UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
                    FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Y FARMACIA
                    ESCUELA DE QUÍMICA
                    DEPARTAMENTO DE ANÁLISIS INORGÁNICO
                    ANÁLISIS INORGÁNICO II – 2009
                                   RESOLUCIÓN HOJA DE TRABAJO No. 2
                                 Equilibrio Químico Heterogéneo, Gravimetría.
                             Están resueltos solo los ejercicios solicitados

NOMBRE: __________________________________________________________________________ CARNÉ:
_____________________________________

CARRERA:____________________FIRMA:__________________________________________________________SECCIÓN:   A    B     C
D
                                                                                                  Marque con una X.


    1) Calcule la solubilidad molar y la solubilidad (en g/L) de los siguientes compuestos:
       Cloruro de mercurio (I) (Hg2Cl2 ) PM 472.08

        Hg2Cl2 ↔ Hg2++ + 2Cl-                 Kps = 1.3 x 10-18

        La solubilidad molar es igual a:

        Kps = [Hg2++ ][ Cl-]2
        Kps = [s][2s]2
        Kps = 4s3 de donde
        s = 3 √1.3 x 10-18/4
        s = 6.87 x 10-7 mol/L

        La solubilidad en g/L es igual a:

        6.87 x 10-7 mol Hg2Cl2        * 472.08 g Hg2Cl2 = 3.24571 x 10-4 g Hg2Cl2/L
                      L                        1 mol Hg2Cl2


    2) Indique si las siguientes mezclas forman soluciones saturadas, insaturadas o
       sobresaturadas: 5.0 gramos de yoduro de potasio puro que se agregan a 250 mL de
       solución de nitrato de plata 0.00020M.

        KI    + AgNO3 ↔ AgI↓

        AgI↓ ↔ Ag+ + I-                                    Kps = 8.3 x 10-17

        Cálculo de las concentraciones molares de los iones:

        5 g KI * 1 mol KI . * 1000mL = 0.120481927 mol KI/L
250 mL 166.00 g KI         1L

   Calculo del Producto Iónico (Q)     =       [Ag+][I-]
                                       = (0.120481927) (0.00020)
                                       = 2.4096 x 10-5

   Q = 2.4096 x 10-5 ˃    Kps 8.3 x 10-17; por lo que la solución esta sobresaturada y se formará
   un precipitado.

3) Qué masa de yoduro de plata puede obtenerse a partir de 0.2400 gramos de una muestra
   que contiene 30.60% de MgI?

   MgI2 → AgI

   0.2400 gramos Muestra *      30.60 g MgI . * 2(234.77) g AgI = 0.123995029 g de AgI
                                100 g muestra   278.12 g MgI

4) Calcular el % de amoniaco (NH3) en 0.2213 gramos de una muestra que sufrió la siguiente
   transformación: NH4+ + H2PtCl6 → (NH4)2PtCl6 → Pt(s) + Cl2(g) + NH3(g) + HCl (g) . La
   sustancia pesada fue platino, del cual se midieron 0.5881 gramos.

   Pt(s) → (NH4)2PtCl6 → 2NH3

   Si partimos de la sustancia pesada, tenemos como factor gravimétrico, el siguiente:

   0.5881 g Pt * 443.89 g (NH4)2PtCl6 * 2(17.03061) g NH3 = 0.102677756 g de NH3
                     195.09 g Pt        443.89 g (NH4)2PtCl6

     0.102677756 g de NH3       * 100% = 46.3975399% = 46.40% de NH3
   0.2213 gramos de muestra

5) Calcular la máxima concentración de iones magnesio que puede existir en una disolución
   0.20 M en NH3 y 0.50 M en cloruro de amonio, sin que precipite hidróxido de magnesio.
   Kps Mg(OH)2 = 1.8 x 10-11; equilibrio del amoniaco: NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH-
   Ka(NH3) = 1.8 x 10-5.

   NH3 ↔ NH4+ + OH-                    Solución Buffer
   NH4Cl ↔ NH4+ + Cl

   Mg2+ + 2OH- ↔ Mg(OH)2

   pOH = pKb + [NH4+]
              [NH4OH]

   pOH = 4.744727495 + log 0.50 NH4+
                           0.20 NH3
   pOH = 5.142667503
[OH-] = antilog 5.142667503 ó 105.142667503

   [OH-] = 138,888.8887 mol /L

   Kps = [Mg2+][OH-]2

   [Mg2+]     =   Kps
                  [OH-]

              =     1.8 x 10-11
                  138,888.8887

              = 1.296000002 x 10-16 mol Mg2+ / L, arriba de esta concentración empieza a haber
            precipitación.

6) Qué masa de Cu(IO3)2 se puede obtener a partir de 0.800 g de CuSO4·5H2O?

   CuSO4·5H2O → Cu(IO3)2

   0.800 g de CuSO4·5H2O *         413.3452 g Cu(IO3)2 = 1.324399872 g de Cu(IO3)2
                                  249.68 g CuSO4·5H2O

7) Qué masa de KIO3 se necesita para convertir en Cu(IO3)2 el cobre presente en 0.2000 g de
   CuSO4·5H2O

   CuSO4·5H2O + 2KIO3 → Cu(IO3)2

   0.2000 g de CuSO4·5H2O * 1 mol CuSO4·5H2O * 1 mol Cu(IO3)2 * 2 mol KIO3   * 214.00 g KIO3
                             249.68 CuSO4·5H2O 1 mol CuSO4·5H2O 1 mol Cu(IO3)2 1 mol KIO3

   = 0.342838833 g KIO3

8) Una muestra de 5.000 g de un pesticida se descompuso con sodio metálico en alcohol,
   liberando ión cloruro. Este se precipitó con un exceso de AgNO3, recuperándose 0.1606 g
   de AgCl. Exprese el resultado de este análisis como porcentaje de DDT (C14H9Cl5).

   Pesticida (C14H9Cl5) + Nao → 5Cl- + AgNO3 → AgCl

   0.1606 g AgCl * 1 mol de AgNO3 *   1 mol Cl * 1 mol DDT * 354.49283 g DDT
                  143.32 g AgCl/mol 1 mol AgNO3    5 mol Cl    1 mol DDT

   = 0.080004986 g de DDT

   Cálculo del porcentaje en la muestra:

     0.080004986 g de DDT * 100 = 1.60000997 % de DDT en el pesticida analizado
5.000g de pesticida
                                   ≈ 1.60% de DDT en el pesticida analizado
9) Una muestra tiene un peso de 9.5592 g y contiene únicamente NaBr y KBr. La muestra
   atraviesa un proceso químico que transforma estas sustancias en Na3PO4 y K3PO4,
   recuperándose exactamente 5.4010 g de esta mezcla. Calcule el porcentaje de Br en la
   muestra original.

   NaBr y KBr       →      Na3PO4 y K3PO4
     Mezcla                   Mezcla

      9.5592 g                  5.4010

   El % de Br- se calcula a partir de las siguientes suposiciones:

   g de NaBr = x
   g de KBr = 9.5592 g – x

   5.4010 g Na3PO4 + K3PO4 = X g NaBr * 1(163.95) g Na3PO4 + (9.5592 g – x) g KCl * 1(212.01 g) K3PO4
                                          3(102.90) g NaBr                             3(74.56g) KCl



   5.4010 = 0.531098153X + (9.5592 – X) * 0.947827253
   5.4010 = 0.531098153X + 9.060470277 – 0,947827253X
   0.947827253x – 0.531098153X = (9.060470277 – 5.4010)
   X = 3.659470277
        0.4167291

   X = 8.781415258 g de NaBr
   Los gramos de KBr se calculan restando los gramos de NaBr a la mezcla:

   9.5592 g de mezcla - 8.781415258 g de NaBr =

   Gramos de KBr = 0.777784742



   Para calcular el porcentaje de bromo en la muestra original se calcula a partir de las sales de
   sodio y potasio:


   8.781415258 g de NaBr *             79.909 g Br- = 6.819379124 g de Br-

                                      102.90 g NaBr
                                                                                             SUMA
                                                     -                                -
   0.777784742 g de KBr          *    79.909 g Br = 0.522241836 g de Br
                                      119.01 g KBr
El total de Br- en la muestra original es de    7.34162096 g de Br

   El porcentaje de Br es igual a:

   7.34162096 g de Br X 100% = 76.8016252 % de Br-
   9.5592 g de mezcla


10) Una muestra de oxalato de magnesio hidratado puro (MgC2O4·xH2O), pierde el 24.30% de
    su peso por desecación a 150oC, dejando como residuo la sal anhidra. Cuantos moles de
    agua por mol de oxalato de magnesio contiene el hidrato? (Indique el factor de humedad
    que utilice donde corresponda).

   MgC2O4·xH2O → MgC2O4              + X H2O

   100 g                  75.7          24.30

   Porcentaje de humedad = 100 g – 24.30 g agua = 75.7 g de MgC2O4
                              100 g muestra
   24.30 g H2O * 1 mol H2O = 1.34 mol H2O
                  18.02 g H2O


   75.7 g MgC2O4 * 1 mol MgC2O4            = 0.673907237 mol MgC2O4

                       112.33 g MgC2O4



   Para calcular el número de moles se divide en mas grande dentro del más pequeño:

   1.34 mol H2O                  =   1.988404227 mol de agua por cada mol MgC2O4

   0.673907237 mol MgC2O4 ≈          2 mol de agua por cada mol MgC2O4



   Por lo que la reacción queda de la siguiente manera:


   MgC2O4·2H2O → MgC2O4              + 2H2O



   Factor de Humedad=
100 - 24.30 = 0.757

   100

ResolucióN Hoja De Trabajo 2 Ai22009

  • 1.
    UNIVERSIDAD DE SANCARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Y FARMACIA ESCUELA DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE ANÁLISIS INORGÁNICO ANÁLISIS INORGÁNICO II – 2009 RESOLUCIÓN HOJA DE TRABAJO No. 2 Equilibrio Químico Heterogéneo, Gravimetría. Están resueltos solo los ejercicios solicitados NOMBRE: __________________________________________________________________________ CARNÉ: _____________________________________ CARRERA:____________________FIRMA:__________________________________________________________SECCIÓN: A B C D Marque con una X. 1) Calcule la solubilidad molar y la solubilidad (en g/L) de los siguientes compuestos: Cloruro de mercurio (I) (Hg2Cl2 ) PM 472.08 Hg2Cl2 ↔ Hg2++ + 2Cl- Kps = 1.3 x 10-18 La solubilidad molar es igual a: Kps = [Hg2++ ][ Cl-]2 Kps = [s][2s]2 Kps = 4s3 de donde s = 3 √1.3 x 10-18/4 s = 6.87 x 10-7 mol/L La solubilidad en g/L es igual a: 6.87 x 10-7 mol Hg2Cl2 * 472.08 g Hg2Cl2 = 3.24571 x 10-4 g Hg2Cl2/L L 1 mol Hg2Cl2 2) Indique si las siguientes mezclas forman soluciones saturadas, insaturadas o sobresaturadas: 5.0 gramos de yoduro de potasio puro que se agregan a 250 mL de solución de nitrato de plata 0.00020M. KI + AgNO3 ↔ AgI↓ AgI↓ ↔ Ag+ + I- Kps = 8.3 x 10-17 Cálculo de las concentraciones molares de los iones: 5 g KI * 1 mol KI . * 1000mL = 0.120481927 mol KI/L
  • 2.
    250 mL 166.00g KI 1L Calculo del Producto Iónico (Q) = [Ag+][I-] = (0.120481927) (0.00020) = 2.4096 x 10-5 Q = 2.4096 x 10-5 ˃ Kps 8.3 x 10-17; por lo que la solución esta sobresaturada y se formará un precipitado. 3) Qué masa de yoduro de plata puede obtenerse a partir de 0.2400 gramos de una muestra que contiene 30.60% de MgI? MgI2 → AgI 0.2400 gramos Muestra * 30.60 g MgI . * 2(234.77) g AgI = 0.123995029 g de AgI 100 g muestra 278.12 g MgI 4) Calcular el % de amoniaco (NH3) en 0.2213 gramos de una muestra que sufrió la siguiente transformación: NH4+ + H2PtCl6 → (NH4)2PtCl6 → Pt(s) + Cl2(g) + NH3(g) + HCl (g) . La sustancia pesada fue platino, del cual se midieron 0.5881 gramos. Pt(s) → (NH4)2PtCl6 → 2NH3 Si partimos de la sustancia pesada, tenemos como factor gravimétrico, el siguiente: 0.5881 g Pt * 443.89 g (NH4)2PtCl6 * 2(17.03061) g NH3 = 0.102677756 g de NH3 195.09 g Pt 443.89 g (NH4)2PtCl6 0.102677756 g de NH3 * 100% = 46.3975399% = 46.40% de NH3 0.2213 gramos de muestra 5) Calcular la máxima concentración de iones magnesio que puede existir en una disolución 0.20 M en NH3 y 0.50 M en cloruro de amonio, sin que precipite hidróxido de magnesio. Kps Mg(OH)2 = 1.8 x 10-11; equilibrio del amoniaco: NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH- Ka(NH3) = 1.8 x 10-5. NH3 ↔ NH4+ + OH- Solución Buffer NH4Cl ↔ NH4+ + Cl Mg2+ + 2OH- ↔ Mg(OH)2 pOH = pKb + [NH4+] [NH4OH] pOH = 4.744727495 + log 0.50 NH4+ 0.20 NH3 pOH = 5.142667503
  • 3.
    [OH-] = antilog5.142667503 ó 105.142667503 [OH-] = 138,888.8887 mol /L Kps = [Mg2+][OH-]2 [Mg2+] = Kps [OH-] = 1.8 x 10-11 138,888.8887 = 1.296000002 x 10-16 mol Mg2+ / L, arriba de esta concentración empieza a haber precipitación. 6) Qué masa de Cu(IO3)2 se puede obtener a partir de 0.800 g de CuSO4·5H2O? CuSO4·5H2O → Cu(IO3)2 0.800 g de CuSO4·5H2O * 413.3452 g Cu(IO3)2 = 1.324399872 g de Cu(IO3)2 249.68 g CuSO4·5H2O 7) Qué masa de KIO3 se necesita para convertir en Cu(IO3)2 el cobre presente en 0.2000 g de CuSO4·5H2O CuSO4·5H2O + 2KIO3 → Cu(IO3)2 0.2000 g de CuSO4·5H2O * 1 mol CuSO4·5H2O * 1 mol Cu(IO3)2 * 2 mol KIO3 * 214.00 g KIO3 249.68 CuSO4·5H2O 1 mol CuSO4·5H2O 1 mol Cu(IO3)2 1 mol KIO3 = 0.342838833 g KIO3 8) Una muestra de 5.000 g de un pesticida se descompuso con sodio metálico en alcohol, liberando ión cloruro. Este se precipitó con un exceso de AgNO3, recuperándose 0.1606 g de AgCl. Exprese el resultado de este análisis como porcentaje de DDT (C14H9Cl5). Pesticida (C14H9Cl5) + Nao → 5Cl- + AgNO3 → AgCl 0.1606 g AgCl * 1 mol de AgNO3 * 1 mol Cl * 1 mol DDT * 354.49283 g DDT 143.32 g AgCl/mol 1 mol AgNO3 5 mol Cl 1 mol DDT = 0.080004986 g de DDT Cálculo del porcentaje en la muestra: 0.080004986 g de DDT * 100 = 1.60000997 % de DDT en el pesticida analizado
  • 4.
    5.000g de pesticida ≈ 1.60% de DDT en el pesticida analizado 9) Una muestra tiene un peso de 9.5592 g y contiene únicamente NaBr y KBr. La muestra atraviesa un proceso químico que transforma estas sustancias en Na3PO4 y K3PO4, recuperándose exactamente 5.4010 g de esta mezcla. Calcule el porcentaje de Br en la muestra original. NaBr y KBr → Na3PO4 y K3PO4 Mezcla Mezcla 9.5592 g 5.4010 El % de Br- se calcula a partir de las siguientes suposiciones: g de NaBr = x g de KBr = 9.5592 g – x 5.4010 g Na3PO4 + K3PO4 = X g NaBr * 1(163.95) g Na3PO4 + (9.5592 g – x) g KCl * 1(212.01 g) K3PO4 3(102.90) g NaBr 3(74.56g) KCl 5.4010 = 0.531098153X + (9.5592 – X) * 0.947827253 5.4010 = 0.531098153X + 9.060470277 – 0,947827253X 0.947827253x – 0.531098153X = (9.060470277 – 5.4010) X = 3.659470277 0.4167291 X = 8.781415258 g de NaBr Los gramos de KBr se calculan restando los gramos de NaBr a la mezcla: 9.5592 g de mezcla - 8.781415258 g de NaBr = Gramos de KBr = 0.777784742 Para calcular el porcentaje de bromo en la muestra original se calcula a partir de las sales de sodio y potasio: 8.781415258 g de NaBr * 79.909 g Br- = 6.819379124 g de Br- 102.90 g NaBr SUMA - - 0.777784742 g de KBr * 79.909 g Br = 0.522241836 g de Br 119.01 g KBr
  • 5.
    El total deBr- en la muestra original es de 7.34162096 g de Br El porcentaje de Br es igual a: 7.34162096 g de Br X 100% = 76.8016252 % de Br- 9.5592 g de mezcla 10) Una muestra de oxalato de magnesio hidratado puro (MgC2O4·xH2O), pierde el 24.30% de su peso por desecación a 150oC, dejando como residuo la sal anhidra. Cuantos moles de agua por mol de oxalato de magnesio contiene el hidrato? (Indique el factor de humedad que utilice donde corresponda). MgC2O4·xH2O → MgC2O4 + X H2O 100 g 75.7 24.30 Porcentaje de humedad = 100 g – 24.30 g agua = 75.7 g de MgC2O4 100 g muestra 24.30 g H2O * 1 mol H2O = 1.34 mol H2O 18.02 g H2O 75.7 g MgC2O4 * 1 mol MgC2O4 = 0.673907237 mol MgC2O4 112.33 g MgC2O4 Para calcular el número de moles se divide en mas grande dentro del más pequeño: 1.34 mol H2O = 1.988404227 mol de agua por cada mol MgC2O4 0.673907237 mol MgC2O4 ≈ 2 mol de agua por cada mol MgC2O4 Por lo que la reacción queda de la siguiente manera: MgC2O4·2H2O → MgC2O4 + 2H2O Factor de Humedad=
  • 6.
    100 - 24.30= 0.757 100