Libro Principios de Quimica Analitica para Ingenieros

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PRINCIPIOS DE QUMICA ANALTICA
FUNDAMENTOS DE QUMICA ANALTICA

PARA INGENIEROS
AUTOR
ROBERTH PATERNINA URIBE Q.F. - 2011
ROBERTH PATERNINA URIBE MsC

2012
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PRINCIPIOS DE QUIMICA ANALITICA

La qumica analtica estudia los mtodos y las tcnicas que se emplean para determinar
la composicin de la materia.
Se divide en:
ANALISIS CUALITATIVO
Tiene por objeto identificar las sustancias presentes en una muestra dada de material.
Esto lo realiza con base en propiedades fsicias, fisicoqumicas y qumicas,
complementariamente lo hace con base en propiedades toxicolgicas.
ANALISIS CUANTITATIVO
Determina la cantidad de un componente determinado presente en una cantidad unitaria
de muestra.
En muchos aspectos de la qumica la analtica es la base en que se apoyan otras ramas
de la qumica.
Las reacciones qumicas se estudian a travs de los cambios cualitativos y cuantitativos
a que dan lugar; por anlisis se identifican compuestos nuevos; las leyes de las
proporciones definitivas y de las proporciones mltiples se descubrieron mediante el
estudio de las relaciones cuantitativas en la combinacin de los elementos para formar
compuestos.
El objetivo final de un anlisis cuantitativo es la determinacin de la cantidad de una
especie dada presente en una muestra.
Esta puede conseguirse directa o indirectamente, dependiendo del modo particular como
se lleve a cabo. En cualquier forma, en toda determinacin debe hacerse alguna clase
de medicin final a partir de la cual se deduce la cantidad de la especie en cuestin.
As, al anlisis cuantitativo se subdivide en grupos basados en la naturaleza de esa
medicin final.
Si el proceso consiste en determinar el peso de un slido, el mtodo se clasifica como
anlisis gravimtrico; si la medicin final consiste en la determinacin de un volumen,
el mtodo pertenece al anlisis volumtrico; si se mide la absorcin de la energa
radiante, el mtodo se designa como anlisis colorimtrico.
En la tabla siguiente, se observa la variedad y nmero de mediciones utilizadas en
anlisis.
Los primeros mtodos desarrollados fueron gravimtricos o volumtricos y se conocen
como los mtodos clsicos. Luego se desarrollaron mtodos basados en la medicin de
propiedades pticas, elctricas, trmicas, y por tanto se denominan mtodos
instrumentales.
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Ambos se basan en la correlacin de una medicin fsica con la concentracin, ambos

utilizan un instrumento para dicha medicin, ambos deben ser precedidos por
operaciones de separacin y de tratamientos previos de la muestra.
TABLA 1
CLASIFICACION DE LOS MTODOS ANLITICOS COMUNES
Clasificacin General
Gravimtricos
Volumtricos
pticos
Electroanalticos
Subclasificacin
Magnitud que se mide
Mtodos directos
Peso del compuesto que contiene

a la especie buscada.
Mtodos indirectos
Prdida de peso debida a la

volatilizacin de la especie.
Mtodos de valoracin
Volumen de solucin que

equivale qumicamente a la
especie buscada.
Anlisis de gases
Volumen de especie gaseosa

producida o consumida.
Espectroscopia de
Emisin
Radiacin emitida por la especie.
Polarimetra
Rotacin del plano de la luz

polarizada, debida a la especie.
Refractometra
Indice de refraccin de una

solucin de la especie.
Turbidimetra,
nefelometra
Dispersin de la luz por la

especie.
Potenciometra
Potencial de un electrodo en
equilibrio con la especie.
Conductimetra
Conductividad de una solucin de

la especie.
Coulombimetra
Cantidad
de
electricidad
equivalente a la especie.
Polarografa
Corriente asociada
reaccin
en
un
polarizable.
con una
electrodo
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Clasificacin General
Varios
Subclasificacin
Magnitud que se mide
Mtodos de alta
frecuencia
Capacitancia de una solucin de

la especie.
Espectroscopia de masas
Razn
masa/carga
de
los
productos de descomposicin de
la especie.
Mtodos radioqumicos
Desintegracin radioactiva de la
especie.
Mtodos de conduccin
trmica.
Conductividad
especie.
Valoraciones
entalpimtricas
trmica
de
la
Calor de reaccin de la especie.
ETAPAS DE UNA ANLISIS CUANTITATIVO

Las Etapas se pueden consolidar en tres: PreAnlisis, Anlisis y PostAnlisis.
Corresponden a los elementos comunes pues, los mtodos analticos difieren mucho en
los detalles.
1. Toma de muestras: La muestra debe ser homognea y su composicin debe
reflejar fielmente la del total del material de donde se tom, para obtener
resultados significativos.
2. Preparacin de la muestra para el anlisis: Una vez tomada la muestra, debe
convertirse en una forma que sea adecuada para el anlisis.
a. El material slido debe triturarse para disminuir el tamao de las partculas y
luego mezclarse para asegurar su homogeneidad. La trituracin es importante,
cuando se trabaja con sustancias difcilmente solubles, pues por reduccin del
tamao de las partculas es la velocidad de disolucin aumenta.
La propia toma de muestra incluye frecuentemente pasos previos de
fragmentacin.
b. Eliminacin de la humedad absorbida: se hace calentando las muestras slidas a
110C o exponindolas a atmsferas secas durante un periodo de tiempo
adecuado.
3. Pesada: Los resultados analticos cuantitativos se expresan generalmente en
trminos relativos, esto es, dando la cantidad de componente problema presente
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por unidad de peso o de volumen de muestra. El modo empleado generalmente

de expresar los resultados es dando la composicin porcentual y para ello debe
conocerse el peso de muestra con el cual se realiza el anlisis. El objeto de
todos los pasos subsiguientes es la evaluacin del peso de la especie qumica
problema, que est presente en este peso de muestra.
4. Disolucin de la muestra: Muchos de los anlisis se realizan empleando
soluciones de la sustancia que se analiza por esto es importante saber elegir el
disolvente y el mtodo de disolucin.
La eleccin del disolvente es a veces limitada pues este adems de disolver la
especie a determinar, debe ser, capaz de disolver todos los componentes de la
muestra; adems el proceso de disolucin debe tener lugar en un periodo de tiempo
razonable.
La composicin qumica del disolvente debe ser tal que no produzca interferencia
alguna en los pasos siguientes del anlisis y si las produce deben ser fciles de
eliminar.
5. Separacin de sustancias interferentes: En general, las reacciones que se
emplean o las propiedades que se miden son caractersticas generales de un
grupo de elementos o de compuestos. Esta carencia de reacciones especficas,
aumenta las dificultades con que se enfrenta el analista pues obliga a idear un
esquema de separacin que permite aislar la especie de inters de todas las otras
presentes, en la muestra inicial, que puedan influir sobre la medicin final. Los
compuestos o elementos que impiden la medicin directa de la especie a
determinar se denominan interferencias y su separacin antes de la medicin
final constituye una etapa importante del anlisis. Como no pueden darse reglas
rpidas ni concretas para la eliminacin de las interferencias, este problema
constituye con frecuencia al aspecto ms difcil del anlisis.
6. Terminacin del anlisis: Todas las etapas preliminares del anlisis se realizan
para conseguir que la medicin final sea una indicacin fiel de la cantidad de
especie a determinar. En la tabla se observa la gran diversidad de mediciones
finales, a veces tan mecnicamente realizada, por lo tanto puede decirse que es
la etapa ms fcil de efectuar.
7. Clculo e interpretacin de los resultados: Los valores numricos de los
resultados experimentales de la medicin final, guardan una relacin directa con
la cantidad de especie presente en la muestra. Debido a que la informacin que
se desea obtener del anlisis es casi siempre de carcter extensivo es necesario
relacionar matemticamente el valor de la medicin final con el peso de muestra
empleada para obtenerlo.
Las anteriores etapas puede realizarlas una persona con poca informacin cientfica y
buena habilidad manual, pero no podr apreciar inteligentemente los factores
importantes o no, en cada uno de los varios pasos del anlisis cuantitativo, y el grado de
confianza otorgable a los resultados que exige conocimientos cientficos superiores.
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EXACTITUD Y PRECISION
La exactitud se refiere a la verdad absoluta de una medida, es decir, lo cerca que est del
valor real, mientras que la precisin de un valor numrico es el grado de concordancia
entre dicho valor y otros valores obtenidos en las mismas condiciones.
La exactitud de una determinacin es una medida de la proximidad del valor
experimental al verdadero o generalmente aceptado. Implica una comparacin con el
valor verdadero o aceptado como tal y se expresa en funcin del error.
Error Absoluto: Diferencia entre el valor observado y el aceptado.
E abs = V.exp.-V.verd.
Es + Si por exceso o por defecto
Error relativo: Se expresa generalmente como porcentaje
% E rel. = V.exp.-V.verd X 100

V. verd
+ - si es por exceso o por defecto
Por consiguiente, la exactitud de una medicin solo puede evaluarse s se dispone del
valor verdadero.
En cambio, dado un grupo de mediciones puede siempre expresarse su precisin en
funcin de la desviacin o sea la diferencia de los valores numricos obtenidos y el
promedio o media de todos.
En ausencia de otra informacin, la nica indicacin de que un anlisis est bien hecho
lo proporciona el haber obtenido una buena precisin.
En anlisis qumico estos parmetros se establecen, y permiten hacer veraz los datos de
un resultado, a travs de las validaciones que se realizan en el laboratorio de anlisis,
para lo cual se requiere trabajar con mtodos estandarizados de anlisis, ajustando las
condiciones del anlisis y trabajando el procedimiento bajo lineamientos de la Norma
ISO/ IEC/ 17025:2005
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TIPO DE ERROR EN LOS RESULTADOS ANALITICOS

Los errores que acompaan la realizacin de un anlisis pueden clasificarse segn su
origen en dos amplias categoras:
1. Errores determinados, son los que persisten en una manera definida y en un grado
fijo de una determinacin a otra, y son de tal naturaleza que sus magnitudes pueden
determinarse y eliminar sus efectos o por lo menos reducirse al mnimo. Pueden
clasificarse como:
a.
Errores personales: del experimentador como anotar mal una pesada o el

volumen de una solucin.
b. Errores instrumentales: se atribuye a imperfecciones de los aparatos, pesas,

volumen errneo de las pipetas o del material aforado.
c.
Errores del mtodo: Inherentes al mtodo de anlisis.
Los errores determinados pueden corregirse con calibraciones.

2.
Errores ocasionales. Son los que pueden estar fuera del control del observador,
tienen signos y magnitudes determinadas solo por casualidad.
Pueden originarse por fluctuaciones en el clima o defectos visuales del
observador. Puede solo evaluarse el valor ms probable como la media
aritmtica.
CONCEPTOS FUNDAMENTALES PARA EL ANALISIS CUANTITATIVO
UNIDADES FSICAS
Se llama dimensin a aquello que se puede medir fsicamente, por ejemplo: longitud,
masa, temperatura, tiempo.
Unidad: Es el medio para expresar la dimensin: metro, gramo, grado, segundo,
respectivamente.
Existe una gran variedad de sistemas de medidas. Los ms comunes son el sistema
mtrico decimal y el sistema ingls. Actualmente el mundo tiene a utilizar el sistema
mtrico decimal llamado tambin sistema internacional de unidad (SI) debido a su
facilidad de manejo puesto que las unidades ms grandes o ms pequeas son mltiplos
o submltiplos decimales. Se basa en siete magnitudes fsicas cada una con su propia
unidad bsica llamadas fundamentales. Ejemplo de algunas de ellas:
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Magnitud fsica
Longitud
Masa
Tiempo
Temperatura
Termodinmica
Smbolo
Unidad bsica
en el SI
Smbolo de la
unidad
1
m
t
Metro
Kilogramo
Segundo
m
kg
s
Grado kelvin
Las unidades derivadas resultan de operaciones matemticas efectuadas de las

fundamentales.
Volumen: Es el espacio ocupado por un cuerpo o una sustancia.
V = 13
Si la unidad de longitud es el metro, la unidad SI de volumen es el m3 con sus
submltiples el cm3 y el mm3.
La unidad de volumen ms utilizada en qumica es el litro, es el volumen ocupado por 1
kg de agua a la T de 4C y equivale a 1 dm3.
Area: Resulta de elevar el cuadrado la longitud A = 12. La unidad SI es el m2.
Densidad: Es la masa de un volumen unidad de la sustancia.

d=
masa__
volumen
La unidad SI es kg pero para los slidos y lquidos se expresa en g y

1
cm3
g respectivamente. Para los gases en g_
ml
1
La densidad de una sustancia es una propiedad fsica, que depende de la Ta
Ejemplo 1.
Calcular la densidad de un cilindro de aluminio de masa 75,21g, dimetro 1,5 cm y
15,75 cm de altura.
volumen del cilindro = rea X espesor
volumen del cilindro = r2 X h
volumen del cilindro = 3,14 (0,75 cm)2 X 15,75 cm
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dA1 = masa = 75,21 g = 2,70 g__

volumen
27,81 cm3
cm3
Ejemplo 2
La densidad del mercurio es 13,60 g Qu volumen ocupar 70g de dicho elemento.
cm3
1 cm3 Hg = 13,6 g Hg
70g Hg X 1 cm3 Hg = 5,14 cm3
13,6g Hg
UNIDADES QUIMICAS
Unidades de Peso
Peso formula gramo (pfg). Es la suma de los pesos atmicos expresados en gramos,
de todos los tomos que aparecen en la frmula qumica de una sustancia. As el peso
frmula gramo de una molcula de O2 es 31,99 g correspondiente a la suma de los pesos
atmicos de dos tomos de oxgeno que la constituyen.
El peso formula gramo del HCI es 36,46 gramos porque es la suma del peso atmico de
un tomo de Hidrgeno y uno de Cloro.
El factor unitario correspondiente es
g es decir 1 pfg HCL = 36.46 g HCI.

Pfg
El peso milifrmula (pmf) es la milsima parte del pfg.

Mol o molcula gramo. Es una cantidad de una especie qumica simple y real cuya
masa en gramos es numrica igual al peso frmula gramo.
Ejemplo: la sacarosa cuyo peso frmula es 3 4 2,31 u.m.a, la masa de una mol-gramo
es de 342,31 g, es decir, un piln de azcar que correspondan a esta masa ser un mol
gramo de azcar.
La mol puede utilizarse tambin referida a toneladas, onzas, libras, kg o cualquier
unidad de masa. Se tendr entonces, una mol-Ton, una mol-lb, etc. Puesto que la
normal es operar con molculas gramo, o moles gramo, es frecuente suprimir la palabra
gramo y decir simplemente mol.
El peso milimolecular o milimol es la milsima parte de una mol.
Ejem. 1. Calcular el nmero de moles que hay en 68 g de Cl2
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1 mol Cl2 = 35,45 X 2 g CI porque la molcula de este gas es biatmica.

El factor unitario correspondiente ser:
1 mol Cl2_
70,90g Cl2
Dados 68g Cl2 para reducirlo a moles solo tendremos que multiplicar esta cantidad por
su factor unitario de tal modo que se anulen los gramos y en el numerador obtengamos
los moles.
68 g Cl2 X 1 mol Cl2 = 0,75 moles Cl2
70,90 g Cl2
Ejm: Cuntos pfg hay en 137 mg BaSO4
Como el peso de sustancia est dado en mg, podemos utilizar como factor unitario el
peso milifrmula (pmf) tomando en mg.
1 pmf BaSO4 = 233,40 mg BaSO4
137 mg BaSO4 X 1pmf BaSO4
_
233,40 mg BaSO4
Obtenemos as, la cantidad de BaSO4 en pmf. Cmo se pide en pfg, sabemos que 1 pfg
BaSO4 = 1000 pmf BaSO4
1 pfg BaSO4
= 5,86 X 10-4 pfg BaSO4
1000 pmf BaSO4
Existe una relacin importante entre el nmero de moles y el de molculas de un
compuesto y es que la masa en gramos de una mol contiene siempre un nmero de
molculas igual a N (nmero de Avogrado).
0,586 pmf BaSO4 X
La misma relacin se cumple para un elemento, es decir, el tomo gramo de un

elemento contiene N tomos.
Ejemplo.
a)
Encontrar el nmero de molculas de etano que hay en 45 g de este compuesto.
b)
Cuntos tomos de C contienen?
La equivalencia correspondiente es:

1 mol C2H6 = 6,02 X 1023 molculas C2H6
Primero, se hallan los moles que contiene 45 g de C2H6
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45 g C2H6 X 1mol C2H6 = 1.5 moles C2H6

30 g C2H6
Despus, se relaciona esta cantidad con la equivalencia dada:
1.5 moles C2H6 X 6,02 X 1023 molculas C2H6 = 9 x 1023 molculas C2H6
1 mol C2H6
b) 9 X 1023 molculas C2H6 X
2 at C
1 molcula C2H6
= 18 X 1023 at C
ECUACIONES QUIMICAS
Son expresiones abreviadas que nos informan acerca de las reacciones qumicas.
AB(s)
+ CD(1)
AC(s)
+ BD
Representa una ecuacin general neta, donde slo se especifican las sustancias iniciales
y finales de la reaccin omitiendo aquellas que no se han transformado.
Una ecuacin qumica es vlida si satisface tres condiciones:
La primera, que est de acuerdo con los hechos experimentales, esto es, ha de
comprobarse que desaparecen unas sustancias y se forman otras.
La segunda condicin es que se cumpla la conservacin de la masa, ya que la materia no
se destruye, as debe expresarlo la ecuacin y si un tomo desaparece de una sustancia,
ha de aparecer en otra.
La tercera, es que se conserve la carga elctrica puesto que no es posible destruir las
cargas.
Las condiciones 2a 3a se expresan diciendo que la ecuacin ha de estar equilibrada o
balanceada, esto es, que ha de tener el mismo nmero de tomos de cada clase y la
misma carga elctrica neta en ambos miembros.
Las sustancias reaccionantes y los productos se designan por smbolos o por frmulas,
un smbolo designa un tomo o un tomo gramo, una frmula, representa una unidad
frmula o mol.
Por convenio, se escriben a la izquierda, primer miembro las sustancias que desaparecen
en la reaccin (sustancias reaccionantes) y a la derecha, segundo miembro, las que se
producen (productos o sustancias resultantes).
Ambas clases de sustancia se separan por una flecha nica o por dos flechas opuestas,
segn, el aspecto de la reaccin que interese destacar.
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Si se desea indicar el estado fsico de los reactivos y productos cada smbolo o frmula
va seguido de la notacin (ac), en solucin acuosa, (s) slido; (1) lquido, (g) gas.
Ejemplo:
CO2 (g) + Ca+2 (ac) + 20H- (ac) + H2O(1)
Es una ecuacin balanceada, porque hay igual nmero de tomos de cada clase en
ambos miembros, igual nmero de cargas elctricas (+2-2) = 0 en el 1 miembro y no
hay cargas en el 2 miembro adems, establece el estado fsico de todas las sustancias.
ESTEQUIOMETRIA
Es el clculo de las cantidades de materia que intervienen en las reacciones qumicas, se
basa fundamentalmente en:
3
3
3
3
3
Escribir la reaccin qumica

Balancear la ecuacin
De acuerdo con los datos del problema, calcular el nmero de moles g de un
reactivo o producto de la reaccin.
Teniendo en cuenta la reaccin balanceada, encontrar cuntos moles-g de los otros
reactivos o productos han reaccionado.
Calcular los gramos de cada reactivo o producto.
Ejemplo 1.
El cinc reacciona con el HCl para producir el ZnCl2 e hidrgeno. Si se mezclan 56 g de
Zn con un exceso de HCl. Cul es el peso de ZnCl2 producido?
Aplicando los pasos indicados anteriormente.
1. Zn(s) + HCl
2. Zn(s) + 2HCl
ZnCl2 + H2(g)
ZnCl2 + H2(g)
3. 56 g de Zn son:
56 g Zn X 1 molg Zn
65 g Zn
= 0.86 moles Zn.
4. Segn la ecuacin balanceada 1 molg Zn produce 1 molg ZnCl2

Luego 0.86 moles Zn X 1 molg ZnCl2 = 0.86 molesg Zn Cl2
1 molg Zn
5. 0.86 molesg Zn Cl2 corresponden a:
0.86 moles g Zn Cl2 X 136.37 g Zn Cl2 = 117,2 g ZnCl2
1 molg Zn Cl2
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Ejemplo 2.
a) Cuntos moles de oxgeno se necesitan para la combustin de 3,6 moles de C2H6?
La ecuacin balanceada es:
2C2H6 + 702
4 CO2 + 6 H2O
Resumiendo los pasos y utilizando los factores de conversin consecutivamente se

obtiene:
3,6 moles C2H6 X 7 moles O2 = 12,6 moles O2
2 moles C2H6
b) Cuntos moles de CO2 se forman:
3,6 moles C2H6 X 4 moles CO2
2 moles C2H6
= 7.2 moles CO2
Omitiendo el ltimo paso debido a que solo se piden los mol de un producto.
REACTIVO LIMITANTE
En un proceso qumico, en que se utiliza exceso de uno o ms reactivos la mxima
cantidad de producto obtenible, queda naturalmente determinado por el reactivo que no
est en exceso. Esta sustancia se denomina reactivo limitante, porque est limitando la
cantidad de producto obtenido. Por tanto, presenta la menor relacin de mol a
coeficiente, calculada dividiendo el nmero de moles del reactivo por su coeficiente en
la ecuacin qumica balanceda.
Ejemplo 1.
El amoniaco puede producirse por la reaccin en fase gaseosa del H2 y el N2. Si se
mezclan 50 g de cada uno de estos gases, cul ser la cantidad de amonaco producida?
3 H2(g) + N2(g)
2NH3(g) es la ecuacin balanceada
Calcularemos el nmero de moles para cada reactivo:

50 g H2 X 1 molg H2 = 24,8 molesg H2
2,02 g H2
50 g N2 X 1 molg N2 = 1.79 molesg N2
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28 g N2
Hallamos la relacin de mol a coeficiente para cada uno:
H2 :
24,8
3
= 8,27
N2 :
1,79
1
= 1,79
Como el N2 presenta la menor relacin mol a coeficiente, el ser el reactivo que limita
la cantidad de NH3 producido y a partir de l se realizan los clculos estequiomtricos,
independientemente del
reactivo dado.
50 g N2 X 1 molg N2 X 2 molesg NH3
28 g N2
1 molg N2
X 17g NH3
= 60,7 g NH3
1 molg NH3
Ejemplo 2.
El mercurio reacciona con el Bromo para producir Bromuro mercrico de acuerdo con
la ecuacin balanceada:
Hg + Br2
Hg Br2
Cuando 250,0 g de Hg reaccionan con 250,0 g de Br2 (a) Cul de las dos sustancias
est en exceso?
Relacin mol a coeficiente:
Hg : 250,0 g Hg
X 1 molg Hg = 1,24 = 1,24

200,6 g Hg
1
Br2 : 250,0 g Br2 X 1 molg Br2

159,8 g Br2
= 1,56 = 1,56
1
La sustancia con la mayor relacin mol a coeficiente es el Br2 por tanto es el reactivo
en exceso.
b) Cuntos g de Hg Br2 se producen?
El Hg es el reactivo limitante.
250,0 g Hg X 1 molg Hg X 1 molg Hg Br2 X 360,4 g Hg Br2
200,6 g Hg
1 mol Hg
1 molg Hg Br2
= 440,5 g HgBr2
c) Qu peso de la sustancia en exceso qued sin reaccionar?
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1,56 1,24 = 0,32 molesg Br2 que no reaccionaron.

El peso de Br2 sin reaccionar es:
0,32 molesg Br2 X 159,8 g Br2 = 51,13 g Br2
1 molg Br2
RENDIMIENTO DE LAS REACCIONES

En la prctica las reacciones qumicas, no siempre producen la cantidad de producto
calculado. El rendimiento de una reaccin es la relacin entre la cantidad de producto
obtenido y la cantidad de producto esperado segn la ecuacin estequiomtrica.
% rendimiento = g de producto obtenido experimentalmente X 100
g de producto terico
% rendimiento = rendimiento prctico

rendimiento terico
X 100
Generalmente, para obtener un mejor rendimiento se usa un exceso de un reaccionante

esperando que el otro reaccionante se convierta totalmente en producto.
Ejemplo:
Cuntas toneladas de H2SO4 pueden producirse en un proceso que usa 4.8 Ton de SO2
con un 70% de eficiencia en la conversin?
La reaccin del proceso es: 2 SO2 + O2 + 2H2O
2H2SO4
Se calcula la cantidad de H2SO4 obtenido tericamente a partir de la cantidad dada de

SO2.
4.8 Ton SO2 X 1 mol Ton SO2 X 2 mol Ton H2SO4 X 98,1 Ton H2SO4_
64.1 Ton SO2
2 mol Ton SO2
1 mol Ton H2SO4
Son 7,3 Ton H2SO4
Rendimiento real esperado = 7,3 Ton H2SO4 X
100
70 = 5,1 Ton H2SO4
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PUREZA DE LOS COMPUESTOS
En la prctica no todos los compuestos son totalmente puros. Existe el llamado % de

pureza lo que indica que de 100 partes del compuesto impuro hay un nmero menor de
partes del compuesto puro. As, si se dice que el CaCO3 impuro o mezclado con otros
compuestos, hay 85 partes que corresponden a CaCO3 puro.
Cmo en los clculos estequiomtricos, las reacciones qumicas slo relacionan
compuestos 100% puros, debe previamente, dado un reactivo que no lo es, encontrarse a
qu cantidad de compuesto puro equivale y as continuar con el clculo comn y
corriente.
Ejemplo:
Cuntas libras de Na2SO4 con 83,4% de pureza pueden obtenerse a partir de 250 lb de
sal (NaCI) del 94,5% de pureza?
La reaccin es:
2 NaCl + H2SO4
Na2SO4 + 2 HCl
Primero encontramos a qu cantidad de NaCl puro corresponden 250 lb de 94,5% de

pureza.
250 lb NaCl impuro X
94.5 lb NaCl puro

100 lb Na Cl impuro
= 236,2 lb NaCl puro
Luego se determina a qu cantidad de moles lb de NaCl corresponden las 236,2 lb de

NaCl.
236,2 lb NaCl X 1 mol lb NaCl
58,4 lb NaCl
= 4.04 mol lb NaCI
Ahora, se relaciona con el nmero de moles lb de Na2SO4 que deben producir estos
moles lb de NaCl, segn la reaccin qumica.
4.04 mol lb NaCl X 1 mol lb Na2SO4 = 2.02 mol lb Na2SO4
2 mol lb NaCl
En seguida, se calcula a qu cantidad de lb corresponden estos moles lb de Na2SO4
2.02 mol lb Na2SO4 X
142 lb, Na2SO4 = 286.84 lb Na2SO4

1 mol lb Na2SO4
Por ultimo, como la ecuacin qumica slo reacciona compuestos 100% puros, se
determina a qu cantidad de Na2SO4 del 83,4% pureza corresponde este Na2SO4
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286.84 lib Na2SO4 puro X 100 lb Na2SO4 impuro = 343.9 lb Na2SO4

83,4 lb Na2SO4 puro
Se obtienen, 343.9 lb de Na2SO4 del 83,4% de pureza.
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogneas de 2 ms componentes. La sustancia
disuelta se denomina soluto y est presente generalmente en pequea cantidad en
comparacin con la sustancia donde se disuelve, denominada solvente. Las soluciones
pueden ser gaseosas, lquidas o slidas. Las primeras se obtienen disolviendo un gas en
otro.
Las lquidas se forman al disolver en un lquido una sustancia en cualquiera de sus tres
estados.
Cuando el lquido es agua, la disolucin es acuosa.
En las slidas, un componente se halla disperso al azar por el otro. Las constituyen las
aleaciones. Para que dos sustancias o ms formen una solucin es necesario, que stas
sean solubles o miscibles.
La solubilidad de un soluto en un solvente es la cantidad de soluto que puede disolverse
en una cantidad dada de solvente.
Dos sustancias son solubles dependiendo de la polaridad de sus molculas. Sustancias
con iguales polaridades, son solubles entre s.
La concentracin de una solucin expresa la relacin de la cantidad de soluto a la
cantidad de solvente, o de solucin.
FORMAS DE EXPRESAR LA CONCENTRACION

La concentracin de una solucin se expresa como relaciones en peso, en volumen, o en
peso-volumen.
1. Relaciones en peso:
a) Porcentaje en peso (% p/p) indica cuntas partes corresponden al soluto por
cada 100 en masa de la disolucin:
% en peso =
peso soluto
peso solucin
X 100
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Una solucin al 8% en peso de NaCl indica que de cada 100 g de solucin, 8 son de
NaCl. El porcentaje en peso tiene la ventaja de ser independiente de la T, se utiliza
para indicar las concentraciones de las soluciones acuosas de los reactivos comerciales.
b) Partes por milln. (ppm) es un trmino utilizado para referirse a la
concentracin de soluciones muy diluidas. Expresa las partes de soluto
presentes en 106 partes de solucin.
ppm = peso soluto

X
peso solucin
106
As una solucin que contiene 0,005% de Hierro, contiene 50 ppm de este elemento.
c) Fraccin molar (X): Es la relacin del nmero de moles de un componente A de

una solucin, al nmero total de moles.
XA =
nA
nA + nB
nA = moles de A
nB = moles de solvente
Si una solucin contiene 1 mol de azcar y 3 de agua, la fraccin molar del azcar
es 1 y, la del agua 3
4
4
d) Molalidad (m): Representa el nmero de moles de soluto para cada 1.000 g de

solvente.
m =
moles soluto
Kg de solvente
En una solucin 3 m de Na2SO4, se aadieron 1.000 g de agua a cada 3 moles de

Na2SO4
2. Relaciones en volumen:
a) Porcentaje en volumen: (% v/v) se refiere a las partes en volumen de soluto por
cada 100 volmenes de solucin.
% en volumen =
volumen soluto
X 100
volumen de solucin
Es utilizado para indicar concentraciones de mezclas de gases y lquidos.

Un 15% en volumen de alcohol representa una solucin preparada con 15 ml de
alcohol y el volumen preciso de disolvente para que dicha solucin ocupe en total
100 ml.
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b) Proporcin en volumen. Expresa las partes en volumen de un componente que

se debe mezclar con partes determinadas de otros componentes.
As una solucin formada por 10 ml de H NO3 y 30 ml de agua se representa as:
10:30 1:3.
Tambin puede representar las partes en volumen de un componente que estn
contenidas en un total de partes de solucin. En ese caso, para el HNO3 sera:
10
=
10 + 30
Para el agua:
10
40
30 =
10 + 30
30
40
1
4
=
3 _
4
Obsrvese que en este caso la proporcin se escribe como un quebrado en el cual el

numerador representa las partes de un componente y el denominador el total de partes
de la solucin.
3. Relaciones peso a volumen.
a) Gramos por ciento (% p/v): Relaciona los gramos de soluto que estn contenidos
en 100 ml de solucin. Se suele emplear para indicar la concentracin de las
soluciones acuosas diludas de los reactivos slidos.
Una solucin de CaCO3 al 1% p/v es la que se prepara disolviendo en agua 1 g
de CaCO3 y diluyendo a 100 ml en matrz aforado.
b) Miligramos por ciento (mg %): Representa el nmero de miligramos de soluto
contenidos en 100 ml de solucin.
c) Moralidad (M): Es el nmero de moles de soluto contenido en un litro de
solucin.
M = moles de soluto = milimoles soluto
1 solucin
ml de solucin
Una solucin 12 M de NaNO3 quiere decir 12 molar de NaNO3 y expresa que la
solucin se ha obtenido aadiendo 12 moles de la sal al agua necesaria para
completar 1 litro.
d) Normalidad (N): Expresa el nmero de equivalentes gramos de soluto por litro
de solucin.
N = eq-g soluto = meq soluto
1 solucin
ml solucin
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Una solucin 0.4 N de MgSO4 contiene 0.4 meq de esta sustancia disueltos en cada ml
de la solucin.
DILUCION
Experimentalmente con frecuencia se usan soluciones concentradas para preparar a
partir de ellas soluciones diluidas.
Cuando la concentracin se expresa en una relacin volumtrica, la cantidad de soluto
contenido en un volumen determinado de la solucin, es el producto del volumen por la
concentracin.
Cantidad de soluto en solucin = volumen X concentracin.
Cuando se diluye una solucin, el volumen aumenta y la concentracin disminuye pero
la cantidad total de soluto permanece constante.
Por esta razn dos soluciones de concentraciones diferentes, pero que contengan las
mismas cantidades de soluto pueden relacionarse as:
Volumen1 X concentracin1 = volumen2 X concentracin2
Volumen solucin concentrada X su concentracin =
Volumen solucin diluida X su concentracin
Ejemplo 1.
Calcular el volumen de agua que debe aadirse a 200 ml de una solucin de NaCl 1.5 N,
para hacerla 0,3 N.
V1 X N1
= V2 X N2
200 ml X 1.5 N = V2 X 0.3 N

V2 = 1000 ml
Como el volumen total es de 1000 ml y ya se dispone de 200 debe agregarse 800 ml de
agua para que la solucin sea 0,3 N.
Ejemplo 2.
a) Cmo preparara 250 ml de una solucin que contenga 20 ppm Na2CO3 a partir
de una solucin de Na2CO3 al 0.1% p/v.
En la expresin de dilucin la concentracin debe expresarse en la misma unidad. Una
solucin 0.1% p/v de Na2CO3 representa:
0.1 g Na2CO3 X 1000 mg Na2CO3 X 1000 ml Na2CO3
100 ml Na2CO3
1 g Na2CO3
1l Na2CO3
1000 ppm
V1C1 =
Na2CO3
V2 C 2
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V1 X 1000 ppm =
V1 =
250 ml X 20 ppm
5 ml
La solucin diluda se preparara midiendo 5 ml de la solucin al 0.1% p/v en matrz

aforado de 250 ml y completando a volumen con agua destilada.
DENSIDAD
En las operaciones industriales, frecuentemente se mide la composicin de las
soluciones por su densidad, definida como la masa por unidad de volumen de dicha
solucin. Se expresa generalmente en
g g_
c.c
ml
Ejemplo:
Cul ser el volumen de HCL concentrado (densidad 1,19 g/ml, 38% de HCl en peso)
que se necesita para preparar 4.51 de cido 0.02 N.
A partir de los datos de densidad y % en peso se calcula la Normalidad de la solucin.
38 g HCl
X 1,19 g solucin HCl
100 g solucin HCl
1 mol solucin HCl
1 eq.g HCl
36,5 g HCl
1000 ml
11
= 12,39 N
Utilizando la frmula de dilucin se encuentra el volumen de solucin concentrada
necesario.
V1N1 = V2N2
V1 X 12,39 N = 4.51 X 0,02 N
V1 = 7.25 X 10-3 1 7.25 ml
Se miden 7.25 ml de HCl concentrado y se llevan hasta 4.51 en matraz aforado.
FACTOR DE DILUCION
Es la relacin entre la concentracin de la solucin diluida y la de la solucin
concentrada.
f = C2 V1
C1
V2
La concentracin de la solucin diluida puede calcularse a partir de la concentracin de
la solucin concentrada por el factor de dilucin.
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C2 = f X C1
y dadas diluciones sucesivas de una muestra inicial es posible conocer la Cf o la C1
utilizando la expresin Cf = f1. f2. f3 fn. C1.
El factor de dilucin se expresa generalmente como una relacin de volmenes,
entonces, un factor 1 indica que una solucin de una determinada concentracin se ha
2
diluido dos veces y que la relacin entre V1 y el V2 es de 1 a 2 es decir que hay que
agregar un volumen igual de solvente para tener dos volmenes de solucin diluida.
Ejemplo 1.
Qu dilucin debe hacerse a una solucin 12 N de Ca(OH)2 para obtener otra solucin 2
M del mismo compuesto.
En el factor de dilucin se comparan concentraciones en las mismas unidades. Por tanto
una solucin 12 N de Ca(OH)2 es:
12 eq-g Ca(OH)2
f = C2
C1
= 1_
3
2M
6M
1 mol Ca(OH)2 = 6 M de Ca(OH)2

2 eq-g Ca(OH)2
La dilucin que deber hacerse es de 1 a 3, es decir se agregan dos volmenes de agua a

uno de solucin concentrada de Ca(OH)2
Ejemplo 2.
Para un anlisis de glicemia de un paciente diabtico fue necesario hacer diluciones del
suero para obtener lecturas espectrofotomtricas. Un ml de suero se mezcl con 4 ml de
agua sin obtener lectura. Entonces se tom 0.1 ml de la dilucin anterior y se le agreg
9.9 ml de agua obtenindose un valor de 14 ppm en glucosa.
a) Qu dilucin se realiz originalmente?
f 1 = V1 = 1
V2
1+4
1
5
La solucin se diluy 5 veces.

b) Cul es la segunda dilucin.
f2 = V1 = 0.1 + 9.9 = V2 = -0.1 = 1_

V2
10
100
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La solucin se diluy cien veces.

c) Cul es la concentracin de glucosa en mg/100 ml en el suero original?
Cf = f1.f2.C1
14 =
1 . 1 . C1
5
100
C1 = 7.000 ppm
Si la concentracin final est dada en unidades de ppm estas sern las de la
concentracin inicial.
7000 ppm equivalen a
7000 mg glucosa
1000 ml solucin
7000 mg soluto
1 solucin
X 100 ml = 700
mg glucosa
100 ml solucin
REACCIONES EN SOLUCION
En la parte correspondiente a estequiometra se discuti la forma de resolver problemas
en que intervienen reacciones qumicas. Sin embargo, all se tuvo en cuenta, la reaccin
de sustancias puras. Ahora, es posible, utilizar los mismos principios en reacciones en
solucin y poder pasar el volumen de una solucin y su concentracin, a la cantidad de
soluto presente.
Cuando se trabaja con concentraciones, dadas en molaridad o formularidad se pueden
establecer las siguientes relaciones:
Volumen (1) X Molaridad = nmero de moles
Volumen (1) X Formularidad = nmero de pesos frmula
Ejemplo 1.
Cuntos gramos de NaOH se necesitan para neutralizar 90 ml de HCl 1,5 M?
Partimos de la ecuacin qumica balanceada.
NaOH + HCl
NaCl + H2O
Calculamos los moles del reactivo dado

0,090 1 HCl X 1,5 moles HCl
1 HCl
= 0.135 moles HCl
De acuerdo con la ecuacin balanceada
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0,135 moles HCl X 1 mol NaOH

1 mol HCl
= 0.135 moles NaOH
Por ltimo; encontramos los gramos del reactivo pedido.

0,135 moles NaOH X
40g NaOH
1 mol NaOH
= 5,4 g de NaOH
Ejemplo 2.
Qu volumen de H2SO4 de densidad 1,8 y que contiene el 95% de H2SO4 es necesario
para reaccionar con 1 l de Ba(OH)2 0,05 F.
H2SO4 + Ba (OH)2
BaSO4 + 2 H2O
1 lBa(OH)2 X 0,05 pfg Ba (OH)2 X 1 pfg H2SO4 X 98g H2SO4 _

1 l Ba (OH)2
1 pfg Ba(OH)2
1 pfg H2SO4
X 100 g solucin H2SO4 X 1 ml solucin H2SO4 = 2.86 ml solucin
95 g H2SO4
1,8 g solucin H2SO4
H2SO4
PROBLEMAS PROPUESTOS
1. Cuntos pesos formula y cuntos pesos milifrmulas hay en:

a) 28,2 g de Ag NO3
b) 136 mg de CaSO4
c) 3,1 g de NaCl
2. Cuntos moles y cuntos milimoles hay en:
a) 0,256 g de O2
b) 270,29 g de Hg Br2
c) 9,26 g de Fe3O4
3. Qu peso en g de (NH4)2 HPO2 existe en 6 milimoles de este compuesto?
4. Cuntos tomos hay en 680 mg de Au2 (SO4)3
5. a) Cul es el peso de CaO que se puede obtener por el calentamiento de 300 g de
CaCO3
b) Cuntos ml de CO2 se producen en CN de T y presin?
3
Cuntos kg de Mg3 (PO4)2 pueden obtener a partir de 24,18 kg de MgO del 90% de
pureza de acuerdo con la reaccin.
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MgO + H3PO4
Mg3 (PO4)2 + H2O
7. La reduccin del Cr2O3
Al2O3 + Cr
a) Cunto cromo metlico puede obtenerse llevando a la temperatura de reaccin

una mezcla de 10 1b de Al con 40 1b de Cr2O3?
b) Qu reaccionante sobra al final de la reaccin y qu cantidad?
8. Dada la reaccin, Ca(OH)2 + SO2

Ca(HSO3)2 Cuntos gramos de Ca (HSO3)2
del 55% de pureza se producen al reaccionar 20,5 de Ca(OH)2 del 68% de pureza con
83 g de SO2 del 40% de pureza?
9. Se prepar una solucin disolviendo 1,3 g de AgNO3 en agua y diluyendo a 50 ml.
Calcular:
a) El % de AgNO3 en peso volumen
b) El nmero de pmf de AgNO3 tomados
c) La concentracin formal de la solucin
d) El nmero de pmf de Ag+ presentes.
10. Cuntos gramos de NaCl se necesitan para prepara 400 ml de solucin de 0,2 M?
11. Cul es la molalidad de una solucin que se prepara disolviendo 104,12 g de Ba
Cl2 en 100 ml de H2O?
12. Calcular la fraccin molar del H2SO4 en 100g de solucin al 30% p/p.
13. Encontrar la formalidad en una solucin de NaOH al 50%(peso- volumen).
14. Cual es la moralidad de:
a) Una mezcla de 20ml de KCN 0,12M y 80ml de agua.
b) 67ml de NaCL 0,1 M diluidos a 450ml
15. Cual es la concentracin formal de una solucin de Ca(NO3)2 al 2.5% en peso
cuya densidad es 1,06?
16. En la etiqueta de una botella de HCl concentrado figuran los siguientes datos:
d = 1,1855% HCl = 36,5
a) Cuntos g de HCl hay en cada ml?
b) Cul es la concentracin formal de HCl?
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c) Cmo se prepararan 200ml de HCl 3F a partir de este reactivo concentrado?

d) Cuntos ml de HCl(gas seco) medidos en C.N. de To y presin estn disueltos
en 1 L de HCl concentrado?
17. Cuntos gramos de NaOH se necesitan para neutralizar 180ml de HCl 3 M?
18. Cuntos ml de AgNO3 0,25F se necesitan para reaccionar completamente con
18,1mg de BaCl2.2H2O.
19. Qu volumen de HNO3 de d= 1,43 que contiene 39% de HNO3 se necesitan para
reaccionar con 1L de Ba(OH)2 0,05F?
20.Cuntos ml de H2S gas (medio en C N) har precipitar completamente 1 g de
Zn+2?.
21. En cuanto variar la concentracin de una solucin 0,01F de HCl al diluirla
a) Al doble de su volumen
b) Cien veces su volumen
c) Escriba los correspondientes factores de dilucin en forma convencional.
22.Hasta dnde debe diluirse una solucin de AgNO3 de concentracin 20mg/ml para
obtener otra de concentracin 4mg/ml?
23. Qu volumen de NaOH 0,2M y 0,8M deben mezclarse para obtener 21 de
solucin de NaOH 0,6M?
24. Indicar cmo preparara 500ml de una solucin 0.02 M en K+ a partir de otra que es
0,5 M en K2CO3.
Indicar el factor de dilucin para la solucin de K+preparada.
ANALISIS CUANTITATIVO GRAVIMETRICO.
El trmino gravimtrico se refiere a las mediciones de peso. Se clasifica como

gravimtrico todo mtodo de anlisis que termina con una operacin de pesada.
Se distinguen dos tipos de mtodos analticos gravimtricos. En el primer tipo la
sustancia a determinar se asla de los otros constituyentes de la muestra en forma de un
precipitado insoluble y el anlisis se finaliza determinando el peso de este precipitado o
de alguna sustancia formada a partir del mismo por un tratamiento adecuado. El
segundo tipo general, aprovecha la propiedad de la volatilidad, aislndose por
destilacin la sustancia a determinar. Se puede proceder a recoger y pesar el producto
destilado, o por el contrario, a medir la prdida de peso resultante de dicha operacin.
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Los de precipitacin son los ms utilizados:

I.
METODOS DE PRECIPITACIN.
No todos los precipitados insolubles son adecuados para el anlisis gravimtrico. Por
tanto deben reunir ciertas condiciones para que sean aplicables como mtodos de
precipitacin cuantitativa.
a) Solubilidad: Un precipitado gravimtrico debe ser lo suficientemente insoluble
para que las prdidas por solubilidad no afecten seriamente el resultado del
anlisis. En el caso en que la cantidad de sustancia a determinar sea muy
pequea y en que se exige una exactitud elevada, las prdidas por solubilidad
pueden llegar a tener una importancia real
b) Pureza: El precipitado debe ser de naturaleza tal que se pueda liberar fcilmente
por algn tratamiento simple de todas las impurezas normales solubles que
arrastran durante su formacin y porque, la aplicabilidad del anlisis
gravimtrico de un precipitado dado depender de la cantidad de estas impurezas
y de la facilidad con que puedan eliminarse.
c) Filtrabilidad: Debe ser posible, separar cuantitativamente el precipitado- slido
de la fase lquida por mtodos de filtracin rpidos y sencillos. El que un
precipitado cumpla o no esta condicin depende fundamentalmente del tamao
de sus partculas, pues si, es muy pequeo, la filtracin llega a ser en algunas
ocasiones muy difcil.
d) Composicin qumica: El precipitado tiene que poseer una composicin qumica
definida o ser fcilmente convertible a un compuesto con estas caractersticas,
as se podr calcular la composicin de la muestra inicial a partir del peso del
precipitado.
II METODOS DE VOLATILIZACIN.
Los mtodos basados en la volatilidad de un compuesto se dividen en dos categoras.
En el mtodo directo, la sustancia voltil se recoge y se pesa, en el mtodo indirecto, la
determinacin se basa en la prdida de peso sufrida por la sustancia inicial.
El agua se puede separar de la mayora de los compuestos orgnicos por el mtodo
directo, sometiendo a calefaccin la muestra.
El agua desprendida se absorbe a algn agente desecante slido y se puede determinar el
peso del agua de la muestra por el aumento de peso experimentado por el absorbente.
Si se determina el mtodo indirecto antes de someter a calefaccin la muestra, debe
pesarse y volver a hacerlo despus. Se admite entonces, que toda la prdida de peso se
debe a la volatilizacin de la humedad que contena la muestra.
CALCULO DEL RESULTADO DE UN ANALISIS GRAVIMETRICO
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El anlisis gravimtrico est basado en la ley de las proporciones definidas que

establece, que, en cualquier compuesto puro, las proporciones en peso de los elementos
constituyentes siempre son las mismas. El anlisis gravimtrico consiste en determinar
la cantidad de un elemento, radical o compuesto presente en una muestra, eliminando
todas sus sustancias que interfieren y convirtiendo el constituyente o compuesto
deseado en otro de composicin definida, que pueda pesarse.
Generalmente el resultado se expresa en composicin centesimal o en porcentaje.
% de X =
Peso de X
X 100
Peso de muestra
En el caso ms general, sin embargo los datos experimentales no dan directamente el

peso de X sino el de algn compuesto que contiene a X o que es qumicamente
equivalente a X. Para convertir este peso hallado en la cantidad deseada debe
multiplicarse el dato experimental por una constante llamada factor gravimtrico.
Un factor gravimtrico (o factor qumico) puede definirse como el peso de una sustancia
deseada equivalente al peso unitario de una sustancia dada.
Ejemplo: Calcular el peso de Ca Cl2
110,98
2 Ag Cl
2 (143,32)
Cada mol de Ca Cl2 produce 2 moles de Ag Cl.

g Ca Cl2 = 0,25 g Ag Cl X 110,98 g Ca Cl2 = 0,096
286,64 g Ag Cl
Aqu el peso conocido de sustancia se multiplica por una relacin de pesos frmula.
Esta relacin es el llamado factor gravimtrico que en el ejemplo es:
1 peso frmula Ca Cl2
2 peso frmula Ag Cl
Es necesario multiplicar por 2 el peso frmula del Ag Cl para igualar el nmero de
tomos de cloro en el numerador y el denominador.
Se puede generalizar el factor gravimtrico as:
Factor gravimtrico = Peso frmula de sustancia buscada X
Peso frmula de sustancia pesada
a
b
donde a y b son dos nmeros enteros pequeos del valor adecuado para que los pesos
frmula del numerador y el denominador resulten qumicamente equivalentes.
De donde:
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Peso de sustancia = Peso sustancia

buscada, gramos
pesada, gramos
X Factor gravimtrico
Cuando el numerador y el denominador no contienen en comn ningn elemento los

nmeros a y b representan el coeficiente de cada sustancia en la ecuacin balanceada
que los relaciona.
Clculo del Porcentaje
El aluminio de una muestra de 0,600 g se precipit como xido hidratado Al2O2. H2O.
Este se calcin y se obtuvo un residuo de 0.163 g de Al2O3.
Calcular: el % de Al2 (SO4) en la muestra.
g Al2(SO4)3 = 0.163 g Al2O3 X 342 g Al2(SO4)3 X 1 = 0,546
102 g Al2O3
1
% Al2(SO4)3 = g Al2(SO4)3 X 100
g muestra
% Al2(SO4)3 = 0,546 g Al2(SO4)3 X
100
0,600 g muestra
= 91%
METODOS GRAVIMETRICOS INDIRECTOS

En este se trata de obtener dos sustancias qumicas puras que se aislan y se pesan juntas:
Despus, por una reaccin qumica de las sustancias se obtienen los datos con los cuales
se determina uno de los componentes.
El otro se encuentra luego por diferencia.
Ejemplo
Una mezcla de NaCl y NaI pesa 0.4000g y produce un precipitado de AGCI y Ag I que
pesa 0,891 g. Encontrar el % de T presente en la mezcla original.
Sea X = peso de NaCl
Y = peso de NaI
se trata de obtener 2 ecuaciones simultneas de los datos
(1) X + Y = 0.4000
g de AgCl que se obtienen de X g de NaCl = X pfg AgCl
pfg NaCl
g de AgI que se obtienen de Y g de NaI = Y
pfg Agl
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pfg Nal
(2) 2,45 + 1,56 Y = 0,8981
Resolviendo el sistema de ecuaciones
X + Y = 0.4000
2,45 X + 1,56 Y = 0,8981
Y = 0,092
Es decir, hay 0,092 g Nal
% I- = 0,092 g NaI X
127 g I- X __ 100 _ _ = 19,5%

150 g Nal
0,400 g muestra
1. Escribir el factor gravimtrico correspondiente a cada uno de los siguientes casos:
Sustancia buscada
Sustancia pesada
MgO
Mg2P2O7
FeS
BaSO4
K2O
KClO4
Fe(CrO2)2
Fe2O3
HCl
K2PtCl6
2K2CO3 UO2CO3
CO2
2. Cuntos gramos de Na2SO4 10H2O son equivalentes al Na del NaCl necesario para
precipitar la plata de 3 g de Ag NO3?
3. Cuntas libras de aluminio pueden obtenerse a partir de 50 lb Al2O3?
4. El hierro de una muestra de FeCO3 que contiene impurezas inertes se convierte por
medio de oxidacin, precipitacin e ignicin en Fe2O3 con un peso de 3 g. Cul es
el peso de hierro expresado como FeCO3 Fe y FeO en la muestra original?
5. Cuntos gramos de AgNO3 se necesitan para precipitar como Ag2CrO4 todo el
cromo contenido en 3,2 g de K2Cr2O7?
6. Una muestra de 0.2850 g que contiene Na2S se oxida precipitando el sulfato
formado en forma de BaSO4 con un peso de 0,1342 g. Calcular el 1% de Na 2S en la
muestra.
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7. Qu peso de pirita que contiene 40% de S es necesario tomar en un anlisis para

obtener un precipitado de BaSO4 que pesa 2,6 g?
8. Se aadi una cantidad de 0,6440 g de MnO2 a una solucin cida de una muestra
de 1,140 g que contena Cl- + 4 H+
2H2O + Mn+2 + Cl2 se recogi el exceso de
MnO2 por filtracin, se lav y se pes recuperndose 0,3520 g. Calcular el % de
NH4Cl en la muestra.
9. Una mezcla de AgCl y AgBr pesa 0,5267 g, al tratarla con Cl2 el AgBr se convierte
en AgCl y el peso total de AgCl es 0,4269 g, calcular el % de Cl - y Br- en la mezcla
original.
ANALISIS VOLUMETRICO
Se denominan mtodos volumtricos aquellos en que la cantidad de sustancias que se
busca, se determina en forma indirecta, midiendo el volumen de una solucin de
concentracin conocida que se necesita para que reaccione con la cantidad de sustancia
que se busca o con otra sustancia qumicamente equivalente.
Los mtodos volumtricos tienen la ventaja de que son ms rpidos y sencillos que los
gravimtricos.
Valoracin: Es el proceso de adicin de un volumen medido de la solucin de
concentracin conocida para que reaccione con el constituyente a determinar.
Solucin patrn: Es la solucin de concentracin conocida.
La concentracin de la solucin patrn se determina:
a) Valorando con el reactivo una cantidad exactamente pesada de un compuesto
puro y calculando su concentracin a partir de la correspondiente medicin del
reactivo consumido en la valoracin.
b) La solucin patrn puede prepararse diluyendo una cantidad exactamente pesada
del propio reactivo puro a un volumen conocido exactamente.
En ambos casos se utilizan un compuesto qumico extremadamente puro llamado patrn
primario.
Los patrones primarios deben poseer ciertos requisitos:
a) Deben ser compuestos de mxima pureza
b) Inatacable por los constituyentes de la atmsfera (oxgeno y CO2).
c) No ser higroscpico ni eflorescente pues sera difcil su desecacin y pesada.
d) Poderse obtener fcilmente y no ser demasiado caro.
e) Poseer un peso equivalente alto.
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Como pocas sustancias cumplen con estos requisitos, no son muy numerosas los
patrones primarios.
Un patrn primario utilizado en las valoraciones de soluciones de NaOH es el biftalato
de potasio.
Para valoraciones de HCl es corriente utilizar el Na2CO3 y el CaCO3 asi como en
reacciones de xido-reduccin el As2O3.
En las volumetras se pretende agregar a la sustancia problema una cantidad de solucin
patrn que sea equivalente qumicamente con aquella. Esta situacin se alcanza en el
llamado punto de equivalencia, es decir en el punto esquiomtrico de la reaccin.
Por ejemplo, se alcanza el punto de equivalencia en la valoracin de NaOH con HCl
cuando se ha aadido exactamente 1 pfg de NaOH por cada pfg de HCl.
En realidad el punto de equivalencia es un concepto terico porque slo es posible
evaluarlo con ms o menos exactitud, observando en la solucin cambios fsicos
determinados, que se producen en sus proximidades. El punto en que estos cambios se
manifiestan, se denomina por eso, punto final de la valoracin.
La diferencia de volumen entre los dos puntos debe ser muy pequea, de lo contrario
aparece un error analtico, llamado error de valoracin.
La deteccin del punto final se hace utilizando los compuestos qumicos llamados
indicadores, los cuales experimentan cambios de color o de cualquier otra propiedad
fsica como consecuencia de las variaciones de concentracin que tienen lugar en los
alrededores del punto de equivalencia.
CARACTERISTICAS DE LAS REACCIONES VOLUMETRICAS
Para que un proceso qumico pueda ser aplicado en un mtodo de anlisis volumtrico
debe cumplir con determinadas condiciones:
a) La reaccin debe ser rpida
b) La reaccin tiene que ser prcticamente completa
c) Debe poderse representar por una ecuacin qumica definida
d) Presentar un punto final satisfactorio.
TIPOS DE REACCIONES
Los mtodos volumtricos pueden clasificarse en cuatro categoras segn el tipo de
reaccin en que se basan.
Estas reacciones son:
a) Reacciones cido-base o de neutralizacin
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b) Reacciones de xido-reduccin
c) Reacciones de precipitacin
d) Reacciones de formacin de complejos.
Estas diferencias se hacen dependiendo de los tipos de equilibrio que entran en juego,
de la clase de indicadores utilizados, de la naturaleza de los reactivos, de los patrones
primarios y fundamentalmente, de las definiciones del peso equivalente.
PESO EQUIVALENTE Y PESO MILIEQUIVALENTE

Son las unidades de peso ms comnmente utilizadas en clculos volumtricos. La
forma de definir estos pesos de un compuesto qumico, es refirindose siempre a una
reaccin qumica especifica y teniendo conocimiento de su naturaleza.
VOLUMETRIAS DE NEUTRALIZACION
Equivalente gramo de cidos y bases
Se define un equivalente gramo (eq-g) de un cido como el peso en gramos de ste que
puede producir una mol de H+. Anlogamente, un equivalente gramo de una base es el
peso de esa sustancia que puede consumir una mol de H- o producir una mol de OH-.
As, un equivalente gramo de cualquier cido es capaz de neutralizar un equivalente
gramo de cualquier base.
El HNO3 cuya mol pesa 63g. 1 ml de HNO3 produce 1 mol de cationes H+ y es por eso
que su masa ser la del equivalente gramo.
Para el HNO3 como para cualquier cido mono-prtico el equivalente gramo es
exactamente igual al peso molecular.
En el caso del H2SO4 cada mol de H2SO4 produce dos moles de H-, la neutralizacin de
un mol de H2SO4 exigir 2 equivalentes gramos de una base. Dado que el 1 ml de
H2SO4 pesa 98g la masa de un equivalente gramo de H2SO4 ser 49 g.
En general el peso equivalente o equivalente gramo de un cido o de una base se
determina dividiendo la masa de 1 mol de compuesto, por el nmero de H+ o OHreemplazables en las reacciones de neutralizacin.
Equivalente gramo de una Sal
El peso equivalente de una sal depende del empleo de esta como cido o como base. El
peso equivalente de una sal puede variar dependiendo de si su molcula neutraliza, una
o varias unidades de H+ o OH- en la reaccin de referencia, as por ejemplo, el
(NH4)2SO4 esta formado por 2 NH4+ y un SO4=. Los 2 NH4+ reaccionan con 2 OHpara formar NH3 y H2O segn la reaccin.
2NH4+ + 2 OH-
2NH3 + 2 H2O
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El peso equivalente del (NH4)2SO4 es igual a su peso frmula dividido por el nmero
de OH- con los que reacciona, o sea su PM
2
Una sustancia puede tener ms de un peso equivalente. Es as como el Na2CO3 puede
tener pesos equivalentes diferentes, en una reaccin de neutralizacin con el HCl, segn
neutralice uno o 2 pfg de ste.
Volumetras de oxidacin Reduccin
Peso equivalente de una sustancia que participa en una reaccin de oxido-reduccin es
el peso de la misma que directa o indirectamente produce o consume un mol de
electrones (El nmero de Avogrado de electrones = N de electrones).
En la reaccin del Al con el O2 para producir Al2O3 el nmero de oxidacin del metal
pasa de cero a + 3 y el del Oxgeno, de 0 a -2. Cada tomo de Aluminio libera tres
electrones luego 1 at-g de aluminio liberar 3 N electrones.
Resulta as, que la masa del metal capaz de liberar N electrones ser 1 del at-g esto es
3
( 1 ) 26,98 = 8,99 G. Por otra parte, cada tomo de oxgeno captura 2 electrones, y
3
cuatro cada molcula de oxigeno, luego 1 mol de oxgeno captura cuatro N
electrones. Un equivalente gramo de oxgeno ser entonces (32) = 8,00 g.
Resumiendo, en la reaccin del Al con el oxgeno, 8,99 g de aquel reaccionan
exactamente con 8,00 g de este.
Este concepto es muy til para resolver problemas estequiomtricos, donde intervienen
reacciones de oxido-reduccin, sin necesidad de partir de la ecuacin balanceada,
teniendo en cuenta que un equivalente gramo de un agente oxidante reaccionar
exactamente con un equivalente gramo de un agente reductor.
Equivalente gramo de un agente oxidante es la masa de sustancia capaz de capturar N
electrones en una reaccin dada.
Un equivalente gramo de un agente reductor es la masa de esta sustancia que puede
liberar N electrones en una reaccin.
Ejemplo.
Cuntos gramos de H2S reaccionarn con 63,2g de KMnO para producir K2SO4 y
MnO2
La reaccin que los relaciona es:
H2S + KMnO4
K2SO4 + MnO2 + Otros
El agente oxidante es el KMnO4 contiene el tomo que se reduce.

Mn+7
Mn+4. Se ganan 3 electrones
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El agente reductor es el H2S

S-2
S+6. Pierde 8 electrones
1 eq g del KMnO4 reaccionar exactamente con 1 eq g de H2S

63,2g KMnO4 X 3eq g KMnO4 X
158 g KMnO4
1 eq g H2S
X 34 g H2S = 5, 1gH2S
1 eq q KMnO4
8 eq g H2S
Peso equivalente en reacciones de precipitacin y de formacin de complejos

El peso equivalente de una sustancia que participa en una de estas reacciones, es el peso
de la misma que proporciona o que reacciona con un peso frmula gramo de un catin
univalente, o con 1 pfg de un catin divalente 1 pfg de un catin trivalente.
2
3
El catin al cual se refiere la definicin es siempre el catin que participa directamente
en la reaccin y no necesariamente el catin contenido en el compuesto cuyo peso
equivalente es define.
En la reaccin de precipitacin entre el AgNO3 y el NaCl (Ag+ + Clpesos equivalentes de las sustancias reaccionantes son pfg AgNO3
respectivamente.
1
En la reaccin entre el BaCl2 y el Na2SO4 (Ba+2 + SO4=
equivalente en cada caso es la mitad del peso frmula gramo.
AgCl), los
y pfg NaCl
1
BaSO4 ) el peso
Un in complejo se forma cuando un in simple se combina con uno o ms iones, con

una o ms molculas neutras formando un nuevo in.
El in complejo H3O+ se forma al combinarse un in H+ con una molcula de H2O.
Un in Cu+2 se combina con 4 molculas NH3 para formar el in complejo Cu(NH3)4+2,
mientras que un Fe+3 lo hace con seis iones SCN- al formar el in Fe(SCN)6-3.
Todos los iones complejos son en mayor o menor grado inestables y se disocian en
forma caracterstica regenerando los iones o molculas que los forman.
El clculo del peso equivalente de un compuesto que participa en una reaccin de
formacin de un in complejo, se realiza aplicando la definicin dada en el caso
concreto.
Ejemplo:
En la reaccin de formacin del in complejo [ Hgl4]-2, calcular el peso equivalente del
Hg SO4 y del Kl.
Hg+2 + 4l-
[ Hgl4]-2
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Para encontrar el peso equivalente del Hg SO4, en este compuesto el Hg tiene un nmero
de oxidacin de + 2. Como este compuesto est proporcionando el in divalente y de
acuerdo a la reaccin.
1 pfg Hg+2
1 pfg Hg SO4
1 pfg Hg+2
2
1 pfg Hg SO4
2
Por esto el peso equivalente del compuesto es la de su pfg.

En el caso del Kl, este es el compuesto que est reaccionando con el catin divalente.
Completando la ecuacin: Hg+2 + 4Kl
[ Hgl4]-2 + 4K- vemos que
+2
1pfg Hg
4 pfg Kl
1 pfg Hg+2
2
2 pfg Kl
Este es uno de los casos en el que el peso equivalente de un compuesto resulta mayor
que su peso frmula.
UNIDADES DE CONCENTRACION UTILIZADAS EN LOS CALCULOS
VOLUMETRICOS
Normalidad de una solucin N: Definida anteriormente, como el nmero de
equivalentes de soluto contenidos en un litro de solucin o miliequivalentes por ml de
solucin.
Ttulo de una solucin: Es el peso de alguna sustancia que equivale qumicamente a 1
ml de dicha solucin.
Esta forma de expresar la concentracin de una solucin es muy utilizada en las
determinaciones de haluros por titulacin, con AgNO3 para formar el precipitado de
haluro de plata correspondiente.
2,5 mg de Cles porque
ml solucin AgNO3
contiene AgNO3 en cantidad suficiente para que cada ml de solucin reaccione
completamente con este peso de in cloruro.
As, una solucin de AgNO3 que posee un ttulo de
Calculo de la Normalidad de una solucin

1. La normalidad de una solucin patrn se determina a partir de los pesos y
volmenes reales en su preparacin o, a partir de los resultados de su valoracin
frente a sustancias tipos primarias.
Ejemplo 1.
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Se prepar una solucin de AgNO3, patrn primario, pesando exactamente 2,3445 g de

este compuesto puro en balanza analtica y diluyendo en un matraz aforado a 250 ml
exactamente. Calcular la normalidad exacta de esta solucin.
Los miliequivalentes de AgNO3 contenidos en 2,3445 g son:
2,3445 g AgNO3 X 1000 mg AgNO3 X 1 meq.Ag NO3 _ = 13,799
1 g Ag NO3
169,9 mg AgNO3
meq AgNO3
La Normalidad de la solucin ser:
13,799 meq AgNO3 = 0,055 N
250 ml AgNO3
Ejemplo 2.
Se valor una solucin de NaOH frente a ftalato de Hidrgeno y Potasio (KHC8H4O4)
como patrn primario. Se consumieron 26,48 ml de solucin de NaOH y se pasaron
0,4425 g de KH8H4O4. Cul es la Normalidad de la solucin de NaOH?
No es necesario formular la ecuacin. Es una reaccin de neutralizacin cido-base, en
la que 1 meq de cido debe reaccionar exactamente con 1 meq de base.
En 0,4425 g de KHC8H4O4. hay
0,4424 g KHC8H4O4. X 1 eq. g KHC8H4O4 X 1.000 meq = 2,16 meq
204,2 g KHC8H4O4
leq
2,16 meq de KHC8H4O4 reaccionan exactamente con 2,16 meq de NaOH
La normalidad del NaOH ser:
2.16 meq de NaOH = 0,081 N
26,48 ml NaOH
CALCULO DEL RESULTADO DE UN ANALISIS VOLUMETRICO

La cantidad de la sustancia a determinar puede calcularse, bien por una valoracin
directa o por una titulacin por retroceso.
Valoracin Directa Ejemplo
Cuntos ml de KOH 5 N se necesita para neutralizar 50 ml HCl 2 N?
El volumen de una solucin por la Normalidad del soluto en la solucin es igual al
nmero de equivalentes gramo del soluto en dicha solucin:
V (1) X N ( eq-g ) = eq g
1
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V (ml) X N ( meq ) = meq

ml
De la ltima relacin obtenemos:
50 ml HCl X 2 meq HCl
ml HCl
= 100 meq HCl
En la reaccin el nmero de meq de cido debe ser igual al nmero de meq base.
50 ml HCl X 2meq HCl = Vb X 5 meq KOH
HCl
ml KOH
Vb = 20 ml
La valoracin por retroceso. Se realiza aadiendo un exceso medido de un reactivo

dado y determinado luego este exceso con otro reactivo de concentracin conocida.
El clculo de una valoracin por retroceso se hace determinando el nmero total de
miliequivalentes de reactivos agregados y sustrayendo el nmero de miliequivalentes
usados en la titulacin. Esta diferencia es el nmero de miliequivalentes de la sustancia
deseada.
En el anlisis cuantitativo, un buen ejemplo de anlisis indirecto o por retroceso es el
mtodo de kjeldahl para determinar nitrgeno en materias orgnicas. La muestra se
digiere con H2SO4 concentrado en presencia de un catalizador y as el Nitrgeno en el
material orgnico se convierte en sulfato de amonio. La solucin resultante alcaliniza
con NaOH concentrado y el NH3 gaseoso se destila a travs de un condensador en un
volumen medido de cido de concentracin conocida.
La reaccin es NH3 + H+
NH4-
El cido que queda en el frasco receptor despus que todo el NH3 ha sido liberado se
titula con solucin diluida de NaOH del cual se sabe su concentracin.
En el esquema siguiente, se da una idea grfica de lo que sucede.
Encontrar el % de Nitrgeno en una muestra de carne que pesa 1.000 g, la cual se

somete a digestin con H2SO4 concentrado y un catalizador. La solucin resultante se
alcaliniza con NaOH concentrado y el NH3 liberado se destila con 25 ml de HCl 0,350
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N. El exceso de cido requiere despus 18 ml de NaOH 0,226 N, para su

neutralizacin.
nmero de meq de HCl
= 25 ml X 0,350 meq = 8,75

ml
nmero de meq de NaOH
= 18 ml X 0,226 meq = 4,07

ml
nmero de meq de NH3
= meq de HCl meq de NaOH
nmero de meq de NH3
= 8,75 4,07 = 4,68
Puesto que en la reaccin:

NH3 + H+
NH4+ el peso miliequivalente del NH3 es su peso milifrmula.
4.68 meq NH3 X 17mg NH3 X 14 mg N

X
1 meq NH3
17 mg NH3
100
_
1000 mg muestra
= 6,55 % N
1. En la primera columna de la relacin que sigue figuran las reacciones utilizadas para
el anlisis de las sustancias de la segunda columna. Indicar el tipo de reaccin y el
peso equivalente de cada uno de los compuestos en funcin de su peso frmula.
Reaccin
2HCl + Na2
Ca+2 + C2O4
2NaCl + CO2 + H2O

CaC2O4
Cr2O7= + 14 H- + 6Fe+3
Hg+2 + 4 I-
[Hg I4]-2
Sustancia
Na2CO3
HCl
CaCl22H2O
Ca3P2
C
2Cr+3 + 7H2O + 6Fe+3
Na2Cr2O7
Cr
Fe2O3
HgSO4
Hg
KI
Ba I2
2. Cul es el peso miliequivalente gramo de la sustancia dada en el proceso que se

indica? Escribir las ecuaciones inicas que corresponden.
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a) H2C2O4 2H2O en su neutralizacin completa

b) K2Cr2O- en su reduccin a Cr+3
c) Ba(OH)2 en su neutralizacin completa
d) MgI2 en su precipitacin con Ag NO3
e) NH3 en su reaccin de neutralizacin
f) NiCl2 para pasar a Ni [(CN)4]=
g) Na2S2O3 en su oxidacin a Na2S4O6
3. Qu peso de AgNO3 debe tomarse para preparar 1500 ml de una solucin que tenga
un ttulo de 3 mg de NaI por ml?
4. Calcular el nmero de miliequivalentes que hay en:
a) 17 g de AgNO3 (Ag+ + I-
AgI)
b) 42 ml de Mg (OH) 0,03 N
c) 60 mg Na2CO3 (CO3-2 + 2H+
H2CO3)
d) 0,5 g de AS2O3 (En la reaccin el As se oxida de + 3 a + 5)

e) 8,2 g de KSCN (Ag+ + 2SCN-
[ Ag(SCN) ]-
5. Calcular el nmero de gramos contenidos en:

a) 51 de KmNO4 O,2 N
(MnO4- + 5e- + 8H-
Mn+2 + 4 H2O)
b) 320 ml de I2 0,01 N (I2 + 2e-
2I-)
c) 4 equivalentes de H2SO4
d) 530 ml de KI 0,08 N (Hg+2 + 4I-
[Hg I4]-2
e) 750 ml de NaCl 0.6 N

6. De acuerdo a las reacciones
NaOH + H2S
2NaOH + H2S
NaHS + H2O
Na2S + 2H2O
Expresar el peso equivalente de cada reactante y producto en funcin del peso

molecular.
3
Cuntos equivalentes de LiOH son necesarios para neutralizar 75 g de H3PO4, si

uno de los m3 hidrgenos de la frmula permanece inalterado?
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8. Segn la reaccin:
MnO2 + 2FeSO4 + 2H2SO4
MnSO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O determinar cuntas
moles y meq hay en 100 g de cada reactante.
9. Clasificar las siguientes reacciones y hallar el peso de un miliequivalente de cada
reactante y producto.
Ag+ + SCN-
AgSCN
Fe+++ + SCN-
Fe(SCN)- -
2CrO4 + 2H+
Cr2O7= + H2O
AgI + 2CN-
Ag(CN)2- + I-
10. En la reaccin 4NH3(g) + 5O2 - 4NO(g) + 6H2O(1)

Cuntos equivalentes hay en 100 litros de cada gas a C.N.?
11. Encontrar la normalidad de:
a) Una solucin de NH4OH de densidad 0,90 y 58,6% en peso
b) Una solucin que contiene 68 g de sal de Mohr FeSO4.(NH4)2SO4.
6H2O en 3.500 ml de solucin (Fe-2
Fe+3 + le-)
c) Una solucin obtenida diluyendo a un litro 8,36 ml de HCI concentrado
densidad 1,18 que contiene el 37% en peso.
12.
El ftalato de hidrgeno y potasio KHC H4O4 se usa como patrn primario para
bases. Cul es la Normalidad de una solucin de NaOH de la que se consumieron
15,21 ml para valorar una muestra de 0,3842 g de ftalato de hidrgeno y potasio?
13.
Cuntos gramos de NaOH se necesitan para neutralizar 45 ml de HCI 1,5 N?
14.
Qu volumen de FeSO4 0,1 N se necesita para reducir 8 g de KMnO4 en una

solucin acidificada con H2SO4?
15.
Si se necesita 31,2 ml de NaOH 0,281 N para titular una solucin preparada

disolviendo 1,262 g de un cido desconocido.
a) Cul es el peso equivalente del cido?
b) Si se sabe que dicho cido contiene 2 hidrgenos valorables, cul ser su peso
frmula?
16.
Cul es el porcentaje de BaCl2. 2 H2O en una muestra impura de 0,206 g que

necesit 13,2 ml de Ag NO3. 0,05 N?
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17.
Se valor una solucin de HCl tratando 0,330 g de Na2CO3 puro con un exceso de
cido de 50 ml. La solucin se llev a la ebullicin para expulsar todo el CO 2
formado en la reaccin y el exceso de HCl remanente se valor por retroceso
consumiendo 2,1 ml de una solucin de NaOH. Otra valoracin indic que 1 ml
de esta solucin de NaOH equivala a 1,17 ml de HCl. Calcular la Normalidad del
cido.
18.
Cul debe ser la normalidad de una solucin de H2C2O4 para que su ttulo sea de
0.5 mg Ca+2
Ml
19.
El azufre contenido en una muestra de acero de 2,5 g se desprende como H2S el

cual se recoge sobre una solucin amoniacal de Cd Cl2. El CdS formado se trata
con 5 ml de I2 0,03 N y el exceso de I2 se valora por retroceso con Na2S2O3 0,025
N precisando 2,41 ml. Calcular el % de Azufre en el acero.
CdS + I2
20.
S + Cd+2 + 2 I-
Qu peso de muestra de cido fosfrico impuro deber tomarse para el anlisis de

modo que cuando se neutralice completamente con NaOH 0.1250 N, cada mililitro
de alcali utilizando represente.
a) 0.500% H3 PO4 en la muestra
b) 1.000% de P2O5 en la muestra
21.
Se prepara una solucin patrn de AgNO3 diluyendo 4,675 g de la sal pura

exactamente a 1 litro. Esta solucin se desea utilizar en la valoracin de muestras
que contengan CI- soluble. Expresar en concentracin en:
a) Normalidad
b) Ttulo como mg NaCI/ml
22.
Se agrega un volumen de 50 ml de AgNO3 0,0492 N a una muestra de 0,410 g de

KBr impuro. En la valoracin por retroceso del exceso de Ag+ se consumieron 7,5
ml de KSCN 0,06 N. Calcular el % de KBr en la muestra.
23.
Se disolvieron 2 g de Na2CO3 en agua y se diluyeron a 250 ml. Un volumen de

50,05 ml de esta solucin se valor con solucin de HCI expulsndose el CO2 por
ebullicin de la solucin cerca del punto final. Calcular la normalidad del cido si
se precisaron 30,15 ml para alcanzar el viraje del anaranjado de metilo.
24.
Calcular el %NH3 en una sal amnica la cual se analiz tratando una muestra de
0.500gramos con NaOH concentrado, destilando el NH3 sobre 40 ml de HCl
0.116N y valorando por retroceso el exceso de HCl con NaOH 0.143N
consumindose un volumen de 0.97ml de esta solucin.
NH3 + H+
NH4+
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25.
Se valora una solucin de KMnO4 frente a AS2O3 puro. Exactamente 0.2 de esta
sustancia consumen 38,1 ml de KMnO4. Calcular la normalidad de la solucin.
2MnO4- + 5H AsO2 + 6H+ + 2H2O
2Mn+2 + 5H3 AsO4
26.
Se acidifica fuertemente una muestra de 25 ml que contiene ClO-3 y este se reduce

a Cl- por adicin de 10 ml de una solucin 0,250 N de sulfato de hierro (II) y
amonio. Despus de la reaccin completa el exceso de Fe+2 se valora con 9.12 ml
de K2Cr2O7 0.100 N. Calcular el nmero de mg de NaClO3 en la solucin
analizada.
Fe+2 + Cr2O7=
27.
Fe+3 + 2Cr+3
Para analizar el contenido de H2SO4 de un lquido empleado en una industria se

quiere preparar una solucin de NaOH de una concentracin tal que resulte que el
volumen de la misma consumido en una valoracin de una muestra de 20 g de
dicho lquido sea numricamente 10 veces mayor que el % de H2SO4 en ste.
Cul debe ser entonces la normalidad de la solucin de NaOH?
EQULIBRIO QUIMICO
VELOCIDAD DE REACCIN.
En una reaccin la mayor o menor rapidez con que se transforma un reactante
cualquiera o se forma alguno de los productos se llama velocidad de reaccin. La
velocidad de reaccin se expresa como:
V = variacin de la concentracin de una sustancia = dc (1)

Variacin de tiempo
d0
La velocidad de reaccin depende de factores como:
La naturaleza de los reactantes; la concentracin, la temperatura, la presencia de

catalizadores, el estado fsico de los reactantes, la presin en reacciones entre gases.
Ley de accin de masas (Efecto de la concentracin sobre la velocidad de reaccin): La
velocidad de reaccin es proporcional al producto de las masas activas de los
reactantes.
Como expresin de la masa activa se suele usar la concentracin molar para ciertas
condiciones.
Considerando la reaccin aA + bB
cC + dD (2)
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La expresin v [A] [B]; puede modificarse a v = K [A]a [B]b (3)
K se denomina constante de velocidad de reaccin y en ausencia de catalizadores

depende esencialmente de la temperatura.
EQUILIBRIO QUIMICO.
Muchas reacciones se terminan cuando se consume completamente uno o todos los
reactantes. Ejemplo: la descomposicin por calor de KClO3 o la descomposicin por
calor del H2O2.
Sin embargo una gran cantidad de reacciones de inters analtico pueden verificarse en
dos direcciones, dependiendo de las condiciones imperantes; se las llama reacciones
reversibles.
Considerando la reaccin general reversible.

aA + bB
cC + dD(4)
Puede decirse aplicando la ley de accin de masas que.

V1 = K1[A] a [B]b (5) para reaccin directa de (izquierda a derecha).
Y que V2 = K2[C]c[D]d (6) para la reaccin inversa.
K1 y k2 son las respectivas constante de velocidad de reaccin.
Al principio la reaccin directa es rpida debido a las concentraciones relativamente
altas de A y B
A medida que la reaccin progresa las concentraciones de A y B disminuyen porque se
estn transformando en C y D por lo tanto la velocidad de la reaccin directa disminuye
y aumenta la velocidad de la reaccin inversa.
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Grafico1 Velocidad de reaccin contra tiempo
Llegar un momento en que ambas velocidades son iguales o sea v1 = v2 y por lo tanto
el sistema ha alcanzado una situacin de equilibrio. Luego:
K1= [A]a[B]b = K2[C]c[D]d (7)
Se puede relacionar k1 = [C]c [D]d (8)
k2 [A]a [B]b
La relacin de dos constantes es tambin una constante
k1 = K eq =
k2
[C]c [D]d (9)

[A]a [B]b
keq se llama constante de equilibrio. Por convencin se colocan los productos en el

numerador y los reactantes en el denominador.
La ecuacin (9) es la expresin matemtica de la ley de equilibrio que puede expresarse
as: En una reaccin en equilibrio el producto de las concentraciones molares de las
sustancias formadas dividido por el producto de las concentraciones de las sustancias
reaccionantes, es una constante siempre y cuando cada concentracin est elevada a una
potencia igual al coeficiente de la respectiva sustancia en la ecuacin balanceada.
Una constante de equilibrio grande significa que la reaccin es bastante completa en la
formacin de productos. Una constante de equilibrio pequea significa que la mayora
de los reactantes no han reaccionado cuando se alcanza el equilibrio.
Factores que afectan el equilibrio: Temperatura, concentracin, presin (en el caso de
reacciones entre gases) Naturaleza de las sustancias reaccionantes.
Naturaleza de los reactantes: Si en una reaccin los reactantes tienen mayor tendencia a
reaccionar que los productos, el equilibrio se halla desplazado hacia la formacin de los
productos y si los productos tienen mayor tendencia a reaccionar que los reactantes el
equilibrio se desplaza hacia la formacin de los reactantes.
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Los efectos de la temperatura, la concentracin y la presin se explican cualitativamente

en funcin del principio de Le Chatelier que dice:
Si se impone a un sistema en equilibrio un cambio en las condiciones (temperatura,
presin, concentracin), el sistema sufre un reajuste para contrarrestar el efecto del
cambio.
Un aumento de temperatura favorece los procesos endotrmicos y una disminucin de
temperatura favorece los procesos exotrmicos.
En reacciones con gases un aumento de presin favorece la reaccin que tienda a
disminuir el nmero de molculas y una disminucin de presin favorece la reaccin
que tienda a aumentar el nmero de molculas.
Una aumento en la concentracin de un reactante o un producto, favorece la reaccin
que consume el reactante o el producto aadido.
Una disminucin de la concentracin de un reactante o un producto favorece la reaccin
que aumente la cantidad del reactante o producto retirado.
De los factores nombrados, slo los cambios de temperatura producen desplazamiento
del equilibrio y adems cambio en el valor de la constante de equilibrio, los dems
factores producen desplazamiento de la posicin del equilibrio pero no cambian el valor
de la constante de equilibrio keq.
La ecuacin equilibrio tal como se ha introducido es una ecuacin lmite o ideal en el
sentido en que slo se aplica a las soluciones diluidas en las que la concentracin del
soluto tiende a cero. En soluciones que contienen concentraciones apreciables de
electrolitos se observan desviaciones si dicha ley no se modifica adecuadamente. Entre
los factores ms importantes que limitan la aplicacin de la ecuacin de equilibrio estn
el efecto del agua que es el solvente ms empleado y el efecto de la presencia de un
slido en un sistema en equilibrio.
LIMITACIONES EN LA APLICACIN DE LA ECUACION DE EQUILIBRIO
a) Efecto del agua
En la ecuacin de equilibrio no aparece el factor correspondiente a la concentracin
del agua, an en los casos en que ella acta como reactante o producto debido a que
dicha ecuacin se aplica a soluciones diluidas donde la concentracin del agua es
muy grande respecto de las dems especies y dicha concentracin permanece
prcticamente constante y puede considerarse que el factor correspondiente forma
parte de la constante keq.
Se considera la disociacin de un cido dbil como el HCOOH; en el agua, se
establece el equilibrio.
HCOOH + H2O
H2O+ + HCOO-
y la ecuacin para la constante queda:
keq = [H3O+] [HCOO-]

HCOOH
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no aparece en el denominador el trmino correspondiente al agua.

b) Efecto de un slido
En los casos de equilibrio entre un slido y su solucin saturada, el factor
correspondiente al slido no aparece en la expresin matemtica del equilibrio, pues el
slido puede afectar la velocidad con que se alcanza el equilibrio pero no la posicin
final; adems la concentracin del slido es un valor constante y puede considerarse
incluido en el valor de la constante keq.
Cuando una solucin saturada de AgCl contiene AgCl slido se establece el equilibrio:
AgCl(s)
Ag+ + Cl-
La expresin matemtica para la constante keq queda

Keq = [Ag+] [Cl-]
Sin incluir el trmino correspondiente al AgCl slido en el denominador.
PROBLEMAS RESUELTOS
1. Predecir el efecto sobre el equilibrio en la siguiente reaccin, si sobre ella se
efecta:
a) Un aumento de temperatura
b) Un aumento de presin
c) Una disminucin de concentracin del N2O4
N2O4(g)
2 NO2(g) + 94.2 kj / mol
Anlisis para a) El signo positivo en la energa de la reaccin indica que es endotrmica

hacia la derecha. Un aumento de temperatura conlleva a la adicin de energa al
sistema, el cual se desplaza en el sentido en que se absorbe la energa aadida, o sea que
se favorece la reaccin endotrmica hacia la derecha aumentando la produccin de NO2
y adems debe variar el valor keq.
Anlisis para b): El aumento de presin favorece la reaccin que tiende a disminuir el
nmero de molculas o sea la reaccin de derecha hacia la izquierda.
Anlisis para c): El retiro de algo de N2O4 hace desplazar el equilibrio en el sentido de
tratar de compensar la prdida del N2O4 o sea que se favorece la produccin del N2O4
esto es la reaccin de la derecha hacia la izquierda.
2. Cuando una mol de alcohol etlico se mezcla con una mol de cido actico a
temperatura ordinaria; la mezcla en el equilibrio contiene 2 de mol del ster y 2 de mol
de H2O.
3
3
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Se pregunta:
a) La constante de equilibrio keq.
b) Cuntos moles de ster se hallarn en equilibrio cuando tres moles de alcohol se
mezclan con una mol del cido a temperatura ordinaria.
Anlisis para a): Se escribe la ecuacin qumica y se calcula las moles de cada
compuesto en el equilibrio para hallar keq.
C2H3 OH(1) + CH3 COOH(1)
CH3COOH C2H5 (1) + H2O(1)
Si hay 2 mol de ester y 2 mol de agua en el equilibrio; quedan sin reaccionar 1/3
3
3
mol C2H5OH y 1 mol CH3COOH
3
De modo que llamando VT = el volumen total de la mezcla en litros, la expresin de
keq es:
( 2_ VT) 2 VT)
Keq = 3
3
=4
1/3 VT X 1/3 VT
Anlisis para b): Conocido keq se hallan moles de ster en el equilibrio en las nuevas
condiciones.
Sea X = moles del cido que han reaccionado y se han convertido en X moles de ster y
en X moles de agua.
Sea (1-X) moles del cido en el equilibrio.
Sea (3-X) moles del alcohol en el equilibrio, puede establecerse la ecuacin de
equilibrio as:
4 = X/VT X/VT
( 1-X ) ( 3-X )
VT
VT
VT se simplifica luego:
4 =
X . X __
(1-X) (3-X)
desarrollando algebraicamente y ordenado

resulta: 3X2 16X + 12 = 0
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resolviendo se halla X = 4,4 0,9 moles; el valor 4,4 no es aceptable puesto que se
inici la reaccin con 3 moles de cido y no pueden aparecer 4; luego en el equilibrio
hay 0,9 moles del ster producido.
1) De acuerdo a la reaccin N2 + O2
2NO H = 43 kcal/mol. Explicar el efecto
sobre el equilibrio si a) se aumenta la temperatura. b) Si se disminuye la presin.
c) Si se aumenta la concentracin del O2.
2) La constante de equilibrio para la reaccin H3BO3 + glicerina
H3BO3 glicerina
es 0,9 1/mol.
Cunta glicerina debe aadirse a un litro de solucin 0.1 molar de H3BO3 de modo
que el 60% del H3BO3 se transforme en el complejo cido-glicerina.
3) La constante de equilibrio para el sistema
SO2 + NO2
SO3 + NO es 5 a
Cierta temperatura. El anlisis qumico de una mezcla en equilibrio a esta
temperatura indica que hay 0,6 mol de SO2 0,3 mol de NO2 y 1.1 moles de SO3 en
un recipiente del litro de volumen.
Hallar la concentracin molar del NO en el equilibrio.
4) La constante de equilibrio a 490C para la reaccin
H2(g) + I2(g)
2 HI(g) es 46
Si se colocan dos moles de HI en un recipiente de 1 litro a 490C. Cul es la

concentracin de cada especie cuando se alcance el equilibrio?
5) Una mezcla consta de 1 mol de H2 y 2 moles de CO2; se coloca en un reactor con
volumen de 10 litros a 2000 K. Cuando se alcanza el equilibrio se halla que se ha
consumido el 85.5% del Hidrgeno.
Hallar la constante de equilibrio para la reaccin H2(g) + CO2(g)
H2O(g) + CO(g)
ELECTROLITOS
Entre las formas de clasificar los compuestos se halla aquella que los divide en
electrolitos y no electrolitos; se llama electrolito al compuesto que en el agua se disocia.
Se denomina no electrolito al compuesto que en el agua no se disocia.
Los electrolitos se subdividen en electrolitos fuertes y dbiles; los fuertes son aquellos
electrolitos que en solucin acuosa se disocian completamente.
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Los electrolitos dbiles slo se disocian parcialmente.

aproximada de electrolitos fuertes y dbiles.
FUERTES
Se presenta aqu una lista
DEBILES
1.
La mayora de los cidos Algunos cidos inorgnicos como:

inorgnicos como: HCl, HNO3, H2CO3, H2S, H3PO4, H2SO3.
HClO4, H2SO4, HI, HBr, HCIO3
HBrO3.
2.
Los hidrxidos
alcalinorerreos.
alcalinos
y La mayora de los cidos orgnicos:

HCOOH, CH3COOH, ctrico, ftlico, etc.
Excepto los sulfnicos.
3. La mayora de las sales, excepto El amoniaco, las aminas y otras bases

haluros, cianuros, tiocianatos de cinc orgnicas.
Cadmio y mercurio.
EQUILIBRIO IONICO
Los electrolitos dbiles al disolverse en el agua originan reacciones reversibles que
alcanzan estados de equilibrio entre los iones formados y las molculas sin disociar.
Ejemplo AcOH
AcO- + H+.
DISOCIACION DEL AGUA
Se considera ahora la disociacin del agua que es el solvente ms empleado y se
comporta como un electrolito muy dbil. A 25C el agua pura se disocia de acuerdo a
la reaccin.
H2O + H2O
H3O+ + OH-
La concentracin del H3O+ y del OH- tiene el valor de 10-7 Mol/litro respectivamente.
Aplicando la ecuacin (9) para este caso de equilibrio se obtiene
Keq = [H3O+] [OH-] (10)
[H2O]2
Como [H2O] es muy grande y constante comparada con [H3O+] o [OH-] se considera
este valor incluido con keq de modo que la ecuacin queda
Kw = [H3O+] [OH-] = 10-14 mol2/litro2 (11)
Kw se denomina producto inico del agua.
temperatura.
El valor de Kw aumenta con la
No slo en el agua pura sino en cualquier solucin se cumple.
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Kw = [H3O+] o [OH-]sol = 10-14 (12)

Los valores de [H3O+] o [OH-]sol pueden variar mucho, pero su producto se mantiene
constante a 25C.
Una solucin es cida cuando su [H3O+] es mayor que la de [OH-] y es bsica si ocurre
lo contrario.
Empleando logaritmos en la ecuacin (12) est se transforman en
-log Kw = -log [H3O-]sol - log [OH-]sol
La expresin log [H3O+] se llama pH es la ms usada; sin embargo la def original de
pH es: El exponente negativo al cual se eleva el nmero 10 para expresar la
concentracin molar de in H+ esto es
10-pH = [H+] (13)
La expresin log [OH-] se llama Poh
La expresin log Kw se llama pKw
Luego se deduce que:
14 = pH sol + Poh sol (14)
Se ha establecido una escala de pH como criterio de acidez basicidad de una solucin a
25C.
Si el pH es menor que 7 la solucin es cida
Si el pH es mayor que 7 la solucin es bsica
Si el pH es 7 la solucin es neutra.
EQUILIBRIO ACIDO BASE

CALCULOS DE pH
Segn Broonsted y Lowry se llama cido a toda sustancia capaz de donar protones y se
llama base toda sustancia capaz de aceptar protones.
Cuando un cido pierde un protn la entidad restante se convierte en un aceptor
potencial de protones o sea en una base, esta se denomina la base conjugada del cido
del cual procede o sea.
cido
base + protn
Conjugada
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Sin embargo las sustancias no pueden mostrar sus propiedades cidas sino en presencia
de aceptores de protones (bases) e igualmente el comportamiento de las bases exige la
presencia de dadores de protones (cidos).
Con frecuencia el dador o aceptor de protones es el solvente con el cual el proceso de
disolucin se convierte en una reaccin cido-base.
Por ejemplo
cido1 + bases2
cido2 + base,
HCI + H2O
H3O+ + CI-
El HCI es cido porque proporciona el protn y el CI- es su respectiva base conjugada.

El agua se comporta aqu como base y su respetivo cido es el in H2O+
NH3 + H2O
NH4+ + OH-
base1 + cido2 cido1 + base2

En esta reaccin el amoniaco se comporta como base porque acepta un protn y el agua
se comporta como cido. Como el agua se puede comportar como cido o base se dice
que tiene carcter anfiprtico.
La extensin en que cada cido o base reacciona con el solvente es muy variable segn
que el soluto se comporte como electrolito fuerte o dbil.
La disociacin del agua ya estudiada se puede considerar como una reaccin cido base.
H2 O + H 2 O
H3O+ OH-
cido1 + base2 cido2 + base1

El clculo del pH es necesario para determinar el grado de acidez de una solucin;
para hacer el trazado de curvas de valoracin cido-base; para preparar soluciones
buffer, para determinar rangos de virage de pH de un indicador etc.
1. pH de soluciones de cidos o bases fuertes
En este caso como se trata de electrolitis fuertes la [H3O+] o [OH-] se determina de
acuerdo a la disociacin total del respectivo cido o base: la [H+] o de [OH-]
proveniente del agua es muy baja comparada con la suministrada con el cido o la
base y no se tiene en cuenta sino en el caso del clculo de pH de soluciones muy
diluidas.
2. pH de soluciones de sales que no hidrolizan
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Se llama Hidrlisis la reaccin de los iones de una sal con el agua. Slo hidrolizan
las sales provenientes de cidos o bases dbiles por ej: KCN., NH4CI.
La sales que no hidrolizan son las provenientes de cido y bases fuertes ej: KCl,
NaNO3; en estos casos el pH de la solucin es el del agua pura = 7.
3. pH de mezclas de cidos fuertes con bases fuertes o viceversa.
En este caso el pH de la mezcla depender del reactivo que se halle en mayor
cantidad, teniendo en cuenta que ocurre una reaccin de neutralizacin. Si no hay
exceso de un reactante el pH ser 7.
4. pH de soluciones de cidos o bases dbiles monofuncionales para un cido dbil HA
puede demostrarse que la H+ se puede calcular a partir de la siguiente expresin de
equilibrio.
H 3 O+ + A-
HA + H2O
Ka =
[H3O+]2
Ca - [H3O+]
(1)
En la que Ca = Concentracin Formal o Molar del cido.

Ka = Constante de disociacin del cido
a partir de la ecuacin 1 se obtiene:
[H3O+] + Ka [H3O+] kaCa = O (2)
Cuando ka tiene valor a 10-5 se puede simplificar H3O+ en el denominador y obtener
una ecuacin simplificada en la cual.
H+ = KaCa
En forma anloga para una base dbil BOH se obtiene:

BOH
B+ + OHKb =
[OH-]2
Cb-[OH-]
(4)
y de aqu [OH-]2 + kb [OH-] - kb Cb = O (5)

si Kb 10-5 se puede obtener una ecuacin simplificada con la cual
[OH-] = kbCb
5. pH de soluciones de cidos poliprticos
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a. Los cidos poliprticos presentan ms de una disociacin porque contienen varios

hidrgenos reemplazables y se comportan como electrolitos dbiles excepto el
H2SO4. Algunos de estos cidos son: el H3PO4, el H2S, H2CO3.
K1
Ejemplo: H2S
K2
HS
H- + HS+
H+ + S =
Para los clculos del pH de una solucin que contiene solo un cido poliprtico basta
considerar slo la primera disociacin del cido ya que en general la constante K, para
la primera disociacin es mucho mayor que las dems; adems el ion hidronio
proveniente de la primera disociacin hace efecto de in comn sobre las siguientes
disociaciones.
6. pH de soluciones de sales que hidrolizan
Ya se dijo que las sales que sufren hidrlisis son las provenientes de cidos o bases
dbiles monofuncionales o plifuncionales como el NH4Cl el CH3COONa, el KCN, etc.
Se consideran aqu solo las sales en que uno solo de sus iones sufre hidrlisis;
supngase la sal Ana proveniente del cido HA dbil monoprtico y de la base fuerte
NaOH.
En el agua la sal se disocia:

Ana A- + Na+
Solo el ion A- sufre hidrlisis as:
A- + H2O HA + OHLa constante de equilibrio para esta reaccin es
Keq = [HA] [OH-]
(6)
[A-][H2O]
Como el agua es el solvente y [H2O] es en general constante, se considera incluido en
el valor de Keq que ahora recibe el nombre de constante de hidrlisis adems HA es
numricamente igual a [OH-]; se pude establecer que
Kh=[OH-] 2
[A-].
Como en general [A-] es casi igual a la concentracin de la sal disuelta (Cs) resulta
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KH=[OH-]2 (7)
Cs
El valor de KH se puede deducir en funcin de la constante de disociacin del cido HA.
Se puede demostrar que para este ejemplo general
KH = KW
KW
(8)
Luego puede establecerse que

Kw
KH = Ka
[OH-]2
Cs
(9)
Con esta ecuacin se puede hallar la OH- y de all el pH para la solucin.

En forma anloga para una sol BCI proveniente de la base dbil BOH y el cido Fuerte
HCI. Resulta:
BCI
B+ + CI- el ion B- hidroliza
B+ + H2O
BOH + H+
KH = Kw
Kb
= [ H+]2
CS
(10)
7. pH de soluciones de sales provenientes de cidos poliprticos

Hay que distinguir dos clases de sales; aquellas que contienen H y las que no lo poseen.
Por ejemplo: las sales sdicas provenientes del cido poliprtico H2S son NaHS y
Na2S.
Se considera primero el caso de las que no tiene hidrgeno.
El Na2S disocia Na2S
2Na+ + S =
El ion S= se puede hidrolizar, la primera hidrlisis es:
S= + H2O
HS- + OH-
KH = Kw = [OH-]2
K2
C2
Ocurre una segunda hidrlisis pero para los clculos de pH no se tiene en cuenta pues su
KH resulta mucho menor.
En el caso de la sal NaHS, est se disocia.
NaHS
Na+ + HS-
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el ion HS- tiene dos posibilidades; disociar como cido dbil o presentar hidrlisis.
Para los clculos de pH se determina el valor de la constante de equilibrio para cada
posibilidad; aquella constante que resulta mayor es la que indica el equilibrio
predominante y de acuerdo a ste se determina el pH as: si hay disociacin esta es:
HS-
H+ + S= le corresponde como
Keq el valor K2 = 1,2 por 10-15 = [H+]2

Ca
Si se considera la hidrlisis del HS- ser
HS- + H2O
KH resulta =
H2S + OH- su KH = Kw = [OH-] 2

K1
Cs
10-14
5,7 X 10-8
= 0,176 X 10-6 = 1,76 X 10-7
Comparado K2 con KH es mayor KH

En este caso el equilibrio predominante es el de hidrlisis. Por lo tanto el pH se
determina con la ecuacin.
Kw = KH = [OH-] 2
K1
Cs
8. Efecto de ion comn en soluciones de cidos o bases dbiles, relacionado con el
clculo del pH.
Se presentan dos casos: en el primero el ion comn puede ser H+ u OH- por ejemplo la
mezcla de un cido fuerte con cido dbil. Considrese la mezcla de HCI con cido
Frmico HCOOH; el HCI disocia totalmente.
HCl
HCOOH
Ho+ + Cl-5 tambin disocia el

H+1 + HCOO-
De acuerdo con el principio de le Chatelier el ion Ho+ desplaza el equilibrio hacia la

izquierda de modo que el efecto del ion comn en este caso es disminuir la disociacin
del electrolito dbil (HCOOH).
La ecuacin del equilibrio queda:
Ka = [Ho+ + Ho+] [Ho+] (11) donde
Ca
la incgnita es generalmente [Ho+] y los valores Ho+ , Ca y Ka son conocidos. Hallado
[H1+] se suma con [Ho+] para obtener la [TOTAL] del ion H+ y luego hallar pH. En
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estos casos el valor de [Ho+] no debe ser demasiado grande con relacin a [H1+] porque
si lo fuera no se justificara tener en cuenta el efecto de ion comn, pues el pH sera
determinado principalmente a partir de la disociacin del cido fuerte. Como
orientacin [Ho+] no debe ser mayor que 100 [H1+].
En forma anloga se procede en el caso de la mezcla de una base dbil y su respectiva
sal o la mezcla de una base dbil y su respectiva sal.
Esta clase de mezclas recibe el nombre de soluciones BUFFER; reguladores,
amortiguadores o tampn. Son muy usadas en determinaciones analticas por lo cual se
las estudia con ms detalle.
9. Clculo de pH en soluciones BUFFER
Se considera la mezcla del cido Frmico y su sal Formiato de sodio
La sal disocia completamente
Na+ + HCOO-
HCOONa
y el cido parcialmente
H+ + HCOO-
HCOOH
se presenta el efecto del ion comn del HCOO- proveniente de la sal.

Sobre la disociacin del cido dbil HCOOH.
Al alcanzarse el equilibrio se puede establecer que.
Ka = [H+] [HCOO-] TOTAL (12)
Ca
La HCOO- Total puede reemplazarse por la concentracin de la sal en forma
aproximada.
Luego
Ka = [H+] Cs
Ca
(13)
Existe adems la ecuacin en trminos logartmicos

pKa = pH log Cs
Ca
(14)
Esa es la ecuacin para un Buffer que contiene un cido dbil y su respectiva sal. Para
una mezcla constituida por una base dbil y su respectiva sal, la ecuacin resulta:
Kb = [OH-] X Cs (15)
Cb
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y su correspondiente expresin logartmica

pKb = pOH log
Cs_ (16)
Cb
La caracterstica principal de una solucin Buffer es que presenta resistencia al cambio

de su pH cuando se le aade cantidad moderada de cidos o bases fuertes.
Formas de preparar soluciones Buffer. Las principales son:
La mezcla directa de un cido dbil y su sal
Ej:
HCOOH con HCOONa
La mezcla directa de una base dbil y su sal

Ej:
NH3 con NH4Cl
La reaccin de un cido dbil con una base fuerte siempre y cuando las milimoles
del cido dbil se hallen en mayor cantidad.
Por la reaccin de una base dbil con un cido fuerte siempre y cuando las
milimoles de la base dbil se hallen en mayor cantidad.
Ej: HCI + NH3
NH4CI
9.15. Por la reaccin de un cido fuerte con una sal proveniente del cido dbil siempre
que las milimoles de la sal se hallen en mayor cantidad.
9.16. Por la reaccin de un cido fuerte con una sal proveniente de base dbil siempre
que los milimoles de la sal se hallen en mayor cantidad:
Ej:
Na + NH4Cl NH3 + NaCl + H2O
9.17. Mediante mezcla de sales provenientes de cidos poliprticos

Ej: NaCO3 con NaHCO3
Capacidad reguladora de una solucin Buffer.
En trminos cuantitativos se entiende por capacidad reguladora de una solucin Buffer
el nmero de milimoles de una base fuerte (NaOH) necesarios para producir un
aumento de 1 unidad en el pH de un litro de una solucin Buffer.
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PROBLEMAS DE pH RESUELTOS
1. Hallar el pH de una solucin 0,02 M de Ca(0H)2
Anlisis:
El Ca(OH)2 es un electrolito fuerte, luego se disocia completamente
Ca(OH)2
Ca+ + + 20HSe halla la concentracin de OH- de acuerdo a la disociacin
OH- = 0,02 mmol Ca(OH)2 X 2 mmol OH- = 0,04 M
ml
mmol Ca(OH)2
pOH = -log 0,04 = -log 4 X 10-2 = 1.4
pH
= 14-1.4 = 12,6
2. Se mezclan 100 ml de sol 0,1 M de HNO3 con 100 ml de sol, 05 M de HCI. Hallar
el pH de la mezcla.
Anlisis:
Los cidos mezclados se comportan como electrolitos fuertes as:
HCl
HNO3
H+ + ClH+ + NO-3
Se determinan las milimoles de H+ producidas por la disociacin de cada cido.

100 ml.Sol.HCI X 0,05 mmolHCI X 1mmolH+
ml
mmolHCI
= 5 mmol H+
100 ml.Sol.HNO3 X 0,1 mmolHNO3 X 1mmolH+ = 10 mmol H+

ml.sol.HNO3
mmol HNO3
Total de milimoles de H+ = 15
Volumen total de mezcla = 200 ml. Luego:
H+ = 15 mmol H+ 7,5 X 10-2
200 ml
pH = -log 7,5 X 10-2 = 1.125
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3. Se mezclan 50 ml de solucin 0,2 M de HCl con 100 ml de sol. de NaOH 0,2 M.

Hallar el pH de la mezcla.
Anlisis:
Se trata de la mezcla de un cido fuerte y una base fuerte. Por lo tanto hay reaccin.
HCl + NaOH NaCl + H2O
El pH de la mezcla depender del reactivo que se halle en exceso.
Se determina el reactante lmite
mmol iniciales de HCl = 0,2 mmol X 50 ml = 10
ml
mmol aadidos de NaOH = 100 ml X 0,2 mmol
ml
= 20
El reactante lmite es el HCl. El volumen total = 150 ml

Diez mmol de HCl reaccionan con 10 mmol de NaOH.
Exceso de NaOH = 10 mmol
El NaOH disocia Na OH Na+ + OHluego mmol OH- = 10: [OH-] = 10 mmol = 6.66 X 10-2
150 ml
pOH = -log 6,6 X 10-2 = 1.18 y pH = 12,82
4. Hallar el pH de una solucin que contiene

69 mgr de HCOOH en 500 ml de agua
KHCOOH = 1,74 X 10-4
Se halla la molaridad de la solucin.
Ca = 69 mgr HCOOH X mmol HCOOH = 3 X 10-3 molar
46 mg HCOOH 500 ml
El HCOOH es un cido dbil monoprtico

disocia HCOOH
H+ + HCOO-
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Luego:
Ka = [ H ]2 / Ca [ H+]
Como Ka > 10-5 no se puede
Simplicar H+ en el denominador
Desarrollando algebraicamente
[ H+]2 + Ka [ H+] KaCa = 0
[H+] = 1,74 X 10-4 + 3,02 X 10-8 + 4 X 1,7 X 10-4 X 3 X 10-3
2
[H+] = 6,4 X 10-4 molar
pH = 3,2
5. Hallar pH de una solucin de H2SO4 0,02 M

KHSO-4 = 1,2 X 10-2
El H2SO4 en su primera disociacin se comporta como electrolito fuerte.
H2SO4 Ho+ + HSO-4
El HSO-4 disocia como electrolito dbil
HSO4-
H+1 + SO=4
El Ho+ hace efecto de ion comn sobre la segunda disociacin la [SO=4]

numricamente = [H1+]
En el equilibrio Ka = [ Ho+ + H1+]
Ca
[ H+1]
Ho+ = 2 X 10-2 Ca = 2 X 10-2 Ordenando algebraicamente

resulta: KaCa = [H1+]2 + Ho [H1+]
[H1+]2 + Ho [H1+] KaCa = 0
Reemplazando los valores numricos
[H1+] = -2 X 10-2 + 4 X 10-4 + 4 X 1,2 X 10-2 X 2 X 10-2
2
[H1+] = 0,84 X 10-2 Molar
[H+] TOTAL = 2 X 10-2 + 0,84 X 10-2 = 2,84 X 10-2
es
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pH = 1,557
6. Hallar el pH de una solucin 0,05 M de H3PO4

K1 = 7,5 X 10-3
K2 = 6,2 NO-8 K3 = 4,8 X 10-13
Anlisis:
El H3PO4 presenta tres disociaciones
H3PO4
H+ + H2PO4-
H2PO4
H+ + HPO4=
HPO4
H+ + PO4=
como K2 es 105 veces ms pequeo que K1 y K3 es 105 veces ms pequeo que K2

Slo se tiene en cuenta la primera disociacin
Luego K1 =
[H1+]2 _
Ca - [H1+]
Como K1 > 10-5 no se puede simplificar H1+ en el denominador ordenando resulta:

[H]2 + K1 [H+] K1Ca = 0
[H+] = -7,5 X 10-3 + 56,25 X 10-6 + 4 X 7,5 X 10-3 X 5 X 10-2
2
[H+] = 1,59 X 10-2
pH = 1,8
7. Hallar pH de una solucin NaClO al 0,745% p

v
KHClO = 3 X 10-8
Se halla la molaridad de la solucin
0,745 gr NaClO X Mol NaClO X 103 mmol NaClO = 0,1M
100 ml 74,5 gr NaClO mol NaClO
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La sal disocia como electrolito fuerte.

NaClO Na+ + CIOEl CIO- proviene del HCIO que es un electrolito dbil luego reacciona con el agua
parcialmente (Hidrlisis)
ClO- + H2O HClO + OHPara este equilibrio:
KH= [OH-]2
Cs
[OH-] =
[OH-] = 1,82 X 10-4
= Kw
KHCIO
Kw CS =
KKCIO
10-14 X -10-1
3 X 10-8
pOH = 3,74 pH = 10,26
8. Se disuelven 1200 mgr NaOH en litro de solucin 10-2M de H3PO4-. Hallar el pH de

la mezcla.
Anlisis:
Hay reaccin entre el cido y la base. La neutralizacin del cido depende de la
cantidad de NaOH aadido.
mmol iniciales de H3PO4 = 1000 ml X 10-2 mmol = 10
ml
mmol aadidos de NaOH = 1200 mgr NaOH X mmol NaOH
40 mgr
= 30
Cada mmol de H3PO4 requiere 3 mmoles de NaOH para su neutralizacin completa.

Hay suficiente NaOH luego la reaccin total es:
H3PO4 + 3NaOH
Na3PO4 + 3H2O
Despus de la reaccin solo hay 10 mmol de Na3PO4 en 1000 ml de solucin. Es una

sal proveniente del H3PO4 por lo tanto solo puede hidrolizar ya que no tiene H en su
frmula.
Na3PO4 3Na+ + PO4=
PO4= + H2O
HPO4= + OH-
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Ocurren dos reacciones de hidrlisis ms pero solo la primera es la ms importante,

luego
KH= [OH-]2
Cs
Luego OH- =
= Kw_ Cs = 10 mmol = 10-2M

KHCPO4
1000 ml
Kw CS
K3
10-14 X -10-2
4,8 X 10-13
pOH = 1,84
1,45 X 10 -2
pH = 12,16
9. Hallar el pH de una solucin 0,5M de NaHS

K1H2S
5,7 X 10-8
K2 = 1,2 X 10-15
Anlisis:
Se trata de una sal con hidrgeno proveniente del cido poliprtico dbil H2S
La sal disocia NaHS Na+ + HSEl ion HS- tiene dos posibilidades:
a) Disociar como cido dbil o
b) Hidrolizar. Para cada una de estas posibilidades corresponde una constante. La que
resulte mayor indica cul es el equilibrio predominante, y por lo tanto el que
determina el pH.
a) Disociacin como cido
HS-
H+ + S= Le corresponde la constante de
disociacin K2 = 1,2 X 10-15
b) Hidrlisis HS- + H2O

KH = Kw =
KH2S
10-14
5,7 X 10-8
H2S + OH= 0,75 X 10-6 =
1,75 X 10-7
Comparando K2 con KH resulta mayor KH luego se resuelve por hidrlisis.
Comparando K2 con KH resulta mayor KH luego se resuelve por hidrlisis.
KH = 1.75 X 10-7 = [OH-]2
Cs
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[OH-] =
10.
KH CS
2,96 X 10-4 pOH = 3,53

pH = 10,47
Una solucin es 0,2M en cido Benzoico (C6H5COOH) y 0,4M en Bezoato

sdico. Si K cido = 6,3 X 10-5. Hallar el pH de la solucin.
Anlisis:
Es una solucin que contiene un cido dbil y su respectiva sal por lo tanto se comporta
como solucin Buffer. Las disociaciones son:
C6H5COOH H+ + C6H5COOC6H5COONaNa+ + C6H5COOKa= [H+] Cs ; [H+] = KaCa
Ca
Cs
[H+] = 6.3 x 10-5 x0.2 = 3.15 x 10-5
0.4
pH = 4.5
11. Hallar pH de la mezcla de 25 ml de solucin de cido actico (CH3COOH)0.1 con
20 ml de NaOH 0.1M. Kcido= 1.75 x 10-5
Hay reaccin CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O
Mmol iniciales del cido= 25ml x 0.1 mmol = 2.5
Ml
Mmol aadidos de NaOH = 20ml x 0.1 mmol = 2.0
Ml
El reactante lmite es NaOH
Luego despus de la reaccin hay 2.0 mmol de la sal CH3COONa y 0.5 mmol del cido
dbil y su respectiva sal, o sea un buffer.
Disociaciones:
CH3COOH CH3COO- + H+
Ka = [H+]Cs Ca = 0.5 mmol/45ml
Ca
CH3COONa CH3COO- + Na+
Cs= 2 mmol/45ml
Luego H+ = 1.75 x 10-5 x 0.5 = 4.37 x 10-6

2
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pH= 5.36
BUFFER ZWITTERIONICO
La glicina es el aminocido ms simple. Posee un grupo bsico y un grupo cido. Su
estructura es H2N CH2 COOH. En el agua el grupo amino actua como base y el
grupo carboxilo como cido formndose un ion bipolar (zwitterion) +H3N-CH2 COOque llamaremos G.
En esta condicin el grupo carboxilo de zwitterion con carga negativa puedeatraer un
patrn para formar el ion +H3N CH2 COOH (ion glicino) que llamaremos GH+. As
mismo una base fuerte puede eliminar el protn cido del grupo amino del zwitterion
para formar el ion H2N CH2 COO- que llamaremos G-(in glicinato).
Los equilibrios totales entre los diferentes iones pueden representarse como
GH+ + H2O G + H3O+
K1 = 4.46 x 10-3
pK1= 2.35
G + H2O G- + H3O+K2 = 1.86 x 10-10
pK2= 9.77
De modo que la glicina puede formar dos clases de Buffer.
Las reacciones para formar los Buffer pueden ser:
H3+N-CH2-COO- + HCl H+3N-CH2-COOH + Cl H3+N-CH2COO- + NaOH H2N-CH2-COO- + Na+ + H2O
A diferentes valores de pH un amino-cido se puede encontrar principalmente como ion
positivo, molcula neutra o ion negativo. El pH en el cual un amino-cido se encuentra
principalmente como molcula neutra (zwitterion) se llama punto isoelctrico. En el
caso de la glicerina es el punto en que casi todo el aminocido se halla como la especie
G y en el cual GH+ = GLas sustancias tampn zwitterinicas tienen como soporte de carga negativa los grupos
de cido sulfnico o carboxilo y como soportes de carga negativa estn los grupos
aminosecundarios y terciarios.
Propiedades:
Los tampones zwitterinicos son muy adecuados para uso bioqumico porque:
a) Tienen valores de pK y capacidad ptima en el rango del pH fisiolgico(6.5 8.5)
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b) Buena solubilidad en medio acuoso

c) Estabilidad qumica
d) No son txicos
e) No forman complejos con cationes o si el caso en muy pequea proporcin.
f) No participan como metabolito, activador o inhibidor en las reacciones
bioqumicas.
g) No tienen posibilidad de penetrar las membranas
h) Efecto mnimo sobre el valor de pH en caso de cambios de temperatura o de la
composicin inica del medio.
Campos de aplicacin
1. Sistemas in vitro en fotosntesis. Fosforilacin oxidativa y biosntesis de protenas.
2. Cultivo de clulas humanas y de mamferos
3. Cultivo de cepas bacterianas
4. Cultivo de micoplasma
5. Obtencin de vacunas
6. En cromatografa, y microscopia electrnica
7. Obtencin y conservacin de protenas de la sangre
8. En identificacin de virus
CURVAS DE VALORACION ACIDO-BASE
Curva de valoracin: Es la representacin grfica del pH de una solucin valorada
contra el volumen del valorante.
El pH se determina por clculos a medida que se aaden cantidades definidas de base a
un volumen determinado de cido inicial. La concentracin del cido y la base deben
conocerse previamente.
La forma de la curva depende de s se valora cido con base o si se valora base con
cido y de la clase de cido y base usados (fuertes o dbiles).
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Calcular pH de las soluciones obtenidas agregando los siguientes volmenes de HCI 0.1
M a 25 ml de metilamina 0,2 M.
a) 0
c) 10 ml
e) 40 ml
g) 49,9 ml i) 50,1 ml
k) 55 n
b) 5 ml
d) 25 ml
f) 49 ml
h) 50 ml
l) 60 n
j) 51 ml
Dibujar la curva colocando el pH de la solucin. Se encuentran en muchos vegetales y

se han usado para determinar el grado de acidez o alcalinidad del agua. Se usan para
conocer el pH en el punto final de una valoracin volumtrica. Como presentan por lo
menos dos formas coloreadas se puede determinar el rango de viraje de pH para
indicador mediante las siguientes ecuaciones a partir de la constante de disociacin del
indicador.
pH1 = pKaInd + 1 (17) y
pH2 = pKaInd - 1 (18)
S el indicador se comporta base dbil.
Las ecuaciones son: pOH1 = pKbInd = 1 (19)
pOH2 = pKbInd - 1 (20)
Las ecuaciones anteriores proporcionan rangos aproximados de viraje de pH.
Cuando se conoce el rango real: (pH1 y pH2) se puede hallar el valor de la constante
del indicador con las ecuaciones.
pH1 = pKInd + cte (21)

pH2 = pKInd - cte (22)
La constante de esas ecuaciones es el valor del intervalo entre pH1 y pH2 dividido por
dos (2).
Ejemplo: El indicador RN tiene un rango de viraje de pH entre 6,8 y 8,0. Hallar su
constante de disociacin si se sabe que se comporta como un cido dbil. De acuerdo
con las ecuaciones.
sea pH1 = 8,0
sea pH2 = 6,8 luego
8,0 = pKInd + cte

6,8 = pK Ind - cte
el valor de la cte es:
8,0 6,8
2
= 1,2 = 0,6
2
Reemplazando
8,0 = pK Ind + 0,6 de donde pKInd = 7,4 y
KInd = 10-7, 4 = 3,98 X 10-8
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Empleando la expresin:
6,8 = pKInd + cte debe obtenerse el mismo valor de
pKInd y KInd
Los indicadores cido-base se agrupan en tres tipos: Ftalenas sulfonftaleinas e
indicadores azoicos ejs: respectivos son la fenolftaleina el rojo de fenol y el anaranjado
de metilo.
1. Transformar los siguientes valores de pH a pOH OH- y H+
a) 7,63
b) 1,48
2. Hallar el pH de una solucin de HCl 2 x 10-7 M
3. Hallar el pH de la mezcla de 100 ml de sol HCl 0,02 M. Con 100 ml de sol de
NaOH 0,5.
4. Cuntos ml de ahua hay que aadir a 100 ml de sol.HNO3 0,1 M para aumentar su
pH en 0,5 unidades.
5. Hallar pH de una solucin de KOH 0,2 Molar cuando han neutralizado las 2/3 partes
del hidrxido con un cido fuerte 0,2 M.
6. Hallar el cambio de pH al mezclar 50 ml de solucin de cido frmico 0,1 M con
200 ml de agua.
7. Hallar pH y Ka de una solucin del cido dbil HA 0,2 M si se sabe que est
disociado en un 0,2%.
8. Hallar pH de una solucin de NH3 al 0,45% y p = 0,998 gr/ml
9. Se disuelven 400mg de NaCl0 en 500ml de agua. Hallar el pH
10. Se mezcla 200ml de sol.0.1M de HCN con 100ml de sol 0,2M de KOH. Hallar el
pH de la mezcla.
11. Calcular pH de la mezcla de 500ml de cido actico 0,2M con 1 ml de sol. HCl
0,1M.
12. Hallar pH de una solucin que contiene 10mmol de HCl y 100 moles de cido
oxlico en 500 ml de agua.
13. Determinar pH de una solucin al 0,2 % pv de H3PO4
14. Hallar pH de una solucin de oxalato de sodio 0,05M
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15. Hallar el cambio de pH de una solucin resultante de diluir 100ml. De Na2CO3

0,2M con 300ml de agua.
16. Cul es el pH en el punto de equivalencia de la valoracin NH3 0,1M con HNO3
0,1M.
17. Hallar pH de una solucin 0,06M de NaHPO4.
18. Hallar pH de una solucin 0,04M de NaH2PO4.
19. Se mezclan 100ml de sol de H3PO4 0,1M con 400ml de sol de NaOH 0,05 M.
Hallar el pH.
20. Una solucin es 1M en NH3 y 0,5 M en NH4. Hallar su pH.
21. Describir la preparacin de un Buffer de pH = 4,5 y 500ml de volumen a partir de
soluciones 0,5 M de cido actico y 0,5 M de acetato de sodio.
22. A 500 ml de solucin de cido frmico 1M se aaden 25 gramos de formiato de
sodio; en cuanto cambi el pH de la solucin inicial.
23. Cuntos gramos de NH4NO3 hay que aadir un litro de solucin de NH3 0,2 para
obtener un Buffer de pH 8,5.
24. Cuntos ml de NaOH 1M deben aadir a 0,5 Litros de cido actico 0,5 M para
obtener un Buffer de pH = 5.
25. Cul es el pH de una solucin 0,2M de NH3 cuando se ha neutralizado la mitad del
NH3 con HCl 0,2M.
26. Hallar pH de la mezcla de 20ml de Benzoato de sodio 0,2 M con 20ml de solucin
de HCl 0,05 y diluyendo a 100ml.
27. Si un litro y medio de una solucin Buffer de amoniaco y cloruro de amonio tiene
pH 9,7 y contiene 0,7 Moles de las dos sustancias. Hallar la concentracin de una de
ellas.
28. Una solucin es 0,1M en NaHPO4 y 0,3M en NaH2OI4. Hallar el pH.
29. Hallar pH de la mezcla de 10 ml de HCl 1M a 100ml de sol. Na2CO3 0,2M.
30. Hallar pH de la mezcla de 50ml de Acido Tartrico 0,2M con 50ml de NaOH
0,08M.
0,1M.
0,08M.
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33. Se mezclan 500ml de sol de Ftalato de hidrgeno y potasio 0,25 M con 100ml de
sol de HCl 0,4M. Hallar el pH de la mezcla.
34. Se disuelven en 500ml de agua. 252mgr de NaSO3 y 250 mgr de NaHSO3. Hallar
pH de la mezcla.
SOLUBILIDAD Y EQUILIBRIO.
Los sistemas en equilibrio pueden ser: homogneos y heterogneos.

homogneos, los reactantes y productos se hallan en la misma fase.
En los
En los heterogneos se encuentra ms de una fase por Ej: lquido y slido.

Se estudia ahora el equilibrio en un sistema heterogneo constituido por una solucin
que contiene slido sin disolver.
DEFINICIONES PREVIAS
SOLUBILIDAD
Es la cantidad de un compuesto que se disuelve en una cantidad determinada de
solvente hasta formar una solucin saturada a una temperatura definida. La solubilidad
se halla en tablas generalmente con unidades de g de soluto en 100ml. De solvente o en
100s de solvente.
SOLUCION SATURADA.
Es la que contiene una cantidad de slido disuelto tal que se alcanza un equilibrio entre
el slido sin disolver y el slido disuelto (en solucin). El slido disuelto puede
disociarse o no disociarse.
La formacin de una solucin saturada se logra por medio de agitacin vigorosa en
presencia de exceso del soluto. Tambin puede lograrse por la reaccin de dos
compuestos en solucin que formen un compuesto cuya solubilidad sea tal que origine
una solucin saturada y aparicin de slido sin disolver (un precipitado).
Factores que afectan la solubilidad de los compuestos.
El principal es la temperatura. A mayor temperatura mayor solubilidad.
En el caso de la formacin de precipitados los factores que afectan su solubilidad son:
temperatura, el pH, la concentracin de los reactivos, la presencia de otros electrolitos y
la composicin del disolvente.
Algunos de estos factores tienen un efecto que puede apreciarse cuantitativamente
aplicando la ecuacin de equilibrio qumico.
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PRODUCTOS DE SOLUBILIDAD.
En soluciones saturadas de compuestos muy pocos solubles que se comportan como
electrolitos fuertes se establece un equilibrio entre el slido sin disolver y sus iones en
solucin de modo que el producto de las concentraciones de los iones es igual a una
constante. Cada concentracin se eleva a una potencia numricamente igual al
coeficiente del respectivo ion en la ecuacin de disociaciones balanceada.
La constante de equilibrio en este caso se llama constante de producto de solubilidad o
simplemente producto de solubilidad Kps. Se le expresa sin dimensiones por ejemplo
en una solucin saturada de AgCl slido se establece el equilibrio.
Ag Cl(s) Ag+ + ClEl producto
[Ag+] [Cl-] = Kps
PRODUCTO IONICO (PC).

Si una solucin de AgCl no est saturada se puede calcular un producto ionoco
empleando la concentracin molar de cada in elevada a una potencia segn el
coeficiente de cada in en la ecuacin de disociacin. Si la solucin no est saturada da
el PC resulta menor que Kps.
Si en una solucin el clculo del PC, resulta igual que Kps significa que la solucin, es
saturada; si el PC resulta mayor que el Kps significa que ha ocurrido precipitacin en
dicha solucin.
EFECTO DEL pH.
La solubilidad de los precipitados es afectada por la concentracin de los iones hidronio
o hidrxilo presentas en el solvente. Se distinguen dos clases de dependencia. Una de
ellas es por efecto del in comn como ocurre en el in hidrxilo cuando el precipitado
es un hidrxido.
La otra dependencia ocurre cuando hay reaccin de los Ines del precipitado con el In
hidrnio o con el In hidrxilo en estos casos la solubilidad de los precipitados tiende a
aumentar.
Ejm: Si se tiene el equilibrio
CaF2 Ca++ + 2FAl aadir un cido el H+ puede reaccionar con el in F- as:
2F- + 2H+ HF
Esta segunda reaccin har que ms CaF2 se disuelva.
Las constantes de producto de solubilidad para varios compuestos se pueden ver en la
tabla I del apndice.
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PRECIPITACION DIFERENCIAL.
Es la formacin sucesiva de dos o ms precipitados en una solucin.
Cuando dos ines forman con un mismo reactivo precipitante dos precipitados
diferentes, el de menor solubilidad necesita una menor concentracin del reactivo y
puede separarse del otro precipitado si las solubilidades son lo bastantes diferentes.
Se aprovecha esdta clase de precipitacin para separar sulfuros e hidrxidos metlicos.
PRODUCTOS RESUELTOS.
1. Cul es el valor de Kps para el sulfato de plata Ag2SO4(peso frmula = 312) si la
solubilidad de esta sal es 5,7 x 10-3g/ml
a) se expresa la solubilidad como moralidad(s)
5,7 x 10-3 x mol x 10-3ml = 1,8 10-2 mol
Ml x 312g 1
1
b) El dato de la solubilidad corresponde a una solucin saturada de modo que el

Ag2SO4 disuelto se halla disociado Ag2SO4 2Ag+ + SO= y se debe cumplir que:
Kps = [Ag+]2 x [SO=4]
c) La concentracin de Ag+ es numricamente igual a 2S segn la disociacin y la
[SO=4] es numricamente igual a S por la misma razn.
d) Reemplazando las concentraciones en funcin de S resulta Kps = (2S)2S = 4S3
e) Remplazando a S por su valor

Kps = 4 x (1,8 x 10-2)3 = 2,33 x 10-5.
2. A un litro de solucin saturada de AgCl se aaden 100milimoles de KCl. Cul ser
su efecto sobre la concentracin del in Ag+
a) Se calcula [Ag+] en la solucin inicial as:
Como es una solucin saturada el
AgCl Ag+ + Cl - (I)
+
Se cumple que Kps = [Ag ] [Cl-]
La [Ag+] es = [Cl-] luego [Ag+] = Kps = 1,82 x 10-10
Ag+ = 1,35 x 10-5 mol/1
b) El KCl aadido es un electrolito fuerte; se disocia y como contiene el in comn
Cl- el equilibrio se desplaza hacia la izquierda en la reaccin (I) de acuerdo con el
principio de Le Chatelier; ya que la solucin se hallaba saturada debe ocurrir
precipitacin de algo del AgCl. La [Ag+]inicial debe disminuir de modo que en la
nueva condicin de equilibrio se cumple Kps = [Ag+] [Cl-] Total. La [Cl-] total
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est constituida por [Cl-0] proveniente del KCl y la pequesima cantidad de Cl-1
proveniente del AgCl. Se resume la situacin as:
KCl K+ + CloAgCl Ag+ + Cl1-
Kps = [Ag+] [ Cl-] Total = [Ag+] [Cl-o + Cl-1]

[Cl-1] proviene de la solubilidad (s) del AgCl y es = [Ag+] en estas condiciones [Cl-o]
se calcula = 10 mmol X mol = 10-2 mol
1103 mol
1
Luego Kps = S (10-2 + S)
Para valores de Kps del orden de 10-10 o menores S en el sumando puede despreciarse
porque su valor es <<10-2
luego S = Kps = 1,22 X 10-10 = 1,82 X 10-8 mol/1
10-2
10-2
como S = [Ag+] = 1,82 X 10-8
Por lo tanto la [Ag+] inicial baj a 1,82 X 10-8 mol / 1 debido al efecto del ion comn
proveniente del KCl.
1. La solubilidad del Ag2 CrO4 es 0,024 g/l. Hallar su Kps.
2. La constante del producto de solubilidad del Pb (IO3)2 es 2,5 X 10-15. Hallar su
solubilidad en mg por litro.
3. Cuntos gramos de magnesio pueden disolverse en 500 ml de solucin de pH = 11,6
4. Una solucin saturada de Mn(OH)2 tiene una concentracin de OH = 2,1 X 10-5
Mol/1 Cul es su Kps?
5. Se obtendrn precipitados al hacer las siguientes mezclas? Explicar la respuesta.
a) Una mezcla de 100 ml de sol. Ag NO3 10-5 F con 100 ml de solucin 10-5 F de
NaCl
b) Una solucin de Mn++ 0.01 F llevada a una concentracin de ion hidronio de 1 X
10-8 mol/litro (precipitado posible) Mn(OH)26. Se formar Al(OH)3 en una solucin 0.1 F de AlCl3 apenas cida?
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7. Calcular la solubilidad de equilibrio (en moles/litro) de las siguientes sales en

solucin de NaCl 0,005 F.
a) TlCl
b) AgCl
8. Se precipita el ion IO3- de una solucin por adicin de AgNO3. Despus de la

precipitacin completa el lquido sobrenadante es 0,003 F en AgNO3 y tiene un
volumen de 200 ml. Se filtra y el precipitado se lava con 200 ml de agua.
9. Se aade una solucin de Na2SO4 a otra que es 0.1 M en Ba++ y 0,1 M en Ca++
a) Cul sulfato precipita en primer lugar
b) A qu concentracin de SO4= empezar a formarse CaSO4
c) Cul Ser la concentracin del compuesto menos soluble cuando comience a
formarse el precipitado ms soluble.
10. A un litro de solucin inicialmente 10-2 M en IO3- y 10-2 M en Br - se aaden 15
milimoles de AgNO3. Cul es la concentracin de Ag+, Br - y IO31 en la mezcla
resultante?
REACCIONES Y POTENCIALES REDOX

Muchas determinaciones analticas emplean las reacciones rdox que son aquellas que
presentan transferencia de electrones entre los reactantes.
La oxidacin conlleva la perdida de electrones de una sustancia y la reduccin implica
la ganancia de electrones.
En toda reaccin rdox el nmero de moles oxidados y el nmero de moles reducidos
deben ser tales que el nmero de electrones perdidos por una especie sea igual al
nmero de electrones ganados por la otra especie; lo cual se tiene en cuenta al balancear
las reacciones rdox.
Para su estudio toda reaccin rdox puede dividirse en dos partes llamadas
semirreacciones para determinar cul especie gana electrones y cul los pierde. Por
ejemplo la reaccin Zn + Cu++ Zn++ + Cu puede separarse en dos semirreacciones.
Zn Zn++ + 2 e
Cu++ + 2 e
Cu
Semirreaccin de oxidacin
Semirreaccin de reduccin
Las sustancias con gran tendencia a ganar electrones se llaman oxidantes y hacen que
otras sustancias se oxiden de modo que el oxidante se reduce y el reductor se oxida. En
este ejemplo el Zn acta como reductor y el Cu++ como oxidante.
La reaccin rdox puede ocurrir por la transferencia directa de los electrones del
donante al aceptor. As al sumergir un trozo de Zinc en una solucin que contenga
Cu++, los iones Cu++ alcanzan la superficie del Zn y se reducen en ella; sin embargo se
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puede lograr la transferencia de electrones aun cuando el dador y el aceptor estn

situados en lugares separados tal como se ve en la Fig. 3 en la cual no hay contacto
directo entre el Zinc y el Cu++ sino que estn separados por una membrana porosa y los
electrones circulan por un conductor externo. La transferencia electrnica tiene lugar
hasta que las concentraciones de Zn++ y de Cu++ alcanzan valores correspondientes al
equilibrio de la reaccin total de modo que la reaccin rdox y su posicin de
equilibrio son las mismas independientemente del modo como se realice el proceso.
DIAGRAMA ESQUEMATICO DE UNA PILA ELECTROQUIMICA
El dispositivo de la Fig. es una celda electroqumica en la que se puede obtener energa

elctrica por la tendencia de las especies reaccionantes a intercambiar electrones y
alcanzar el equilibrio. La diferencia de potencial elctrico entre los electrodos se puede
determinar con un voltmetro.
El voltaje de celda est relacionado con la constante de equilibrio de la reaccin rdox.
CELDA ELECTROQUIMICA
De acuerdo a la Fig. se observa que una celda electroqumica consta de un par de
electrodos generalmente metlicos en contactos con soluciones de sus electrolitos. Al
conectar los electrodos mediante un conductor externo ocurre una reaccin de oxidacin
en un electrodo y una reduccin en el otro. Si la celda opera de tal manera que se
obtiene energa elctrica espontneamente se llama pila voltica o celda galvnica; pero
si la celda consume energa elctrica para que ocurra la reaccin rdox se le denomina
celda o cuba electroltica. En el ejemplo usado si se introduce energa elctrica a la
celda la reaccin rdox que ocurre es la contraria a la inicialmente indicada esto es el
cobre se disolver y el cinc se depositar sobre la superficie de su electrodo.
PASO DE CORRIENTE EN UNA PILA
A medida que se efectan las semirreacciones en cada electrodo de la pila de cinc y
cobre el compartimiento que contiene el cinc presenta un aumento de la concentracin
del in cinc mientras que la solucin que rodea al cobre disminuye su concentracin de
in Cu++; si no existiera contacto interno entre las dos partes de la celda se formara un
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exceso de cargas positivas alrededor del electrodo de cobre. Tal desequilibrio de cargas
impedira que continuara el flujo de corriente en el circuito externo. Sin embargo en la
pila se presenta una redistribucin de cargas debido a la movilidad de los iones en las
soluciones de modo que los iones Cinc++ y otros migran desde la solucin de Cinc al
electrodo de cobre, a la vez los aniones migran de la solucin de cobre a la del cinc
pasando por la membrana porosa. De esta manera se distribuyen las cargas y puede
continuar el flujo de corriente hasta que la reaccin alcanza el equilibrio.
PROCESO ELECTRODICOS
Para su estudio puede considerarse la celda compuesta por dos semipilas cada una de las
cuales est asociada con el proceso que ocurra en su respectivo electrodo pero debe
entenderse que una semipila no puede operar en forma individual.
Anodo y Ctodo: En toda celda el electrodo en el cual ocurre la oxidacin se llama
nodo y aquel en el que ocurre la reduccin se llama ctodo.
Ejemplo de algunas reacciones catdicas comunes son:
a) La reposicin de metales sobre la superficie de un electrodo Cu++ + 2 e Cu
b) La formacin de hidrgeno gas, en electrodos inertes de celdas que no contienen
otras especies ms fcilmente reducibles que el ion hidrgeno 2H+ + 2 e H2
c) Modificacin del estado de oxidacin de un ion. Sobre un electrodo de platino
puede efectuarse la reaccin.
Fe+++ + e Fe++
Ejemplo de algunas reacciones andicas comunes son:
a) Oxidacin de un electrodo metlico el cual al oxidarse se va disolviendo Zn

Zn++ + 2 e
b) Oxidacin de haluros que ocurre sobre electrodos inertes
2 Cl- Cl2 + 2e
c) Variacin del estado de oxidacin de un ion en solucin.
Fe++
Fe+++ + e
d) Desprendimiento de oxgeno. En ausencia de especies fcilmente oxidables
el agua puede oxidarse as
2 H2 O
O2 + 4 H+ + 4 e
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POTENCIALES DE ELECTRODOS
La energa elctrica (Potencial) correspondiente a la reaccin Zn + C++ Zn++ + Cu
puede considerarse como la suma de dos potenciales de semipila o de electrodo
asociado cada uno a la respectiva semirreaccin que ocurre en el nodo y en el ctodo.
Es imposible obtener el potencial absoluto de una semipila a partir de la medicin de
voltaje. Esta dificultad es debido al hecho de que si se reduce cierta cantidad de una
sustancia otra cantidad equivalente de otra sustancia se debe oxidar y aunque es posible
separar las dos semipilas el voltaje que se mide es el resultado de la combinacin de los
dos procesos. Para establecer potenciales relativos de semipila se asigna arbitrariamente
un potencial a una semipila cuidadosamente seleccionada y definida que se la utiliza
para relacionar todas las dems con ella.
ELECTRODO ESTANDAR DE HIDROGENO

Se ha convenido emplear el electrodo estandar de hidrgeno como electrodo de
referencia y se le asigna un potencial de 0 voltios a cualquier temperatura.
El electrodo estandar de hidrgeno est constituido por una lmina de platino recubierto
con platino finamente dividido llamado negro de platino. El metal se halla sumergido
en una solucin que contiene ion H+ a la actividad unitaria. Se hace burbujear gas
hidrgeno alrededor de la superficie del metal para que haga contacto con la solucin y
el gas. La presin del gas se mantiene igual a una atmsfera. El platino no interviene
en la reaccin sino que facilita la transferencia de los electrones.
La reaccin de la semipila es:
H2(g)
2H+ + 2 e
Este electrodo puede servir de nodo o de ctodo segn el tipo de semipila con la que se
acople.
MEDICION DEL POTENCIAL DE ELECTRODO

Los potenciales de electrodo respecto del electrodo normal de hidrgeno se miden
empleando la celda que se indica en la Fig. en la cual una semipila es el electrodo
estandar de hidrgeno y la otra semipila esta constituida por el electrodo cuyo potencial
se desea determinar. Las dos semipilas se unen con un puente salino que permite el
contacto elctrico sin que se mezclen las soluciones.
La semipila de la izquierda consiste de un electrodo de un metal puro en contacto con
una solucin de sus iones. Por ejemplo si el metal es cadmio y la solucin es
aproximadamente uno molar en iones cadmio el voltaje indicado es 0,4 voltios; los
electrones circulan desde el cadmio hacia el electrodo de hidrgeno. Las reacciones de
las semipilas son:
Cd
Cd++ + 2 e nodo
+
2H + 2 e
H2 ctodo
y la reaccin total Cd+ + 2H+
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Cd++ + H2
Si se reemplazara el cadmio por cinc se observara un potencial de 0,8 voltios lo cual

indica que el cinc tiene una mayor tendencia a oxidarse que el cadmio.
Si se cambiara el cadmio por el cobre se observara un potencial de 0,3 voltios pero en
este caso el ion Cu++ se depositara sobre el electrodo de cobre y el hidrgeno gas se
oxidar a ion H+ y los electrones migran del electrodo de hidrgeno hacia el de cobre;
la reaccin total es ahora:
Cu++ + H2(g)
2H+ + Cu
que es contraria a la que ocurre con el cadmio o el Cinc.
ESQUEMA DE UN INSTRUMENTO PARA LA MEDICION DE LOS POTENCIALES DE

ELECTRODOS FRENTE A UN ELECTRODO NORMAL DE HIDROGENO
SIGNO DEL POTENCIAL ELECTRODICO

Aun cuando no hay acuerdo total puede decirse que: El potencial de una reaccin
electrdica es positiva si la reaccin tal como figura escrita tiene lugar espontneamente
frente a la del electrodo normal de hidrgeno. Para los ejemplos anteriores resulta:
Cd Cd++ + 2 e
Zn Zn++ + 2 e
Cu Cu++ + 2 e
E = 0,4 voltios
E = 0,8 voltios
E = -0,3 voltios
En este caso el signo negativo atribuido al cobre indica que la oxidacin del cobre no es
espontnea cuando este electrodo se coloca frente al electrodo normal de hidrgeno,
mientras que el signo + de las reacciones para el cinc y el cadmio indica que estas son
espontneas frente al electrodo de H tal como estn escritas.
Es claro que el dato del potencial electrdico solo tiene sentido cuando la reaccin a la
que se refiere se indica, explcitamente (vase tabla de potenciales).
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EFECTO DE LA
ELECTRODICO
CONCENTRACION
SOBRE
EL
POTENCIAL
En general las concentraciones de las sustancias reaccionantes y de los productos de una

semireaccin tienen efecto sobre el potencial de electrodo.
Considrese la reaccin general reversible de una semipila.
a A + b B + . n e
cC + . (1)
en la que las letras maysculas representan reactantes y productos. Y las letras

minsculas los coeficientes de la reaccin balanceada; se ha encontrado que el potencial
electrdico E, puede expresarse como:
E = Eo - RT
nF
Ln [C]c [D]c . (2)

[A]a [B]b
esta ecuacin se llama ecuacin de Nerst en la cual

E = potencial normal del electrodo
R = cte universal de los gases = 8,3 Joul/K mol
T = temperatura absoluta K
n
= nmero de electrones que participan en la semi-reaccin
F = un faraday o sea 96.493 coulombio

Ln = logaritmo natural = 2,3 loglo
Reemplazando los valores de las constantes a 25C se obtiene
E = Eo 0,059 log [C]c [D]4 (3)
n
[A]a [B]b
Los corchetes representan las actividades de las especies reaccionantes. Sin embargo
para las actividades se aceptan ciertas aproximaciones. Si se efecta la semirreaccin
en solucin se acepta que actividad = Molaridad.
Si un reactivo es gas su actividad = presin parcial del gas en atmsfera
Si el reactivo es un slido puro o lquido puro que forme una fase separada actividad =
1 y si el solvente (agua) participa en la reaccin de la semipila su actividad = 1.
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POTENCIAL NORMAL DE ELECTRODO E

El anlisis de la ecuacin 3 indica que la constante E tiene un valor igual a E cuando el
trmino logartmico es igual a 0. Esto ocurre cuando la relacin de las actividades es
igual a la unidad de modo que se define el potencial normal de electrodo como el
potencial que presenta la reaccin de la semipila frente al electrodo normal de
hidrgeno cuando todos los reactantes y productos estn a la actividad unidad.
El potencial E es una constante fsica que indica la fuerza con la cual tiende a ocurrir
una semirreaccin.
Hay que tener en cuenta que:
1) El potencial normal de electrodo depende de la temperatura y debe indicarse sta al
emplearlo.
2) El potencial E es una cantidad relativa
3) El signo del potencial E depende del sentido de la reaccin espontnea frente al
electrodo estandar de hidrgeno.
En el apndice se encuentra la tabla de potenciales normales de reduccin (E) para
muchas semirreacciones.
En esa tabla las especies colocadas al lado izquierdo de las ecuaciones son ms
fcilmente reducidas cuanto ms alta es su posicin en la tabla de acuerdo a los valores
positivos de E por lo tanto son oxidantes de fuerza creciente. Las especies colocadas
en la parte derecha, de las ecuaciones son fcilmente oxidables cuanto ms abajo se
hallen en la tabla o sea que son buenos reductores.
PILAS Y POTENCIALES DE PILAS
Representacin esquemtica
Para representar pilas se emplea una notacin abreviada. As, la pila de la fig. se
presenta como Zn / Zn SO4 (CI) // CuSO4 (C2)/Cu
Se escribe primero el electrodo donde ocurre la oxidacin (Anodo), las lneas verticales
representan superficiales de separacin de fases y en cada una de ellas aparece una
diferencia de potencial. La suma algebraica de todas esas diferencias constituye el
potencial que se mide. La lnea vertical doble representa un puente salino. La
diferencia de potencial entre las soluciones, de concentracin C1, C2 y el puente salino
se llama potencial de unin lquido; este tiende a cero cuando se emplea el puente salino
en lugar de la membrana porosa.
Potencial de una pila
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Puede calcularse el potencial terico de una pila o el de una celda electroltica

empleando los potenciales de electrodo en condiciones en que no hay paso de corriente.
Se recomienda el siguiente procedimiento para evitar confusin en los signos.
1. Calcular los potenciales de semipila a partir de los potenciales normales de
oxidacin y reduccin y aplicar la ecuacin de Nerst.
2. Escribir una de las dos semirreaaciones como oxidacin y la otra como reduccin
asegurndose de que el potencial tiene el signo correcto de acuerdo a la
semirreaccin.
3. Sumar los potenciales y las ecuaciones de las semirreacciones. Un potencial
positivo indicar que la reaccin de la pila tal como se ha escrito es espontnea; un
signo negativo, significa que hay que aplicar a la celda un potencial mayor que el
calculado para la reaccin tenga lugar del modo como se ha escrito.
PROBLEMAS RESUELTOS
1. Cul es el potencial de la semirreaccin de un electrodo de cadmio en solucin 0,01
M de iones Cd++
En la tabla de potenciales se halla
Cd++ + 2 e
Cd
Eo = -0,43 volt.
Segn Nerst:
E = Eo - 0,059
2
log
1 _
[Cd++]
Reemplazando valores
E = - 0,462 volt.
El signo negativo del potencial indica que la reaccin tal como fue considerada
(reduccin) no ocurre espontneamente cuando este electrodo se acopla con el electrodo
estandar de hidrgeno. La reaccin inversa:
Cd
Cd++ + 2e sera la reaccin que ocurrira espontneamente y resultara
un potencial del mismo valor numrico pero de signo positivo.
2. Calcular el potencial terico de la siguiente celda.
Pt / H2 (0,8 atm) HCl 0,2 M, // AgCl (saturado) / Ag
De acuerdo a la nomenclatura en el electrodo de pt ocurre la oxidacin del hidrgeno.
H2
2H+ + 2e Eo = 0 el HCl est disociado

HCl
H+ + Cl- luego
+
[H ] = 0,2 Molar
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Aplicando la ecuacin de Nerst.

resulta E = EO - 0,059 X log [H+]2
2
pH2
reemplazando los valores numricos
E = O, - 0,059 X log (0,2)2 = 0,038 voltios
2
0,8
En el otro electrodo ocurre la reaccin de reduccin
AgCl + e
Ag + Cl- aqu [Cl-] = 0,2 Molar

Eo = 0,22
Aplicando Nerst
E = EO - 0,059 log Cl- reemplazando valores numricos
1
1
Se obtiene:
E = 0,222 0,059 log 0,2 = 0,263 voltios
Sumando los dos potenciales resulta
E celda = Eoxid + reduc = 0,038 + 0,263 = 0,301
1) Para cada uno de los siguientes sistemas indicar cul es el oxidante y escribir la
ecuacin balanceada de su semirreaccin. Hacer lo mismo con el reductor.
Emplear los iones H-, OH- y H2O para los balances.
a) Cl2, I-
I3-, CI-
b) Cd, Ag-
Ag, Cd2+
c) H2, Fe3+
H+,Fe2+
d) Cr2O7=, U4+
Cr3+, UO22-
e) V (OH)4+, V3+
VO2+
f) HNO2, MnO4-
NO-3, Mn2+
g) O2, I-
H2O, I3-
h) IO-3, I-
I2
i) H2C2O4, Ce4+
CO2, Ce3-
j) Ag, Br-, Sn4+
AgBr, Sn2+
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2. Calcular el peso equivalente de todos los oxidants del problema 1.

3. Escribir la ecuacin completa de todas las reacciones del problema 1.
4. Calcular los potenciales de reduccin de las siguientes semipilas, con respecto al
electrodo normal de hidrgeno.
a) Ag/Ag+ (0,01 M)
b) Ni/ Ni2+ (0,71 M)
c) Pt, H2 (1 atm/HCl(10-5M) )
d) Pt/Fe3- (1 X 10-4M), Fe2+ (0,1 M)
e) Ag/ Ag Br (sat), Br (3 M)
5. Calcular los potenciales de reduccin de los siguientes sistemas con respecto al
electrodo normal de hidrgeno:
a) Pt/V3+ (1 X 10-3 M), VO2- (1 M), HCI (0,1 M)
b) Pt/MnO-4 (0,3 M), Mn2+ (0,1 M) H+ (0,2 M)
6. Indicar si las siguientes semipilas actuaran como nodos o como ctodos en las
pilas galvnicas formadas en unin con un electrodo normal de hidrgeno.
a) Co / Co2+ (1M)
b) Ag/AgCl (sat), CI- (1M)
c) Pb/Pb2+ (1 X 10-4 M)
d) Pt, H2 (1 atm) / H+ (1 X 10-5 M)
e) Ag/AgI (sat), I- (1 M)
7. Colocar las siguientes sustancias en orden de poder oxidante decreciente Fe (CN)3-6,
Fe3+ , Ag(CN)+2 en KCN 1 M.
8. Calcular los potenciales tericos de las siguientes celdas. Indicar cul electrodo se
comporta como nodo de una pila voltaica.
a) Ag / AgBr (sat), Br 0,2 M, Fe 001 M // H+ 10 M, H2(g) 1 atm / Pt
b) Pt / Fe+++ 0,2 M, Fe++ 0,01 M // CI- 0,1 M, Hg2Cl2 (sat) / Hg
c) Cd / Cd++ 0,20 M // H+ 0,01 M, O2 1 atm / Pt
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METODOS POTENCIOMETRICOS
Teniendo en cuenta que el potencial que adquiere un conductor metlico sumergido en
una solucin puede ser sensible a la concentracin de uno o ms componentes de ella, es
posible usar las mediciones de potencial para la determinacin analtica de dichos
componentes.
Los mtodos analticos basados en la medicin del potencial se realizan de uno de los
modos siguientes: El primero consiste en comparar el potencial de un electrodo
indicador en contacto con la solucin problema, con el potencial del mismo electrodo
sumergido en una serie de soluciones patrn del componente a determinar; este mtodo
se llama potenciometra directa.
El otro mtodo consiste en seguir el curso de una valoracin volumtrica por medicin
del potencial de un electrodo sumergido en la solucin que se valora; este electrodo
tiene que ser sensible a uno o ms de los reactivos participantes en la reaccin. El punto
de equivalencia de la valoracin se determina mediante la observacin de las
variaciones de potencial de dicho electrodo. Este mtodo se denomina volumetra
potenciomtrica. Una de las aplicaciones de la potenciometra directa es la medicin
del pH.
Electrodo de hidrgeno: Para la medicin del pH se puede usar un E.S.H. para lo cual
se coloca el platino en la solucin a analizar y se expone a una corriente de gas
hidrgeno de presin parcial conocida; la semirreaccin es:
1
2
H2
H- + e
a 25 aplicando la ecuacin de Nerst resulta:

E = O- - 0,059 log
H+
(pH2)1/2
pH2 es la presin parcial del hidrgeno

en atmsferas.
Este electrodo se combina con otro de referencia de potencial conocido por ejemplo la
semipila de calomelanos; el potencial observado se representa por
Eobs = -0,059 log
H+
+ EHgCL2 + Ej
(pH2)1/2
Ej es el potencial de unin lquida que resulta de las diferencias en la velocidad con que
los aniones y cationes cruzan la superficie que separa la solucin cuyo pH se desea
determinar y la solucin de cloruro de potasio de la semipila de claomelanos. La
magnitud de Ej se puede disminuir a un valor muy pequeo con un puente salino
adecuado. El uso del electrodo de hidrgeno est limitado a soluciones que no
contengan sustancias capaces de reaccionar con el H2. Ejemplo de esas interferencias
son MnO-4, Fe++, Cr++.
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Electrodo de vidrio
Es el ms usado; tiene pocas interferencias y es de manejo ms simple que el de
hidrgeno. Su funcionamiento se basa en el hecho de que a travs de una delgada
membrana conductora de vidrio colocada entre dos soluciones de diferente pH se
desarrolla una diferencia de potencial. Esta diferencia de potencial se puede apreciar
colocando dos electrodos de referencia de potencial conocido y constante en las
soluciones a lado y lado de la membrana de modo que la diferencia de potencial entre
los dos electrodos vara segn sea la relacin de las concentraciones de H+; a 25C se
cumple que Eobs = K -0,059 log Cl K es una constante que depende de varios factores.
C2
Para hallar el pH de una solucin problema, la concentracin de H+ en un
compartimiento (C2) se mantiene constante.
Llamando C1
la concentracin
desconocida se puede decir que.
Eobs
= K -0,059 log C1
Eobs = K + 0,059 Ph
K se obtiene midiendo E para una solucin donde C1 sea perfectamente conocido.
Es necesario que el vidrio contenga agua para que sea efectivo como indicador de pH.
Cuando se seca el electrodo su sensibilidad se disminuye mucho o desaparece.
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SISTEMA DE ELECTRODOS TIPICO PARA LA MEDICION

POTENCIOMETRICA DEL pH
Aplicaciones del electrodo de vidrio
Para medir pH se usa un sistema de electrodo constituido por el electrodo de vidrio y un
electrodo de calomelanos. Dentro del electrodo de vidrio se halla en electrodo de
referencia de Ag AgCl. Diversas formas de electrodo de vidrio se usan para
mediciones de pH por ejemplo en el estmago; en lquidos viscosos, en gases, etc. Para
usar el medidor de pH se debe calibrar con una solucin Buffer de pH exacto.
Errores en la medicin de pH con electrodo de vidrio
a. Error alcalino que suele presentarse a pH mayores de 10 porque el in Na+ compite
con el in H+. Las lecturas tienden a ser bajas.
b. Error cido para valores cercanos a 0. Las lecturas tienden a ser altas.
c. Deshidratacin: Produce comportamiento inestable y lecturas erradas.
d. Error en el pH de la solucin buffer usada para calibrar.
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APENDICES
Constantes de disociacin de cidos
Constante de disociacin, a 25C
Nombre
Actico
Arsnico
Arsenioso
Benzoico
Brico
Butanico
Carbnico
Cianuro de hidrgeno
Citrico
Cloroactico
Fenol
Flouroro de hidrgeno
Frmico
Fosfrico
Fosforoso
0-Ftlico
Fumrico trans
Glicocola
Gliclico
Hidrazico
Hipocloroso
Idico
Lctico
Maleico
Mlico
Malnico
Mandlico
Nitroso
Oxlico
Peridico
Perxido de
hidrgeno
Pcrico
Frmula
CH3COOH
H 3 A SO 4
H 3 A SO 3
C6H5COOH
H3BO3
CH3CH2CH2COOH
H2CO3
HCN
HOOC(OH)C(CH2COOH)2
CICH2COOH
C6H5 OH
H2F2
HCOOH
H3PO4
H3PO3
C6H4 (COOH)2
HOOCCH:CHCOOH
H2HCH2COOH
HOCH2COOH
HN3
Col
HIO3
CH3CHOHCOOH
HOOCCH:CHCOOH
HOOCCHOHCH2COOH
HOOCCH2COOH
C6H5CHOHCOOH
HNO2
HOOCCOOH
H5IO6
K1
1,75 X 10-5
6,0 X 10-3
6,0 X 10-10
6,3 X 10-5
5,8 X 10-10
1,51 X 10-3
4,6 X 10-7
2,1 X 10-9
7,4 X 10-4
1,51 X 10-3
1,05 X 10-10
7,2 X 10-4
1,74 X 10-4
7,5 X 10-3
1,00 X 10-2
1,3 X 10-3
9,6 X 10-4
4,5 X 10-3
1,32 X 10-4
1,9 X 10-5
3,0 X 10-8
1,58 X 10-1
1,38 X 10-4
1,5 X 10-2
4.0 X 10-4
1,58 X 10-3
4,3 X 10-4
5,1 X 104
6,2 X 10-2
2,4 X 10-2
H2 O2
(NO2)3C6H2OH
2,7 X 10-12
4,2 X 10-1
Nombre
Propanoico
Saliclico
Sulfrico
Sulfuro de hidrgeno
Sulfuroso
Tartrico
Tricloroactico
Frmula
CH3CH2COOH
C6H4(OH)COOH
H2SO4
H2 S
H2SO3
HOOC(CHOH)2COOH
Cl3CCOOH
K1
1,32 X 10-5
1,05 X 10-3
strong
5,7 X 10-8
1,74 X 10-2
9,4 X 10-4
1,29 X 10-1
K2
K3
1,05 X 10-7
3,0 X 10-14
3,0 X 10-12
4,4 X 10-11
1,74 X 10-5
4,0 X 10-7
6,2 X 10-8
2,6 X 10-7
3,9 X 10-6
4,1 X 10-5
4,8 X 10-13
2,6 X 10-7
8,9 X 10-6
8,0 X 10-7
6,1 X 10-5
5,0 X 10-9
Constante de disociacin, a 25C
K2
1,2 X 10-2
1,2 X 10-15
6,2 X 10-8
2,9 X 10-5
K3
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Constantes de ionizacin de bases
Nombre
Frmula
Constante de disociacin
K a 25C
Amonaco
Anilina
l-Butilamina
Etilamina
Glicocola
Hidracina
Hidrxido de cinc
Hidroxilamina
Metilamina
Piperidina
Piridina
NH3
C6H5NH2
CH3(CH2)2CH2NH2
CH3CH2NH2
HOOCCH2NH2
H2NNH2
Zn(OH)2
HONH2
CH3NH2
C5H11N
C5 H 5 N
1,86 X 10-5
3,8 X 10-10
4,1 X 10-4
5,6 X 10-4
2,3 X 10-12
3,0 X 10-6
K2 = 4,4 X 10-5
1,07 X 10-8
4,4 X 10-4
1,6 X 10-3
1,4 X 10-9
Pesos frmula
AgBr
AgCl
Ag2CrO4
AgI
AgNO3
AgSCN
Al2O3
Al2(SO4)3
AS2O3
B2 O 3
BaCO3
BaCI2
BaCrO4
Ba(OH)2
BaSO4
Bi2O3
CO2
CaCO3
CaC2O4
CaF2
CaO
CaSO4
Ce(HSO4)4
187,78
143,32
331,73
234,77
169,87
165,95
101,96
342,14
197,85
69,62
197,35
208,25
253,33
171,36
233,40
466,0
44,01
100,09
128,10
78,08
56,08
136,14
528,4
K2CrO4
K2Cr2O7
K3Fe(CN)6
K4Fe(CN)6
KHC8H4O4 Ftlato cido
KH(IO3)2
K2HPO4
KH2PO4
KHSO4
KI
KIO3
KIO4
KMnO4
KNO3
KOH
KSCN
K2SO4
La(IO3)3
Mg(C9H6OH)2
MgNH4PO4
MgO
Mg2P2O7
MgSO4
194,20
294,19
329,26
368,38
204,23
389,92
174,18
136,09
136,17
166,01
214,00
230,00
158,04
101,11
56,11
97,18
174,27
663,62
312,59
137,35
40,31
222,57
120,37
Pgina 1 de 2
CeO2
Ce(SO4)2
(NH4)2Ce(NO3)6
(NH4)4Ce(SO4)42H2O
Cr2O3
CuO
Cu2O
CuSO4
Fe(NH4)2(SO4)26H2O
FeO
Fe2O3
Fe3O4
HBr
HC2H3O2 Actico
HC7H5O2 Benzoico
HCl
HClO4
H2C2O4.2H2O
H5IO6
HNO3
H2 O
H2 O2
H3PO4
H2 S
H2SO3
H2SO4
HgO
Hg2Cl2
HgCl2
KBr
KBrO3
KCl
KClO3
KCN
172,12
332,25
548,23
632,6
151,99
79,54
143,08
159,60
392,14
71,85
159,69
231,54
80,92
60,05
122,12
36,46
100,46
126,07
227,94
63,01
18,015
34,01
98,00
34,08
82,08
98,08
216,59
472,09
271,50
119,01
167,01
74,56
122,55
65,12
MnO2
Mn2O3
Mn3O4
Na2B4O710H2O
NaBr
NaC2H3O2
Na2C2O4
NaCl
NaCN
Na2CO3
Na2H2EDTA2H2O
Na2O2
NaOH
NaSCN
Na2SO4
Na2S2O3.5H2O
NH3
NH4Cl
(NH4)2C2O4.H2O
NH4NO3
(NH4)2SO4
(NH4)2S2O8
NH4VO3
PbCrO4
PbO
PbO2
PbSO4
P2 O 3
Sb2S3
SiO2
SnCl2
SnO2
SO2
SO3
Zn2P2O7
86,94
157,88
228,81
381,37
102,90
82,03
134,00
58,44
49,01
105,99
372,2
77,98
40,00
81,07
142,04
248,18
17,03
53,49
142,11
80,04
132,14
228,18
116,98
323,18
223,19
239,19
303,25
141,94
339,68
60,08
189,60
150,69
64,06
80,06
304,68
Pgina 1 de 2
CONSTANTES DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Substancia
Frmula
K
ps
Aluminio, hidrxido
Bario, carbonato
Bario, iodato
Bario, oxalato
Bario, sulfato
Cadmio, carbonato
Cadmio, sulfuro
Calcio, carbonato
Calcio, oxalato
Calcio, sulfato
Cobre (II), hidrxido
Cobre (II), sulfuro
Cobre (I), bromuro
Cobre (I), cloruro
Cobre (I), ioduro
Cobre (I), tiocianato
Estroncio, oxalato
Estroncio, sulfato
Hierro (III), hidrxido
Lantano, iodato
Magnesio y amonio, fosfato
Magnesio, carbonato
Magnesio, hidrxido
Magnesio, oxalato
Manganeso (II), hidrxido
Manganeso (II), sulfuro
Plata, arseniato
Plata, bromuro
Plata, carbonato
Plata, cianuro
Plata, cloruro
Plata, cromato
Plata, iodato
Plata, ioduro
Plata, oxalato
Plata, sulfuro
Plata, tiocianato
Plomo, carbonato
Plomo, cloruro
Plomo, cromato
Plomo, hidrxido
Plomo, oxalato
Plomo, sulfato
Plomo, sulfuro
Talio (I), cloruro
Talio (I), sulfuro
Zinc, hidrxido
Zinc, oxalato
Zinc, sulfuro
Al(OH)3
BaCO3
Ba(IO3)2
BaC2O4
BaSO4
CdCO3
CdS
CaCO3
CaC2O4
CaSO4
Cu(OH)2
CuS
CuBr
CuCl
Cul
CuSCN
SrC2O4
SrSO4
Fe(OH)3
La(IO3)3
MgNH4PO4
MgCO3
Mg(OH)2
MgC2O4
Mn(OH)2
MnS
Ag3AsO4
AgBr
Ag2CO3
AgCN
AgCl
Ag2CrO4
AgIO3
AgI
Ag2C2O4
Ag2S
AgSCN
PbCO3
PbCl2
PbCrO4
Pb(OH)2
PbC2O4
PbSO4
Pbs
TICI
TI2S
Zn(OH)2
ZnC2O4
ZnS
5 X 10-33
4,9 X 10-9
1,57 X 10-9
1,6 X 10-7
1,0 X 10-10
2,5 X 10-14
1 X 10-28
4,8 X 10-9
1,9 X 10-9
6,1 X 10-3
1,6 X 10-19
8,5 X 10-45
5,9 X 10-9
3,2 X 10-7
1,1 X 10-12
4 X 10-14
5,6 X 10-8
2,8 X 10-7
1,5 X 10-36
6 X 10-10
2,5 X 10-13
1 X 10-5
5,9 X 10-12
8,6 X 10-5
4 X 10-14
1,4 X 10-15
1,0 X 10-22
7,7 X 10-13
8,2 X 10-12
2 X 10-12
1,82 X 10-10
1,1 X 10-12
3,1 X 10-8
8,3 X 10-17
1,1 X 10-11
1,6 X 10-49
1,1 X 10-12
1,6 X 10-13
1
X 10-4
1,8 X 10-14
2,5 X 10-16
3,0 X 10-11
1,9 X 10-8
7
X 10-28
2
X 10-4
1
X 10-22
2
X 1014
7,5 X 10-9
4,5 X 10-24
Pgina 1 de 2
Potenciales normales de reduccin

Semi-reaccin
E, volt.
F2 + 2H+ + 2e
2HF
O3 + 2H+ + 2e
O2 + H 2 O
S2O82- + 2e
2SO423+
Co + e
Co2+
+
H2O2 + 2H + 2e
2H2O
MnO4- + 4H+ + 3e
MnO2 + 2H2O
3,06
2,07
2,01
1,82
1,77
1,695
Ce4+ + e
1,70
Ce3+
H3IO6 + H+ + 2e
BrO3- + 6H+ + 5e
-
IO3- + 3H2O
1
Br2 + 3H2O
1,
1,52
MnO4 + 8H + 5e
Mn3+ + e
Mn2+
+
PbO2 + 4H + 2e
Cl2 + 2e
2Cl-
Mn2+ + 4H2O
Pb2- + 2H2O
1,51
1.51
1,455
1,359
Semi-reaccin
E, volt.
Cr2O2-7 + 14H- + 6e
2Cr3+ + 7H2O
3+
TI + 2e
TI
MnO2 + 4H+ + 2e
Mn2+ + 2H2O
O2 + 4H- + 4e
2H2O
1
IO3- + 6H+ + 5e
I2 + 3H2O
1,33
1,25
1,23
1,229
1,195
Br2 + 2e
ICI2- + e
2Br
1
I2 + 2CI-
V(OH)4+ + 2H+ + e
VO2+ + 3H2)
HNO2 + H+ + e
NO + H2O
NO3 + 3H+ + 2e
HNO2 + H2O
2Hg2- + 2e
Hg2+
Cu2- + I- + e
CuI
Ag+ + e
Ag
Hg22+ + 2e
2Hg
Fe3+ + e
Fe2+
PtCl2- + 2e
Pt + 4CIC6H4O2 (quinona) + 2H+ + 2e
C6H4(OH)2
O2 + 2H+ + 2e
H2O2
PtCI62- + 2e
PtCI42- + 2CIMnO4- + e
MnO42H3AsO4 + 2H + 2e
H3ASO3 + H2O
I3- + 2e
3II2 + 2e
2ICu + e Cu
H2SO3 + 4H- + 4e
S + 3H2O
Ag2CrO4 + 2e
2Ag + CrO42VO2- + 2H- + e
V3+ + H2O
2Fe(CN)6 + e
Fe(CN)64Cu2- + 2e
Cu
1,065
1,06
1,00
1,00
0,94
0,920
0,86
0,799
0,789
0,771
0,73
0,699
0,682
0,68
0,564
0,559
0,536
0,5355
0,521
0,45
0,446
0,361
0,36
0,337
Pgina 1 de 2
UO22- + 4H+ + 2e
U4+ + 2H2O
+
BiO + 2H + 3e
Bi + H2O
HgCl2 + 2e
2Hg + 2CI-
0,334
0,32
0,268
AgCI + e Ag + CISO42- + 4H+ + 2e

H2SO3 + H2O
Cu2- + e
Cu+
Sn4- + 2e Sn2+
S + 2H+ + 2e
H2 S
TiO2+ + 2H+ e Ti3+ + H2O
AgBr + e
Ag + Br2S4O6 + 2e
2S2O32Ag(S2O3)23- + e
Ag + 2S2O32+
2H + 2e H2
0,222
0,17
0,153
0,15
0,141
0,1
0,095
0,08
0,01
0,000
Semi-reaccin
E, volt.
Pb2 + 2e
Pb
__ 0,126
Sn2+ + 2e
Sn
AgI + e Ag + ICuI + e Cu + IN2 + 5H+ + 4e
N2H5+
3+
Ni + 2e
Ni
__0,136
__0,151
__,185
__0,23
__0,250
V3+ + e
V3+
2+
Co + 2e
Co
Ag(CN)2- + e Ag + 2CNTI+ + e Tl
Tl3+ + e
Ti2+
2+
Cd + 2e Cd
Cr3+ + e
Cr2+
2+
Fe + 2e
Fe
2CO2(g) + 2H+ + 2e
H 2 C2 O 1
Cr3+ + 3e
Cr
Zn2+ + 2e
Zn
Mn2+ + 2e
Mn
Al3+ + 3e Al
Mg2+ + 2e Mg
Na+ + e Na
Ca2+ + ee Ca
Ba2+ + 2e Ba
K+ + e K
Li+ + e Li
-0,255
__0,277
__0,31
__0,336
__0,37
__0,403
__0,41
__0,440
__0,49
__0,74
__0,763
__1,18
__1,66
__2,37
__2,71
__2,87
__2,90
__2,92
__3,04
Pgina 1 de 2
BIBLIOGRAFIA
GARZON, Guillermo. Fundamentos de Qumica General. Edit. Mac Graw Hill. 1980.
SKOOG, Douglas A. y WEST, Donald M. Introduccin a la Qumica Analtica.
Editorial Revert. 1970.
SIMPSON, Hamilton. Clculos de Qumica Analtica. Ellis Editorial Mc Graw Hill.
1981.

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PRINCIPIOS DE QUMICA ANALTICA

FUNDAMENTOS DE QUMICA ANALTICA

ROBERTH PATERNINA URIBE MsC

PRINCIPIOS DE QUMICA ANALTICA

PRINCIPIOS DE QUIMICA ANALITICA

ROBERTH PATERNINA URIBE Q.F. - 2011

PRINCIPIOS DE QUMICA ANALTICA

Ambos se basan en la correlacin de una medicin fsica con la concentracin, ambos

Magnitud que se mide

Peso del compuesto que contiene

Prdida de peso debida a la

Volumen de solucin que

Volumen de especie gaseosa

Radiacin emitida por la especie.

Rotacin del plano de la luz

Indice de refraccin de una

Dispersin de la luz por la

Conductividad de una solucin de

ROBERTH PATERNINA URIBE Q.F. - 2011

PRINCIPIOS DE QUMICA ANALTICA

Magnitud que se mide

Capacitancia de una solucin de

Calor de reaccin de la especie.

ETAPAS DE UNA ANLISIS CUANTITATIVO

ROBERTH PATERNINA URIBE Q.F. - 2011

PRINCIPIOS DE QUMICA ANALTICA

por unidad de peso o de volumen de muestra. El modo empleado generalmente

ROBERTH PATERNINA URIBE Q.F. - 2011

PRINCIPIOS DE QUMICA ANALTICA

% E rel. = V.exp.-V.verd X 100

ROBERTH PATERNINA URIBE Q.F. - 2011

PRINCIPIOS DE QUMICA ANALTICA

TIPO DE ERROR EN LOS RESULTADOS ANALITICOS

Errores personales: del experimentador como anotar mal una pesada o el

b. Errores instrumentales: se atribuye a imperfecciones de los aparatos, pesas,

Errores del mtodo: Inherentes al mtodo de anlisis.

Los errores determinados pueden corregirse con calibraciones.

CONCEPTOS FUNDAMENTALES PARA EL ANALISIS CUANTITATIVO

ROBERTH PATERNINA URIBE Q.F. - 2011

PRINCIPIOS DE QUMICA ANALTICA

Las unidades derivadas resultan de operaciones matemticas efectuadas de las

Densidad: Es la masa de un volumen unidad de la sustancia.

La unidad SI es kg pero para los slidos y lquidos se expresa en g y

ROBERTH PATERNINA URIBE Q.F. - 2011

PRINCIPIOS DE QUMICA ANALTICA

dA1 = masa = 75,21 g = 2,70 g__

g es decir 1 pfg HCL = 36.46 g HCI.

El peso milifrmula (pmf) es la milsima parte del pfg.

ROBERTH PATERNINA URIBE Q.F. - 2011

PRINCIPIOS DE QUMICA ANALTICA

1 mol Cl2 = 35,45 X 2 g CI porque la molcula de este gas es biatmica.

La misma relacin se cumple para un elemento, es decir, el tomo gramo de un

Encontrar el nmero de molculas de etano que hay en 45 g de este compuesto.

Cuntos tomos de C contienen?

La equivalencia correspondiente es:

ROBERTH PATERNINA URIBE Q.F. - 2011

PRINCIPIOS DE QUMICA ANALTICA