Ejercicios: Neutralización y volumetrías
En el laboratorio se lleva a cabo la neutralización de $40{,}0\,\text{mL}$ de una disolución acuosa de hidróxido de bario, $\mathrm{Ba(OH)2}$, de concentración…
En el laboratorio se lleva a cabo la neutralización de $40{,}0\,\text{mL}$ de una disolución acuosa de hidróxido de bario, $\mathrm{Ba(OH)_2}$, de concentración $0{,}050\,\text{M}$, empleando como reactivo valorante una disolución acuosa de ácido clorhídrico, $\mathrm{HCl}$, de concentración $0{,}125\,\text{M}$ a la temperatura de $25\,^\circ\text{C}$.
- a) Escribe la ecuación química ajustada correspondiente a la reacción de neutralización que tiene lugar.
- b) Calcula el volumen de disolución de $\mathrm{HCl}$, expresado en mililitros, que se requiere añadir para alcanzar exactamente el punto de equivalencia estequiométrico.
Al realizar la valoración volumétrica de $25{,}0\,\text{mL}$ de ácido acético, $\mathrm{CH_3COOH}$ (ácido débil), con una disolución de hidróxido de sodio,…
Al realizar la valoración volumétrica de $25{,}0\,\text{mL}$ de ácido acético, $\mathrm{CH_3COOH}$ (ácido débil), con una disolución de hidróxido de sodio, $\mathrm{NaOH}$ (base fuerte), el punto de equivalencia se alcanza teóricamente a $\mathrm{pH} \approx 8{,}8$. En el laboratorio se dispone de dos indicadores ácido-base: rojo de metilo (intervalo de viraje de $\mathrm{pH}$ entre $4{,}4$ y $6{,}2$, de rojo a amarillo) y fenolftaleína (intervalo de viraje de $\mathrm{pH}$ entre $8{,}2$ y $10{,}0$, de incoloro a rosa).
- a) Define y diferencia de forma concisa el concepto de punto de equivalencia frente al de punto final de una valoración volumétrica.
- b) Justifica cuál de los dos indicadores resulta idóneo para minimizar el error experimental en esta valoración.
En un laboratorio docente quedan restos de ácido sulfúrico concentrado, $\mathrm{H_2SO_4}$, y de disolución concentrada de hidróxido de sodio, $\mathrm{NaOH}$, ambos…
En un laboratorio docente quedan restos de ácido sulfúrico concentrado, $\mathrm{H_2SO_4}$, y de disolución concentrada de hidróxido de sodio, $\mathrm{NaOH}$, ambos etiquetados como corrosivos. Un estudiante propone mezclarlos directamente en un vaso y verter el resultado al desagüe. a) Identifica dos riesgos de esa propuesta y explica qué protección de ojos, piel y ropa requiere el trabajo supervisado con reactivos corrosivos. b) Propón cómo identificar, separar y comunicar estos residuos al responsable del laboratorio para su gestión conforme al procedimiento del centro. Justifica por qué la posible neutralización debe ser una operación controlada y no una mezcla improvisada de concentrados.
Para determinar la concentración desconocida de una disolución acuosa de ácido clorhídrico, $\mathrm{HCl}$, se toma una alícuota de $25{,}0\,\text{mL}$ con una pipeta…
Para determinar la concentración desconocida de una disolución acuosa de ácido clorhídrico, $\mathrm{HCl}$, se toma una alícuota de $25{,}0\,\text{mL}$ con una pipeta aforada y se transfiere a un matraz erlenmeyer, añadiendo dos gotas de fenolftaleína. Se llena una bureta graduada de $50{,}0\,\text{mL}$ (incertidumbre de lectura de $\pm 0{,}05\,\text{mL}$ por enrase) con una disolución patrón de hidróxido de sodio, $\mathrm{NaOH}$, $0{,}100\,\text{M}$. En la figura se detalla el montaje experimental junto a la lectura inicial de la bureta y la lectura final en el instante de viraje.
La lectura inicial del menisco es de $1{,}20\,\text{mL}$ y la lectura final en el punto de viraje persistente es de $24{,}60\,\text{mL}$.
- a) Determina el volumen neto de disolución de $\mathrm{NaOH}$ consumido en la valoración y calcula la incertidumbre absoluta asociada a dicha medida volumétrica.
- b) Calcula la concentración molar de la disolución de $\mathrm{HCl}$ analizada, expresando el resultado con las cifras significativas adecuadas. Estime conservadoramente la incertidumbre del volumen consumido sumando las dos incertidumbres máximas de lectura.
Se analiza la riqueza en ácido acético, $\mathrm{CH_3COOH}$, de un vinagre comercial de densidad $1{,}01\,\text{g/mL}$. Para ello, se toman $10{,}0\,\text{mL}$ del…
Se analiza la riqueza en ácido acético, $\mathrm{CH_3COOH}$, de un vinagre comercial de densidad $1{,}01\,\text{g/mL}$. Para ello, se toman $10{,}0\,\text{mL}$ del vinagre con pipeta aforada, se introducen en un matraz aforado de $100{,}0\,\text{mL}$, se enrasa con agua desionizada y se homogeneiza. A continuación, se extrae una alícuota de $20{,}0\,\text{mL}$ de la disolución diluida y se valora con una disolución acuosa de $\mathrm{NaOH}$ de concentración $0{,}120\,\text{M}$ en presencia de fenolftaleína. Para alcanzar el punto final se consumen exactamente $16{,}5\,\text{mL}$ de valorante.
Datos: Masas atómicas relativas: $\mathrm{C}=12{,}0$; $\mathrm{H}=1{,}0$; $\mathrm{O}=16{,}0$.
- a) Escribe la ecuación ajustada de la reacción de neutralización.
- b) Calcula la concentración molar del ácido acético en el vinagre original y determina su porcentaje en masa ($\%\,\text{m/m}$).
Se desea cuantificar el contenido en carbonato de calcio, $\mathrm{CaCO_3}$, de una tableta antiácida comercial de masa total $1{,}20\,\text{g}$. La muestra pulverizada…
Se desea cuantificar el contenido en carbonato de calcio, $\mathrm{CaCO_3}$, de una tableta antiácida comercial de masa total $1{,}20\,\text{g}$. La muestra pulverizada se hace reaccionar con $50{,}0\,\text{mL}$ de disolución acuosa de $\mathrm{HCl}$ $0{,}600\,\text{M}$, generándose dióxido de carbono según el proceso:
$\mathrm{CaCO_3\,(s) + 2\,HCl\,(aq) \rightarrow CaCl_2\,(aq) + CO_2\,(g) + H_2O\,(l)}$.
Una vez expulsado todo el gas formado, el exceso de ácido clorhídrico remanente se valora por retroceso con una disolución de $\mathrm{NaOH}$ $0{,}250\,\text{M}$, requiriéndose un volumen de $44{,}0\,\text{mL}$ de la base para alcanzar el viraje.
Datos: Masas atómicas: $\mathrm{Ca}=40{,}1$; $\mathrm{C}=12{,}0$; $\mathrm{O}=16{,}0$.
- a) Calcula la cantidad de sustancia de $\mathrm{HCl}$, en moles, que reaccionó con el $\mathrm{CaCO_3}$.
- b) Determina la masa de $\mathrm{CaCO_3}$ presente en la tableta y su porcentaje en masa en el medicamento. Suponga que los demás componentes de la tableta no reaccionan con el ácido y que no se pierde HCl durante la expulsión del gas.
Se valoran $25{,}0\,\text{mL}$ de una disolución acuosa de ácido benzoico, $\mathrm{C_6H_5COOH}$ (ácido débil monoprótico), de concentración $0{,}0100\,\text{M}$ con una…
Se valoran $25{,}0\,\text{mL}$ de una disolución acuosa de ácido benzoico, $\mathrm{C_6H_5COOH}$ (ácido débil monoprótico), de concentración $0{,}0100\,\text{M}$ con una disolución patrón de hidróxido de potasio, $\mathrm{KOH}$, $0{,}0100\,\text{M}$ a $25\,^\circ\text{C}$.
Datos a $25\,^\circ\text{C}$: $K_\mathrm{a}(\mathrm{C_6H_5COOH}) = 6{,}30 \cdot 10^{-5}$; $K_\mathrm{w} = 1{,}00 \cdot 10^{-14}$.
- a) Calcula el $\mathrm{pH}$ inicial de la disolución ácida antes de comenzar la adición de base y calcula el $\mathrm{pH}$ tras haber añadido exactamente $12{,}5\,\text{mL}$ de la disolución de $\mathrm{KOH}$.
- b) Determina el volumen de disolución de $\mathrm{KOH}$ necesario para alcanzar el punto de equivalencia y calcula justificadamente el valor del $\mathrm{pH}$ en dicho punto estequiométrico, formulando las reacciones correspondientes. Considere ideales las disoluciones y aditivos los volúmenes.
En un laboratorio de control químico se valoran $50{,}0\,\text{mL}$ de una disolución acuosa de ácido nítrico, $\mathrm{HNO_3}$, $0{,}0400\,\text{M}$ mediante la adición…
En un laboratorio de control químico se valoran $50{,}0\,\text{mL}$ de una disolución acuosa de ácido nítrico, $\mathrm{HNO_3}$, $0{,}0400\,\text{M}$ mediante la adición controlada de una disolución patrón de hidróxido de sodio, $\mathrm{NaOH}$, de concentración $0{,}0500\,\text{M}$ a $25\,^\circ\text{C}$.
Dato: $K_\mathrm{w} = 1{,}00 \cdot 10^{-14}$ a $25\,^\circ\text{C}$. Se asumen volúmenes estrictamente aditivos.
- a) Determina el $\mathrm{pH}$ de la mezcla resultante tras haber adicionado $30{,}0\,\text{mL}$ de la disolución de $\mathrm{NaOH}$. Calcula asimismo el volumen de valorante necesario para alcanzar el punto de equivalencia y justifica el valor del $\mathrm{pH}$ en dicho punto.
- b) Calcula el nuevo valor de $\mathrm{pH}$ de la disolución tras añadir un volumen acumulado de $45{,}0\,\text{mL}$ de $\mathrm{NaOH}$ (en exceso respecto al punto de equivalencia). Considere ideales las disoluciones y aditivos los volúmenes.
Se valoran $30{,}0\,\text{mL}$ de una disolución acuosa de amoníaco, $\mathrm{NH_3}$, de concentración $0{,}150\,\text{M}$ con una disolución de ácido clorhídrico,…
Se valoran $30{,}0\,\text{mL}$ de una disolución acuosa de amoníaco, $\mathrm{NH_3}$, de concentración $0{,}150\,\text{M}$ con una disolución de ácido clorhídrico, $\mathrm{HCl}$, $0{,}100\,\text{M}$ a $25\,^\circ\text{C}$.
Datos a $25\,^\circ\text{C}$: $K_\mathrm{b}(\mathrm{NH_3}) = 1{,}80 \cdot 10^{-5}$; $K_\mathrm{w} = 1{,}00 \cdot 10^{-14}$.
Indicadores disponibles (nombre, intervalo de viraje, color forma ácida/color forma básica): verde de bromocresol ($3{,}8 - 5{,}4$, amarillo/azul); rojo de metilo ($4{,}4 - 6{,}2$, rojo/amarillo); timolftaleína ($9{,}3 - 10{,}5$, incoloro/azul).
- a) Calcula el volumen de disolución de $\mathrm{HCl}$ consumido en el punto de equivalencia y el $\mathrm{pH}$ de la disolución en dicho punto, justificando químicamente su acidez.
- b) Selecciona razonadamente un indicador adecuado entre los tres propuestos y explica detalladamente qué consecuencia analítica tendría utilizar de forma errónea timolftaleína en esta volumetría. Considere ideales las disoluciones y aditivos los volúmenes.