte del MnO4 - recién disuelto a MnO2. Este MnO2 formado promueve la auto descomposición del MnO4 - . Por lo tanto para preparar soluciones estables, el KMnO4 se disuelve en agua destilada, se hierve durante 1 hora a fin de acelerar la reacción con las impurezas orgánicas, y se hace pasar por un filtro limpio de vidrio sinterizado a fin de eliminar el MnO2 formado. Nunca debe usarse papel de filtro (es materia orgánica). Conservar la solución en un recipiente de vidrio ámbar. La solución, conservada al abrigo de la luz, protegida de la evaporación, del polvo atmosférico y de vapores reductores tiene buena estabilidad. De cualquier modo, es conveniente retitularla periódicamente. Si con el tiempo se deposita MnO2, filtrarla y volver a valorar. Solución SÖRENSEN Disolver 5 g de hidróxido de sodio con 5 mL de agua. El carbonato de sodio queda en suspensión después que se ha disuelto la base y sedimenta muy lentamente. Dejar en reposo durante, por lo menos, una semana. Utilizar el sobrenadante, libre de carbonato. Si se dispone de una centrífuga puede obtenerse una solución clara, libre de carbonato, centrifugando un corto tiempo. Conservar en frasco de polietileno. Solución de TIOSULFATO DE SODIO La forma usual del tiosulfato, Na2S2O3 penta hidratado, no es lo suficientemente pura para ser un patrón primario. Además, efloresce muy fácilmente. Una solución estable de tiosulfato de sodio puede prepararse disolviendo el reactivo en agua destilada recién hervida. La calidad del agua es importante
  • 6. 5 debido a que el CO2 disuelto favorece la dismutación del S2O3 2- y los iones metálicos catalizan la oxidación atmosférica del mismo. Las soluciones de tiosulfato deben almacenarse en la oscuridad, en frasco de vidrio. La adición de 0,1 g de carbonato de sodio por litro, mantiene el pH en el intervalo adecuado para estabilizar la solución, evitando la dismutación del tiosulfato y el crecimiento de microorganismos tales como tiobacterias que consumen azufre. Solución de EDTA El compuesto más importante para fines analíticos es la sal di sódica. Sus soluciones no son lo suficientemente puras como para usarlas como patrón primario. Por lo tanto, a menos que se use un método de purificación, la solución debe valorarse con un patrón primario adecuado. Se recomienda guardar la solución valorada en un recipiente de plástico, ya que por contacto prolongado, el vidrio libera iones metálicos y la concentración efectiva de EDTA disminuye. Si se parte de la sal di sódica para la preparación de la solución, se pesa la cantidad adecuada y se disuelve en H2O deionizada; mientras que si se parte de H4Y, se disuelve la cantidad adecuada del mismo en agua, agregando hidróxido de sodio (4,5 g en 500 mL) antes de llevar la solución a volumen. IV- APARATOS VOLUMÉTRICOS Y SU USO El material de vidrio que se utiliza en las técnicas de análisis volumétrico comprende tres elementos de uso común: * pipeta * bureta * matraz aforado Estos elementos pueden estar calibrados para vaciar o emitir un volumen determinado o, alternativamente para contener o alojar un volumen determinado. En general las pipetas y buretas están calibradas para emitir volúmenes y los matraces para contener volúmenes. Siempre debe especificarse la temperatura a la cual el material de vidrio emite o contiene un volumen dado. Pipetas: permiten medir volúmenes de líquido por vaciado, es decir, dejando escurrir el líquido sin tener en cuenta la película que queda adherido a las paredes, por lo tanto no debe soplarse. Se dividen en: * pipetas de transferencia o pipeta aforada: posee un anillo grabado en su parte superior (aforo) que fija el volumen de líquido que la pipeta es capaz de emitir, llena hasta la marca si se deja desagotar en las condiciones especificadas. Mide un volumen fijo de líquido. * pipeta graduada: se emplea para medir volúmenes variables de líquido, hasta el de su capacidad máxima. No tiene gran aplicación en el trabajo exacto. Normas para el uso del material volumétrico: * La superficie de vidrio en su parte interna debe estar perfectamente limpia y desengrasada, para poder soportar una película de líquido uniforme; la presencia de suciedad o grasa tiende a romperla, y aparecen películas desiguales o gotas adheridas, que provocaran errores en la medición de volúmenes. * Debe evitarse el calentamiento del material de vidrio calibrado. Los cambios demasiado bruscos de temperatura pueden originar distorsiones permanentes en el vidrio con el consiguiente cambio de volumen. * La lectura de volumen en un líquido confinado en un tubo estrecho: pipeta o bureta, por ejemplo, debe realizarse en la parte baja de la curvatura (menisco) que exhibe el mismo. * Cuando se realiza la lectura del volumen el ojo debe estar al nivel del líquido para evitar los errores de paralaje. * En general, antes de llenar el material de medida con la solución, debe enjuagárselo con la misma solución, a fin de evitar la dilución por la película residual en la superficie del vidrio, pudiéndose así
  • 7. 6 suprimir la operación de secado. Este enjuague debe realizarse por lo menos dos veces con volúmenes adecuados sin necesidad de llenar el recipiente. Limpieza del material volumétrico: Antes de iniciar cualquier trabajo debe verificarse la limpieza del material, examinando si el agua moja las paredes en forma uniforme. La película de grasa se puede quitar comúnmente con una solución limpiadora (mezcla sulfocrómica, potasa alcohólica) puesta en contacto con las paredes del recipiente. Luego debe enjuagarse con agua común y por último con agua destilada. Si el desengrasado ha sido perfecto, el agua mojará en forma uniforme las paredes y quedará una fina película. Calibración del material volumétrico: Es necesario llevar a cabo la calibración del material volumétrico para conocer exactamente el volumen contenido o emitido. A través de esta operación el químico analista debe comprobar la concordancia o no entre el volumen indicado en el aparato y su volumen verdadero; de esto dependerá en gran parte la exactitud en el análisis volumétrico. Se sugiere ampliar estos temas consultando la literatura. Bibliografía sugerida: Harris, Daniel: Análisis Químico Cuantitativo. Kolthoff, Izaak: Análisis Químico Cuantitativo. Vogel, Arthur: Química Analítica Cuantitativa.
  • 8. 7 PROBLEMAS 1- Indique la cantidad de H2SO4 ( = 1,73 y 80,25 % P/P) que debe medirse para preparar 3 L de solución aproximadamente 0,08 N. Elija un patrón primario para normalizarlo e indique la cantidad a pesar, si dispone de una bureta de 25,00 mL. 2- Se tiene HCl ( = 1,145 g/mL y 29,17 % P/P). Indique que cantidad se necesitará para preparar 2 L de solución 0,2 N. Indique que cantidad de bórax (PM = 382,00) se deberá pesar para normalizarlo, suponiendo que dispone de una bureta de 50,00 mL. 3- Se preparó una solución de NaOH a partir de una solución Sörensen (aproximadamente 16 N), tomando 30 mL de la esta última para preparar 2 L de la solución diluida. Indique la cantidad de patrón primario a pesar para normalizarla si dispone de una bureta de 25,00 mL. 4- Indique la cantidad de AgNO3 (PM = 169,88) necesaria para preparar 2 L de solución 0,1 M. Cuánto patrón primario (KCl, PM = 74,56) se deberá pesar para valorarlo, usando una bureta de 50,00 mL? 5- Indique la cantidad de Na2H2Y.2H2O a pesar para preparar 2 L de EDTA 0,01M (PM = 372,24). Indique la cantidad de patrón primario a pesar si se dispone de una bureta de 50,00 mL. 6- Se desea normalizar una solución de KMnO4 aproximadamente 0,1 N utilizando los siguientes patrones: a) tetraoxalato de potasio (C2O4H2.C2O4HK.2H2O, PM = 254,10) b) oxalato de sodio (PM = 134,20) Indique en cada caso la cantidad de patrón a pesar si se dispone de una bureta de 25,00 mL. 7- Se normalizó una solución de KMnO4 mediante el siguiente procedimiento: se disolvió 0,2009 g de As2O3 en NaOH y luego se llevó a medio ácido con HCl. Si se gastaron 40,00 mL de la solución de KMnO4 para alcanzar el punto final. Calcular: a) N de esta solución b) M de esta solución c) la equivalencia en Fe de la solución de KMnO4 PM As2O3=198,00. 8- Para valorar una solución de Na2S2O3 se hacen reaccionar 100,0 mg de KIO3 (PM = 214,00) con 1,000 g de KI (PM = 166,00). El I2 liberado se titula con Na2S2O3, gastándose 20,20 mL del mismo. Calcule la N de la solución. 9- Calcular la masa de K2Cr2O7 (PM = 294,12) necesaria para valorar una solución de Na2S2O3 aproximadamente 0,5 M si se dispone de una bureta de 25,00 mL. Explicar el procedimiento y escribir las reacciones químicas involucradas.
  • 9. 8 RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS PROBLEMA 1 1 L solución ------- 0,08 eq H2SO4 3 L solución ------- x = 0,24 eq H2SO4 1 eq H2SO4 ------- PM/2 = 49 g 0,24 eq H2SO4 ------- x = 11,76 g H2SO4 80,25 % P/P 80,25 g H2SO4 ------- 100 g solución 11,76 g H2SO4 ------- x = 14,65 g de solución  = 1,73 g/mL  = m/V V = 8,47 mL Se deberán tomar aproximadamente 8,5 mL con una pipeta graduada de 10 mL. Valoración de la solución: patrón primario Na2CO3, indicador heliantina. Cálculo del peso del patrón primario para gastar 20,00 mL de solución si dispone de una bureta de 25,00 mL 1000 mL solución ------- 0,08 eq H2SO4 20,00 mL solución ------- x = 1,6 10-3 eq H2SO4 = 1,6 10-3 eq Na2CO3 1 eq Na2CO3 ------- PM / 2 = 53 g 1,6 10-3 eq Na2CO3 ------- x = 0,0848 g Na2CO3 m = 0,0848 g Se deberá pesar una cantidad exactamente conocida (con balanza analítica) aunque no sea idéntica a la calculada. PROBLEMA 2 1000 mL ------ 0,2 eq HCl 2 L ------ x = 0,4 eq % P / V = % P / P x  = 33,40 % P/V 1 eq HCl ------- PM = 36,5 g 33,40 g HCl ------- 100 mL 0,4 eq HCl ------- x = 14,6 g 14,6 g HCl ------- x = 43,71 mL Se deberán tomar aproximadamente 44 mL con una probeta. Cálculo del peso del patrón primario para gastar 40,00 mL de solución si la bureta es de 50,00 mL. 1000 mL ------- 0,2 eq HCl 40,00 mL ------- x = 8 10-3 eq HCl = 8 10-3 eq bórax 1 eq bórax ------- PM / 2 = 191 g 8 10-3 eq ------- x = 1,528 g borax m = 1,5280 g PROBLEMA 3 1000 mL Na(OH) ------- 16 eq 2000 mL ------- 0,48 eq Na(OH) 30,00 mL Na(OH) ------- x = 0,48 eq 1000 mL ------- x = 0,24 eq La concentración de NaOH es aproximadamente 0,24 N. Valoración de la solución: Se calcula el peso del patrón primario para gastar 20,00 mL de solución si la bureta es de 25,00 mL Patrón elegido: Biftalato de potasio 1000 mL Na(OH) ------- 0,24 eq NaOH 20,00 mL Na(OH) ------- x = 4,8 10-3 eq NaOH = 4,8 10-3 eq biftalato
  • 10. 9 1 eq biftalato ------- PM = 204 g 4,8 10-3 eq ------- x = 0,9792 g m = 979,2 mg PROBLEMA 4 1000 mL ------- 0,1 mol AgNO3 1 mol AgNO3 ------- 169,88 g 2000 mL ------- x = 0,2 moles 0,2 moles ------- x = 34 g m = 34,0 g Se calcula el peso del patrón primario para gastar 40,00 mL de solución si la bureta es de 50,00 mL 1000 mL ------- 0,1 mol AgNO3 40,00 mL ------- x = 4 10-3 moles Ag+ = 4 10-3 moles Cl- 1 mol KCl ------- 74,56 g 4 10-3 moles ------- x = 0,2982 g KCl m = 0,2982 g PROBLEMA 5 1000 mL ------- 0,01 mol EDTA 1 mol EDTA ------- 372,24 g 2000 mL ------- x = 0,02 moles 0,02 moles ------- x = 7,44g m = 7,5 g Cálculo del peso del patrón primario para gastar 40,00 mL de solución si la bureta es de 50,00 mL 1000 mL ------- 0,01 mol EDTA 40,00 mL ------- x = 4 10-4 moles EDTA = 4 10-4 moles Ca2+ = 4 10-4 moles CaCO3 1 mol CaCO3 ------- 100 g 4 10-4 moles ------- x = 0,04 g CaCO3 m = 0,0400 g PROBLEMA 6 Se calcula el peso del patrón primario para gastar 20,00 mL de solución si dispone de una bureta de 25,00 mL 1000 mL ------- 0,1 eq KMnO4 20,00 mL ------- x = 2 10-3 eq MnO4 - = 2 10-3 eq (C2O4)2 4- = 2 10-3 eq C2O4 2- a) 4 CO2 + 4 H+ + 4 e-  (C2O4)2H4 C2O4H2.C2O4HK.2H2O PM = 254,10 Peq = PM / 4 = 63,52 g 1 eq (C2O4)2 4- ----------- 63,52 g 2 10-3 eq (C2O4)2 4- ----------- x = 0,1270 g m = 0,1270 g b) 2 CO2 + 2 H+ + 2 e-  C2O4H2 PM = 134,20 Peq = PM / 2 = 67,10 g 1 eq C2O4 2- ----------- 67,10 g 2 10-3 eq C2O4 2- ----------- x = 0,1342 g m = 0,1342 g PROBLEMA 7 a) PM As2O3 = 198 Peq = PM/4 198 mg ------- 4 meq 200,9 mg ------- x = 4,058 meq As2O3 = 4,058 meq MnO4 -
  • 11. 10 40 mL ------- 4,058 meq MnO4 - 1 mL ------ x = 0,1014 N 0,1014 N b) 5 meq MnO4 - ----- 1 mmol 4,058 meq ----- x = 0,8116 mmol 40 mL ------ 0,8116 mmol 1 mL ------ x = 0,02029 M 0,02029 M c) 1 meq Fe ------ 56 mg 4,058 meq ------- x = 227,2 mg Fe 40,00 mL ------- 227,2 mg 1 mL ------- x= 5,680 mg Fe 5,68 mg/mL (equivalencia en Fe) PROBLEMA 8 Reacciones involucradas: ver la parte teórica de la guía PM KIO3 = 214 PM KI = 166 5 moles I- ------- 1 mol IO3 - 5 x 166 mg KI ------- 214 mg KIO3 1000 mg KI ------- x = 257,8 mg KIO3  el KIO3 está en defecto, es limitante 214 mg KIO3 ------- 5 x 166 mg KI 100 mg " ------- x = 387,8 mg KI  el KI está en exceso 1 mol KIO3 = 214 g ------- 3 moles I2 0,100 g KIO3 ------- x = 1,402 10-3 moles I2 1mol I2 ------- 2 eq I2 1,402 10-3 moles ------- x = 2,804 10-3 eq I2 = 2,804 10-3 eq S2O3 2- 20,20 mL ------- 2,804 10-3 eq 1000 mL ------- x = 0,1388 eq 0,1388 N PROBLEMA 9 1000 mL -------- 0,5 eq Na2S2O3 20,00 mL -------- x = 0,01 eq S2O3 2- = 0,01 eq I2 = 0,01 eq Cr2O7 2- 1 eq K2Cr2O7 ------- PM / 6 = 49,02 g 0,01 eq K2Cr2O7 ------- x = 0,4902g 0,4902g Se pesa 0,4902 g de K2Cr2O7 en balanza analítica (la masa debe ser exactamente conocida aunque no sea la calculada). Se adiciona HCl cc ya que la reacción es en medio ácido, y con IK en exceso. El I2 generado (cantidad exactamente conocida basándose en la masa agregada del patrón primario) se hace reaccionar con la solución de Na2S2O3 a valorar. Reacciones involucradas: Cr2O7 2- + 14 H+ + 6 I-  3 I2 + 2 Cr3+ + 7 H2O I2 + 2 e-  2 I- - ( S4O6 2- + 2 e-  2 S2O3 2- ) I2 + 2 S2O3 2-  2 I- + S4O6 2-