Principios de Química Analítica: Conductividad, pH y Volumetría

Examen 3: Conceptos y Aplicaciones Químicas

1. Cuestiones iniciales (Conductividad y pH)

a) Parámetro para sales totales

Hemos medido la conductividad eléctrica. La razón es que las sales, al disolverse en agua, se separan en iones con carga (cationes y aniones). Como estos iones son los que transportan la corriente eléctrica en el agua, cuantas más sales haya disueltas, mayor será la conductividad.

b) pH del Bicarbonato de sodio (NaHCO₃)

El pH será básico (pH > 7). Al disolverse, se separa en Na⁺ y HCO₃⁻. El sodio proviene de una base fuerte (NaOH) y no reacciona, pero el bicarbonato sufre una hidrólisis básica al reaccionar con el agua, liberando iones hidroxilo (OH⁻) que hacen que suba el pH.

Reacción: HCO₃⁻ + H₂O ⇌ H₂CO₃ + OH⁻

2. Volumen de neutralización de Mg(OH)₂

La clave: Hay que fijarse en la estequiometría de la reacción: Mg(OH)₂ + 2HCl ⇌ MgCl₂ + 2H₂O. Por cada mol de base, se necesita el doble de moles de ácido.

Cálculo paso a paso:

• Calculamos los moles de la base: 0.050 L x 0.1 mol/L = 0.005 moles de Mg(OH)₂.
• Moles de ácido necesarios (el doble): 0.005 mol x 2 = 0.010 moles de HCl.
• Calculamos el volumen de ácido: Despejando de la fórmula de molaridad: V = n / M = 0.010 mol / 0.05 mol/L = 0.2 L = 200 mL.

3. Ácido con KOH y punto de equivalencia a pH 9

El tipo de ácido:

Se trata de un ácido débil.

Justificación:

El KOH es una base fuerte. Si se mezcla con un ácido fuerte, se neutralizan perfectamente y el pH resultante es 7. Como el punto de equivalencia está en pH 9, significa que la sal que se ha formado sufre hidrólisis básica (el anión del ácido débil reacciona con el agua liberando OH⁻).

Reacción de hidrólisis: A⁻ + H₂O ⇌ HA + OH⁻

4. Identificación orgánica (Agua de barita)

Por qué se enturbia:

Al calentar la muestra con el óxido de cobre, el carbono de la muestra se oxida y se convierte en gas dióxido de carbono (CO₂). Al burbujear este gas en el agua de barita (hidróxido de bario), reaccionan y forman carbonato de bario (BaCO₃), que es un precipitado blanco e insoluble que enturbia la disolución.

Elemento identificado:

El carbono.

Reacción: CO₂ + Ba(OH)₂ ⇌ BaCO₃(s) + H₂O

5. Determinación de cloruros en agua de riego

• Método: Se utiliza una volumetría de precipitación conocida como el Método de Mohr.
• Montaje: Se coloca una bureta sujeta a un soporte (donde se introduce el reactivo valorante) y debajo un matraz Erlenmeyer (donde se vierte el agua de riego con el indicador y un agitador).
• Reactivos: Se usa nitrato de plata (AgNO₃) como valorante y cromato potásico (K₂CrO₄) como indicador de color.
• Reacciones:
  • Valoración: La plata se une a los cloruros formando un precipitado blanco: Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl(s)
  • Punto final: Cuando ya no quedan cloruros, la plata sobrante reacciona con el indicador dando un precipitado rojo: 2Ag⁺ + CrO₄²⁻ ⇌ Ag₂CrO₄(s)