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Mensaje 07 Abr 12, 21:31  26732 # 1



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1. Se prepara una disolución de ácido acético disolviendo 15 g de ácido en agua hasta un volumen de 500 ml, calcular:
a)¿Cuántos gramos de acetato sódico será necesario añadir a la disolución anterior para que el pH sea 5?
b)Se incorporan 1'7 g de AgNO3 a la disolución inicial de ácido acético y la cantidad necesaria de HCl (gas) para que reaccione toda la plata formando AgCl.¿Precipitará? ¿Cuál será el pH de la disolución en esas condiciones?
Datos: M(ácido acético)=60g/mol; M(acetato sódico)=82 g/mol; Ka(ácido acético)=1'8.10-5; M(AgNO3)=170 g/mol; Ks(AgCl)=1'6.10-10



2. Se dispone de 500 ml de una disolución 0'1 M de NH3.Calcular el pH cuando se le añade:
a)500ml de una disolución HCl 0'1 M
b) 250ml de una disolución HCl 0'1 M
C)Calcular los gramos de FeCl2 que debe añadirse a la disolución resultante en el apartado b para que precipite Fe(OH)2
Datos: Ks(Fe(OH)2)=1'6.10-10; Kb(NH3)=1'8.10-5; M(FeCl2)=127 g/mol


(el apartado a hay una parecido lo he intentado pero no me sale la respuesta que me dan)


Gracias!
          
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Mensaje 08 Abr 12, 10:56  26736 # 2


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 Enunciado 

1. Se prepara una disolución de ácido acético disolviendo 15 g de ácido en agua hasta un volumen de 500 ml, calcular:
a)¿Cuántos gramos de acetato sódico será necesario añadir a la disolución anterior para que el pH sea 5?
b)Se incorporan 1'7 g de AgNO3 a la disolución inicial de ácido acético y la cantidad necesaria de HCl (gas) para que reaccione toda la plata formando AgCl.¿Precipitará? ¿Cuál será el pH de la disolución en esas condiciones?



1. La molaridad del acético es

M = (15 / 60) mol / 0.5 L = 0.5 mol/L

a) Se establece el equilibrio siguiente

AcH + H2O   ⇔   Ac- + H3O+

Al añadir AcNa, que se disocia completamente en disolución, el equilibrio se desplaza a la izquierda por el aumento de la concentración de Ac- (Le Chatelier), haciendo que el AcH, ya poco disociado por ser un ácido débil, todavía lo esté menos al añadir el acetato; esto significa que la concentración de AcH sin disociar permanece prácticamente en su valor inicial 0.5 mol/L. Por otra parte, la concentración de H3O+  es 10-5 mol/L si el pH tiene que valer 5. Por último, la concentración de iones Ac-, desconocida, es lo que nos preguntan.

AcH + H2O   ⇔   Ac- + H3O+
0.5                     x      10-5

1.8 * 10-5 = (x * 10-5) / 0.5

x = 0.9 mol/L

La masa de acetato será, pues,

m = 0.9 mol/L * 0.5 L * 82 g/mol = 36.9 g

b) El producto de solubilidad del AgCl es

Kps = [Ag+] * [Cl-] = 1.6 * 10-10

Al añadir iones Ag+ e iones Cl- a la disolución, precipitarán como AgCl si el producto de sus concentraciones rebasa el producto de solubilidad del AgCl.

La concentración de Ag+ (que es igual a la concentración de AgNO3 por estar este completamente disociado) vale

M = (1.7 / 170) / 0.5 = 0.02 mol/L

ya que se han añadido (1.7 g / 170 g/mol) = 0.01 mol de AgNO3

La concentración de Cl-, ya que lo añadimos en cantidad estequiométrica para que reaccione toda la plata, tiene que ser la misma, 0.02 mol/L, después de haber añadido los mismos moles (0.01) de HCl.

Por tanto, al ser el producto 0.02 * 0.02 = 4 * 10-4 muy superior al valor de Kps, precipitará el AgCl.

Como hemos añadido HCl hasta que su concentración fuera 0.02 M, habrán quedado en disolución iones H3O+ en concentración 0.02 M. El nuevo pH será, pues,

pH = - log [H3O+] = - log 0.02 = 1.7

Para el cálculo de este pH no se tiene en cuenta la presencia del acético, puesto que prácticamente no aporta iones a la disolución en comparación con el HCl.

En otro rato haré el segundo.

Saludos

 Última edición por Vitriolo el 08 Abr 12, 22:52, editado 1 vez en total 
          
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Mensaje 08 Abr 12, 21:20  26739 # 3


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 Enunciado 

2. Se dispone de 500 ml de una disolución 0'1 M de NH3.Calcular el pH cuando se le añade:
a)500ml de una disolución HCl 0'1 M
b) 250ml de una disolución HCl 0'1 M
C)Calcular los gramos de FeCl2 que debe añadirse a la disolución resultante en el apartado b para que precipite Fe(OH)2



a) Cuando se añaden 500 mL de disolución de HCl 0.1 M (0.05 mol) a 500 mL de disolución de NH3 0.1 M (0.05 mol), la reacción es estequiométricamente completa:

HCl + NH3   →   NH4Cl

formándose como producto 0.05 mol de cloruro amónico en (0.5 + 0.5) = 1 L de disolución. Por ser una sal, estará completamente disociada en iones, habiendo por tanto en la disolución 0.05 mol de iones NH4+; la concentración de estos iones es, entonces, 0.05 / (0.5 + 0.5) = 0.05 mol/L.

Como el NH4+ es un ácido débil, se disocia parcialmente hasta alcanzar el equilibrio, y las concentraciones de cada una de las especies químicas vienen dadas por

 NH4+ + H2O   ⇔   NH3 + H3O+
0.05 – x                 x         x

Ka = 10-14 / 1.8 * 10-5 = 5.56 * 10-10 = x2 / (0.05 – x) ≈ x2 / 0.05

x = [H3O+] = 5.27 * 10-6 mol/L, siendo el pH

pH = 5.3

b) En este caso reaccionan 0.1 mol/L * 0.25 L = 0.025 mol de HCl con los correspondientes 0.025 mol de NH3 (ya que la reacción transcurre mol a mol), formándose 0.025 mol de NH4Cl en 0.5 + 0.25 = 0.75 L de disolución (0.033 M en NH4+), y quedando en la disolución 0.025 mol de NH3 sin reaccionar (0.033 M). Como tenemos en la disolución un par ácido / base conjugado (NH4+ / NH3) en concentraciones relativamente altas, se trata de una disolución reguladora; las expresiones para las concentraciones serán

    NH4+ + H2O   ⇔   NH3   +   H3O+
0.033 - x             0.033 + x     x

en las que, como siempre, podremos despreciar x como sumando por ser mucho menor que 0.033, así que, al ser iguales las concentraciones de amonio y amoniaco (Henderson-Hasselbach),

pH = pKa = - log 5.56 * 10-10 = 9.25

pOH = 14 – 9.25 = 4.75

[OH-] = 1.78 * 10-5 mol/L

c) Al añadir FeCl2 aparecen en la disolución, junto a los iones OH- existentes, iones Fe2+, que forman con ellos el hidróxido poco soluble Fe(OH)2. Este comenzará a precipitar en cuanto el producto [Fe2+] * [OH-]2 rebase el valor de Kps.

Fe(OH)2 (sól)   ⇔   Fe2+ (aq) + 2 OH- (aq)

La expresión del producto de solubilidad es

Kps = [Fe2+] * [OH-]2

y, teniendo en cuenta el valor de [OH-] calculado antes

1.6 * 10-10 = [Fe2+] * (1.78 * 10-5)2

[Fe2+] = 0.50 mol/L = [FeCl2]

El número de moles de FeCl2 que podemos, pues, añadir antes de que comience a precipitar el hidróxido es

0.50 mol/L * 0.75 L = 0.375 mol de FeCl2

que tienen una masa de

m = 0.375 mol * 127 g/mol = 47.6 g

Saludos
          
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Mensaje 08 Abr 12, 22:35  26740 # 4


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muchas gracias!!!
una pregunta más, por qué en el apartado 1.a. no se podría considerar como una disolución tampón??? (lo estaba planteando así), y al final no habría que multiplicar los 0'9 mol/l*0'5L para ver el número de moles?? Gracias!
          
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Mensaje 08 Abr 12, 22:59  26741 # 5


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Pues tienes toda la razón; se me había pasado calcular previamente los moles, ya que 0.9 es la concentración en mol/L. Queda corregido. Gracias.

En cuanto a que es una disolución reguladora, por supuesto que sí, pero no veo en qué puede afectar a la solución del ejercicio.

Saludos
          
       


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