jueves, 7 de octubre de 2010

Ejercicios de Kps

Introducción

El segundo ejercicio resuelto aquí, tiene la particularidad que el yoduro metálico, que inicialmente no se le sabe su fórmula, se disuelve completamente y se disocia 100 %; todo el yoduro metálico, lo que implica a su vez, que todo el I- sea liberado por su disolución y disociación en agua, reaccionando completamente con el AgNO3
de mol a mol ( o de molécula a molécula, si lo prefiere ); esto le cuesta entender a los alumnos.

Enunciados de los Ejercicios
1.- Se prepara una solución disolviendo 0,132 g de Ba(OH)2 x 8 H2O hasta completar 275 mL de solución. ¿Cuánto vale [OH-] de la solución? R : (3,04 x 10-3 mol L-1).

2.- En un experimento para determinar la fórmula de un yoduro metálico se disolvió 0,10 mol del yoduro en agua hasta completar 400 mL de solución; 40 mL de esta disolución reaccionaron con 100 mL de AgNO3 0,30 M. Determine la fórmula del yoduro MIx
R :(MI3)

3.- Una solución de KMnO4(ac) va a ser estandarizada por titulación con As2O3(s). Una
muestra de 0,1078 g de As2O3 necesita 22,15 mL de KMnO4(ac) para su titulación. ¿Cuál
es la molaridad de la solución de permanganato de potasio? R:(0,01968 M)
Reacción igualada
5 As2O3 + 4 MnO4
- + 9 H2O + 12 H + ® 10 H3AsO4 + 4 Mn2+

Desarrollo de las respuestas
Ejercicio 1.-
El Ba(OH)2x 8 H2O se disuelve y se disocia completamente de la manera siguiente:
Ba(OH)2 8 H2O Ba2+ + 2 OH- + 8 H2O
De acuerdo a esta reacción , la cantidad de moles de OH debe ser el doble que la del
Ba(OH)2 que se disuelven y que la de los iones Ba2+ que se forman..
Cada 1 mol de Ba(OH)2 8 H2O se producen dos moles de OH- , por lo que se debe
determinar el número de moles del hidróxido de bario hidratados que se disolvieron y
luego hacer la proporción sencilla:
muestra OH de moles
muestra OH Ba moles n
molesOH
OH Ba mol
- - = 2 2 ) ( º
2
) ( 1
.
Todas las especies que se generan al disolverse el Ba(OH)2 están en el mismo volumen,
por lo que al dividir el número de moles de cada especie por el volumen expresado en litro,
se obtiene las concentraciones molar respectivas, manteniendo la proporción que nos
entrega la ecuación de disociación que vimos,
No olvides que la concentración molar es. M = nº / V (L)
Pesos atómicos
Ba= 137,33 O = 16 H = 1
Datos entregados:
Volumen = 275 mL = 0.275 L
Masa de Hidróxido de Bario Hidratado = 0.132 gramos
Ciencia,,,Ahora, nº 22, año 11, septiembre 2008 - marzo 2009
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Con los datos anteriores, se puede calcular el peso molecular del hidróxido y las
concentraciones de todas las especies
Peso molecular Ba( OH)2 8 H2O= P.A Ba + 2 PA H + 2 P.A O + 8 ( PM. H2O )
Peso molecular Ba( OH)2 8 H2O= P.A Ba + 2 PA H + 2 P.A O + 8 ( 18 )= 171,33 +144
= 315,33
nº moles Ba(OH)28H2O = g muestra / peso fórmula,
nº moles Ba(OH)28H2O = 0,132 g / 315,33(g/mol) = 4,18 .10-4 mol
M = nº moles / V(L) = 4,18.10-4 /0,275 = 1,52.10-3 mol *L-1
Este valor corresponde a la concentración molar de Ba(OH)2 hidratado que dará el doble
de concentración de OH-
[ OH] = 2 x 1.52.10-3 = 3.04.10-3 M

Ejercicio 2)
Para resolver este ejercicio hay que saber, además de los datos dados, que:
a) que el yoduro metálico es soluble en agua y se disocia completamente una vez
disuelto..
b) El catión Ag+ reacciona con el I- formando un sólido ; el Kps de este producto
es pequeño, lo que nos permite señalar que la reacción entre ambos iones, es
completa.
El yoduro metálico se simboliza por MIx
puesto que el E.O del I es -1, debiendo
determinarse x.
Datos:
0,1 mol de MIx (yoduro metálico )
V= 400 mL., solución de MIx inicial
V = 40 mLde yoduro metálico que reaccionan
VAgNO3 = 100 mL que reaccionan con el yoduro metálico MIx
[AgNO3]= 0,3 M
Desarrollo de la respuesta
Reacción de disociación
MIx Mx+ + x I-
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Hay que investigar cuanto I- se libera por mol del yoduro metálico; esto está dado por la
reacción con el AgNO3
El ión Ag+ consume todo el I- que proviene del MIx
Ag+ + I- AgI (s)
Se observa que la reacción ocurre de mol a mol ( los moles que hayan de I reaccionarán
con la misma cantidad de moles de Ag+ )
El número de moles de Ag+ que reaccionan, es:
nº Ag+ = V(L). M = 0,1 L x 0,3 mol/L = 0,03 mol = nº mol de I.
Estos moles están en 40 mL, por lo tanto en 400 mL hay 0,3 moles de I-
Si te das cuenta, se había disuelto 0,1 mol de MIx y ellos dan origen a 0,3 moles de I
por lo que para un mol del yoduro metálico, se tiene:
MIx Mx+ + x I-
1 mol 1 mol 3 mol
Por lo tanto, la fórmula es MI3

Ejercicio 3 ) ( titulación de óxido- reducción)
Este ejercicio se puede resolver por el método del número de equivalentes, pero dada
la estequiometría de la reacción , resulta mucho más sencillo atacarlo empleando la
reacción igualada .
Datos:
Muestra de 0,1078 g de As2O3
V = 22,15 mL de KMnO4(ac) para su titulación.
Molaridad de la solución de permanganato de potasio? (0,01968 M)
Pesos atómicos (P.A)
As = 74,92 Mn = 54,94 O = 16
5 As2O3 + 4 MnO4
- + 9 H2O + 12 H + ® 10 H3AsO4 + 4 Mn2+
Previo a los cálculos
a) Con los pesos atómicos de los elementos participantes de la reacción se puede calcular,
entre otros, el peso molecular de As2O3 y su nº de moles.
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b) De acuerdo a la ecuación, se determina el nº de moles de MnO4
- que
reaccionan que es igual a ( 4/5 )x nº As2O3
Cálculos
Peso molecularAs2O3 = 2 P.A As + 3 P.A O
= 2 x 74,92 + 3 x 16 = 197,84
Nº de moles de As2O3 = gramos / peso molecular
= 0,1078 g / (197,8 g.mol-1 )= 5,44 .10-4 mol
De acuerdo a la estequiometría (recuerde el punto b), el número de moles de MnO4
-,
corresponde a los 4/5 de los del As2O3
nº MnO4
- = 4/5 x (5,44 .10-4 )= 4,35 .10-4
El nº de moles de MnO4
- calculado está en 22,15 mL, por lo que la molaridad, es :
M = nº / V (L) = 4,35 .10-4 mol/0.02215 L = 0,0196 M
Nota: Efectuar este ejercicio con la igualdad de equivalente entre el As2O3 y el MnO4-
implica conocer los electrones cedidos y ganados por cada unidad de estas especies, lo que hace engorrosa su resolución.
Camila Curbelo

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