Problemas de ácido-base, precipitación y electroquímica

INTRODUCCIÓNElaprendizajedelaQuímicaconstituyeunretoalqueseenfrentancadaañolos,cadavezmás

escasos,estudiantesde2°debachilleratoqueeligen lasopcionesde“Ciencias”,“Cienciasde la

Salud”e“IngenieríayArquitectura”.Estotambiénconstituyeunretoparalosprofesoresque,no

solodebensercapacesdebuscarlaformamáseficazparaexplicarestadisciplina,sinoademás,

inculcarelinterésquenacedelreconocimientodelpapelquejuegalaQuímicaenlavidayenel

desarrollodelassociedadeshumanas.

Enestecontexto, lasOlimpiadasdeQuímicasuponenunaherramientamuy importanteyaque

ofrecen un estímulo, al fomentar la competición entre estudiantes procedentes de diferentes

centrosycondistintosprofesoresyestilosoestrategiasdidácticas.

Estacoleccióndecuestionesyproblemassurgiódelinterésporpartedelosautoresderealizar

unarecopilaciónde losexámenespropuestosendiferentespruebasdeOlimpiadasdeQuímica,

conel findeutilizarloscomomaterialdeapoyoensusclasesdeQuímica.Unavez inmersosen

esta labor, y a la vista del volumen de cuestiones y problemas reunidos, la Comisión de

OlimpiadasdeQuímicadelaAsociacióndeQuímicosdelaComunidadValencianaconsideróque

podía resultar interesante supublicaciónparaponerloadisposiciónde todos losprofesoresy

estudiantesdeQuímicaa losque lespudiera resultardeutilidad.Deestamanera,elpresente

trabajosepropusocomounposiblematerialdeapoyopara laenseñanzade laQuímicaen los

cursos de bachillerato, así como en los primeros cursos de grados del área de Ciencia e

Ingeniería. Desgraciadamente, no ha sido posible ‐por cuestiones que no vienen al caso‐ la

publicación del material. No obstante, la puesta en común de la colección de cuestiones y

problemasresueltospuedeservirdegermenparaeldesarrollodeunproyectomásamplio,enel

queeldiálogo,elintercambiodeideasylacomparticióndematerialentreprofesoresdeQuímica

condistintaformación,origenymetodología,peroconobjetivoseinteresescomunes,contribuya

aimpulsarelestudiodelaQuímica.

En elmaterial original sepresentan los exámenes correspondientesa las últimasOlimpiadas

NacionalesdeQuímica(1996‐2011)asícomootrosexámenescorrespondientesafaseslocalesde

diferentesComunidadesAutónomas.Enesteúltimo caso, sehan incluido sólo las cuestionesy

problemasquerespondieronalmismoformatoquelaspruebasdelaFaseNacional.Sepretende

ampliarelmaterialcon lascontribucionesquerealicen losprofesores interesadosen impulsar

este proyecto, en cuyo caso se harámención explícita de la persona que haya realizado la

aportación.

Las cuestiones sonde respuestasmúltiplesy sehan clasificadopormaterias,de formaqueal

final de cada bloque de cuestiones se indican las soluciones correctas. Los problemas se

presentancompletamenteresueltos.Enlamayorpartedeloscasosconstandevariosapartados,

queenmuchasocasionessepodríanconsiderarcomoproblemasindependientes.Esporelloque

enelcasodelasOlimpiadasNacionalessehaoptadoporpresentarlaresolucióndelosmismos

planteandoelenunciadodecadaapartadoy,acontinuación,laresolucióndelmismo,en lugar

de presentar el enunciado completo y después la resolución de todo el problema. En las

cuestionesyenlosproblemassehaindicadolaprocedenciayelaño.

Losproblemasycuestionesrecogidosenestetrabajohansidoenviadospor:

Juan A. Domínguez (Canarias), Juan Rubio (Murcia), Luis F. R. Vázquez y Cristina Pastoriza

(Galicia), JoséA.Cruz,NievesGonzález,Gonzalo Isabel (CastillayLeón),AnaTejero (Castilla‐

LaMancha),PedroMárquez(Extremadura),PilarGonzález(Cádiz),ÁngelF.Sáenzde laTorre

(La Rioja), José Luis Rodríguez (Asturias),Matilde Fernández (Baleares), Fernando Nogales

(Málaga).

Finalmente,losautoresagradecenaHumbertoBuenosuayudaenlarealizacióndealgunasde

lasfigurasincluidasenestetrabajo.

Losautores

ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen9.(S.Menargues&F.Latre) 1

8.ÁCIDOSYBASES

8.1.Unadisolucióndesulfatodeamonio tienepH=4.Calcula laconcentraciónde laespeciespresentesenladisoluciónsabiendoquelaconstantedeionizacióndelamoníacoes1,7·10 .

(Dato. =1,0·10 )(Canarias1992)

El NH SO es una sustancia que en disolución acuosa se encuentra disociada según laecuación:

NH SO (aq)2NH (aq)+SO (aq)

Haciendolaaproximacióndequeelionsulfatoeslabaseconjugadadelionhidrógenosulfato(ácidofuerte)yqueportantonosehidroliza,elpHdeladisoluciónsedebealionamonio,queeselácidoconjugadodelabasedébilNH ,ysehidrolizadeacuerdoconlaecuación:

NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)

Latabladeconcentracionescorrespondienteaesteequilibrioes:

NH NH H Ocinicial c — ctransformado x —cformado — x xcequilibrio c–x x x

Laconstantedeacidezdelamonioes:

K =[NH ][H O ]

[NH ]

x2

c– x

SielpHdeladisoluciónes4,0:

x=[ ]=10 =10 M

[ ]=[H O ]=10 M

El valor de la constante de acidez (hidrólisis) del amonio se calculamediante la siguienteexpresión:

K =K

K K =

1,0·10

1,7·10=5,9·10

Sustituyendo

5,9·10 =10

c–10c=16,95M

Laconcentracióndeamoniosinhidrolizarenequilibrioes:

[ ]= c– x 16,95M


8.2.Deacuerdocon lateoríaácido‐basedeBrönsted,completalossiguientesequilibrios,detalformaqueelprimermiembrodelaecuaciónseasiempreunácido:

a) +…… +…… b) +…… +……

c) + +…… d) + +(Canarias1995)(Canarias2002)(Canarias2011)

Deacuerdocon la teoríaácido‐basepropuestaporBrönsted,“ácidoes todaespeciequímicacapazdecederprotones”.Aplicadoalasecuacionesdadas:

a)Paraelionamonio:

NH + H O+

b)Paraelionhidrógenosulfato:

HSO + H O +

c)Paraelagua:

H O+CN OH +HCN

d)Paraelácidocarbónico:

H CO +H O +

(EnCanarias2011sereemplazaHCO yseañadeH CO ).

8.3. Una botella de reactivo contiene una disolución acuosa de tetraoxosulfato (VI) dedihidrógeno,diluidoal49%enpeso,quepresentaunadensidadde1,15g/ .¿Cuáleslamolaridaddelácido?¿CuáleselpHdeladisolución?

(Dato:2ªconstantedeacidez( )delionhidrógenotetraoxosulfato(VI)=1,2·10 )(Galicia1999)

Tomandounabasedecálculode100gdedisolucióndeH SO laconcentraciónmolardelamismaes:

49gH SO100gH SO 49%

1molH SO98gH SO

1,15gH SO 49%1cm H SO 49%

103cm H SO 49%1LH SO 49%

=5,75M

ElH SO ,esunácido fuerte,queendisoluciónacuosasedisocia totalmentede la siguienteforma:

H SO (aq)+H O(l)HSO (aq)+H O (aq)

ElHSO4–,esunácidodébil,queendisoluciónacuosasedisociaparcialmentede la siguiente

forma:

HSO (aq)+H O(l)SO +H O

Latabladeconcentracionescorrespondienteaestasegundaionizaciónes:


HSO SO H O cinicial 5,75 — 5,75ctransformado x —cformado — x xcequilibrio 5,75–x x 5,75+x

LaconstantedeacidezdelHSO es:

K =[SO ][H O ]

[HSO ]

Sustituyendolosvaloresdelatabla:

1,2·10 =x 5,75+x5,75– x

x=0,012M

Elvalorde H O enelequilibrioes:

[H O ]= 5,75+0,012 M=5,762M

pH=‐log 5,762 =‐0,76

8.4.CalculaelpHdelaguadeunapiscinade75 devolumenalaquesehanañadido150gdemonoxoclorato(I)desodio(hipocloritosódico).Laconstantededisociacióndelmonoxoclorato(I)dehidrógenoes3,0·10 .

(Dato.Productoiónicodelagua, =1,0·10 )(Galicia2000)

Elhipocloritodesodio(NaClO)sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NaClO(aq)ClO (aq)+Na (aq)

Laconcentracióndeestadisoluciónes:

c=150gNaClO

75m3disolucion1molNaClO74,5gNaClO

1m3disolucion

103Ldisolucion=2,7·10 M

ElionNa nosehidrolizayaqueprocededelNaOH(basefuerte).

ElionClO sehidrolizaproduciendoionesOH segúnlareacción:

ClO (aq)+H O(l)HClO(aq)+OH (aq)

Aplicandoloscorrespondientesbalancesyaproximacionessepuedeescribir:

[HClO]=[OH ]=x

[ClO ]=c[OH ]=c–x

siendoclaconcentracióninicialdeNaClO.

Laexpresióndelaconstantequedacomo:

K =[HClO][OH ]

[ClO ]=

xc– x


El valor de la constante de basicidad (hidrólisis) del hipoclorito se calcula mediante lasiguienteexpresión:

K =K

K K =

1,0·10

3,0·10=3,3·10

Sustituyendo

3,3·10 =x2

2,7·10 – xx=[OH ]=2,8·10 M

pOH=‐log 2,8·10 =5,55

pH=14pOH=145,55=8,45

8.5.UnadisolucióndeunácidodébiltieneelmismopHqueunadisolucióndeHCl5,49·10 M.Calcula:a)ElpHdeladisolución.b)Laconstantedeionizacióndelácidodébil.c)Elgradodedisociacióndelácidodébil.

(Canarias2001)

a)Si[H O ]=5,49·10 M

pH=‐log 5,49·10 =2,26

b)SeaelácidodébilHAquesedisociadeacuerdoconlasiguienteecuación:

HA(aq)+H O(l)A (aq)+H O (aq)

Latabladeconcentracionescorrespondienteaesteequilibrioes:

HA A H O cinicial c — ctransformado x —cformado — x xcequilibrio c–x x x

SuponiendoqueparaelácidoHAsuconcentracióninicial,c=0,1M,laconstantedeacidezes:

K =[A ][H O ]

[HA]=

xc–x

K =5,49·10

0,1–5,49·10=3,2·10

c)ElgradodedisociacióndelácidoHAes:

α=[A ][HA]

=xc=5,49·10

0,1=0,0555,5%


8.6.CalculaelpHde800mLdedisoluciónacuosa0,1Mdeetanoico(ácidoacético).Laconstantededisociacióndeesteácidoorgánicoa25°Cesde1,76·10 .

(Galicia2001)

El ácido acético (CH COOH), abreviadamente AcH, es un ácido débil que se disociaparcialmentesegúnelequilibrio:

HAc(aq)+H O(l)Ac (aq)+H O (aq)

cuyaconstantedeacidezes:

K =[Ac ][H O ]

[HAc]

Aplicandoloscorrespondientesbalancesyaproximacionesseobtiene:

[Ac ]=[H O ] y [HAc]=c[H O ]

siendo c la concentración inicial de AcH. Sustituyendo estos valores en la expresión de laconstantequeda:

K =[H Oc–[H O ]

Cuandosedélacircunstanciadeque:

cK

>100sepuederealizarlaaproximacionc–[H O ]≈c

conloquelaecuaciónanteriorquedacomo:

K =[H O

c[H O ]= Ka·c= 1,76·10–5·0,1=1,33·10–3M

[H O ]= 1,76·10 0,1=1,33·10 MpH=‐log 1,33·10 =2,88

8.7.SielpHdeunadisolucióndeclorurodeamonioes5,2;calculalaconcentracióndeclorurodeamonioyelgradodehidrólisis.

(Dato. (amoníaco)=1,75·10 )(Asturias2001)

Elclorurodeamonio(NH Cl)sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NH Cl(aq)NH (aq)+Cl (aq)

ElionCl nosehidrolizayaqueprocededelHCl(ácidofuerte).

ElionNH sehidrolizaproduciendoionesH O segúnlareacción:



[NH ]=[H3O ]=x


[NH ]=c[H3O ]=c–x

siendoclaconcentracióninicialdeNH Cl.


K =[NH3][H3O ]

[NH ]=

x2

c– x

SielpHdeladisoluciónes5,2:

[H O ]=10 =6,3·10 M

[NH ]=[H O ]=6,3·10 M


K =K

K K =

1,0·10

1,75·10=5,7·10

Sustituyendo

5,7·10 =6,3·10 2

c–6,3·10c=7,0·10 M

LaconcentracióndeladisolucióndeNH4Cles:

[ ]=c=7,0·10 M

ElgradodehidrólisisdelionNH4+es:

α=[NH ][NH

=xcα=

6,3·10

7,0·10=9,0·10 0,009%

8.8. Indica el carácter ácido, básico o neutro resultante de las disoluciones acuosas de lassiguientessales: , , .

(Canarias2002)

Elpercloratodepotasio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

KClO (aq)K (aq)+ClO (aq)

ElionK nosehidrolizayaqueprocededelKOH(basefuerte).

ElionClO nosehidrolizayaqueprocededelHClO (ácidofuerte).

LosúnicosH O yOH delmediolossuministraelH O,portanto,ladisolucióntienecarácterNEUTRO.

Elcianurodebario,Ba CN ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

Ba CN (aq)Ba (aq)+2CN (aq)

ElionBa nosehidrolizayaqueprocededelBa OH (basefuerte).


ElionCN sehidrolizaproduciendoionesOH segúnlareacción:

CN (aq)+H O(l)HCN(aq)+OH (aq)

ElmediocontieneionesOH ,portanto,ladisolucióntienecarácterBÁSICO.

Elbromurodeamonio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NH Br(aq)NH (aq)+Br (aq)

ElionBr nosehidrolizayaqueprocededelHBr(ácidofuerte).



ElmediocontieneionesH O ,portanto,ladisolucióntienecarácterÁCIDO.

8.9.¿QuévariacióndepHseproduciráalañadir10mLdeNaOH0,15Mamediolitrodeaguapura?

(Dato. =1,0·10 )(Canarias2002)

ElH Oesneutra,portantosupH=7.

Si se añaden 10mL de NaOH 0,15 M a 500mL de H O la concentración de la disoluciónresultante,considerandovolúmenesaditivos,es:

10mLNaOH0,15M500+10 mLdisolucion

0,15mmolNaOH1mLNaOH0,15M

=2,94·10 M

Elhidróxidodesodio,NaOH,esunabasefuertequeseencuentracompletamentedisociadaenionesdeacuerdoconlaecuación:

NaOH(aq)Na (aq)+OH (aq)

pOH=‐log 2,94·10 =2,53

pH=14–pOHpH=11,47

LavariacióndepHqueexperimentaelH OalañadirelNaOHes:

Δ(pH)=11,47–7,00=4,47

8.10.Sepreparaunadisolucióndisolviendo4gdeNaOHen250mLdeagua.a)CalculaelpHdeladisolución.b)Siahorasediluyeladisoluciónanteriorhasta2000mL,¿cuálseráelnuevopH?c) Si ahora se le añade 500mL de disolución 0,5M de ácido sulfúrico, ¿cuál es el pH de ladisoluciónresultante?d)Calculaelvolumendedisolución0,1Mdeácidosulfúriconecesarioparaneutralizar50mLdeladisolucióninicial.

(Canarias2003)

a)Sisedisuelven4gdeNaOHen250mLdeH Olaconcentracióndeladisoluciónresultante,considerandoquenoexistevariaciónapreciabledevolumen,es:


4gNaOH0,250Ldisolucion

1molNaOH40gNaOH

0,4M

Elhidróxidodesodio,NaOH,esunabasefuertequeseencuentracompletamentedisociadaenionesdeacuerdoconlaecuación:


pOH=‐log 0,4 =0,398

pH=14–pOHpH=13,601

b) Si se diluye la disolución anterior hasta un volumen final de 2000 mL la nuevaconcentracióndeladisoluciónresultantees:

4gNaOH2Ldisolucion

1molNaOH40gNaOH

0,05M

ElpOHypHdeladisoluciónes:

pOH=‐log 0,05 =1,30

pH=14–pOHpH=12,70

c)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNaOHyH SO es:

2NaOH(aq)+H SO (aq)Na SO (aq)+2H O(l)

Elnúmerodemmolesdecadaunadelassustanciases:

4gNaOH1molNaOH40gNaOH

103mmolNaOH1molNaOH

=100mmolNaOH

500mLH SO 0,5M0,5mmolH SO1mLH SO 0,5M

=250mmolH SO

100mmolNaOH250molH SO

=0,4

Comolarelaciónmolares<2quieredecirquesobraH SO ,porloqueNaOHeselreactivolimitante.

RelacionandoNaOHconH SO :

100mmolNaOH1mmolH SO2mmolNaOH

=50mmolH SO

250mmolH SO (inicial)–50mmolH SO (gastado)=200mmolH SO (sobrante)

Laconcentracióndeladisoluciónresultante,considerandovolúmenesaditivos,es:

200mmolH SO 500+2000 mLdisolucion

=0,08M

Elsulfatodesodioformado,Na SO ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

Na SO (aq)2Na (aq)+SO (aq)



ElionSO nosehidrolizayaqueprocededelH SO (ácidofuerte).

ElpHdelmediosedebealadisolucióndeH SO sobrante.ElH SO ,esunácidofuerte,queendisoluciónacuosasepuedeconsiderarquedisociatotalmentedelasiguienteforma:

H SO (aq)2H O (aq)+SO (aq)

Deacuerdoconlaecuaciónanterior,laconcentracióndeH O deladisoluciónresultantees:

[H O 0,08molH SO Ldisolucion

2molH O 1molH2SO4

=0,16M

pH=‐log 0,16 =0,80

d)RelacionandoladisolucióninicialdeNaOH0,4MconH SO :

50mLNaOH0,4M0,4mmolNaOH1mLNaOH0,4M

1mmolH SO2mmolNaOH

=10mmolH SO

ComoseneutralizacondisolucióndeH SO 0,1M:

10mmolH SO1mLH SO 0,1M0,1mmolH SO

=100mL 0,1M

8.11.¿Quévolumendeunadisoluciónde depH=14seránecesarioparaprepararunlitrodeotradepH=12ycuántosmgde porlitrotendráestaúltima?

(Galicia2003)

ElBa OH endisoluciónsedisociasegúnlaecuación:

Ba OH (aq)Ba (aq)+2OH (aq)

UnadisolucióndeBa OH depH=12tieneuna[OH ]:

pH=12pOH=2[OH ]=10 =10 M

Segúnlaestequiometría,laconcentracióndeladisolucióndeBa OH serálamitadqueladeOH :

10molOH

L1molBa OH2molOH

=5·10 molBa OH

L

Análogamente,unadisolucióndeBa OH depH=14tieneuna[OH ]:

pH=12pOH=0[OH ]=10 =10 =1M

ylaconcentracióndeladisolucióndeBa OH :

1molOH

L1molBa OH2molOH

=0,5molBa OH

L

LamasadeBa OH quecontiene1LdedisolucióndeBa OH depH=12,esdecir,5·10 M:


1LBa OH 5·10 M5·10–3molBa OH

1LBa OH 5·10–3M171,3·103mgBa OH

1molBa OH=857mg

ParapreparardichadisoluciónapartirdeotradepH=14senecesita:

1LBa OH 5·10 M5·10 molBa OH

1LBa OH 5·10–3M103mLBa OH 0,5M

0,5molBa OH=10mL 0,5M

8.12. Calcula el pH y el grado de disociación del ácido acético en una disolución que essimultáneamente0,1Menácidoáceticoy0,05Menácidoclorhídrico.

(Dato. (ácidoacético)=1,8·10 )(Asturias2003)

El ácido clorhídrico (HCl) es un ácido fuerteque se encuentra completamentedisociado enionesdeacuerdoconlaecuación:

HCl(aq)+H O(l)Cl (aq)+H O (aq)

El ácido acético (CH COOH), abreviadamente HAc, es un ácido débil que se disociaparcialmentesegúnelequilibrio:


Como se trata de una disolución que contiene una mezcla de ambos ácidos con unaconcentraciónsimilar,sepuederealizarlasiguienteaproximación:

[H O >>[H O [H O ≈[H O

pH=‐log 0,05 =1,30

Para calcular el grado de disociación del HAc se escribe la tabla de concentracionescorrespondientealequilibrioes:

HAc Ac H Ocinicial 0,1 — 0,05ctransformado x —cformado — x xcequilibrio 0,1–x x 0,05+x

SustituyendoenlaexpresióndeK :

K =[Ac ][H O ]

[HAc]

1,8·10 =x 0,05+x0,1–x

x=3,6·10 M

ElgradodedisociacióndelácidoHAes:

α=[Ac ][HAc]

=xcα=

3,6·100,1

=3,6·10 0,036%


8.13.Escribelosprocesosácido‐baseresultantesaldisolverenagualassiguientesespecies: ,, ,HCOOHy .

(Canarias2004)







ElHCOOHsedisociaparcialmenteenaguaproduciendoionesH O segúnlareacción:

HCOOH(aq)+H O(l)HCOO (aq)+H O (aq)

ElNH sedisociaparcialmenteenaguaproduciendoionesOH segúnlareacción:

NH (aq)+H O(l)NH (aq)+OH (aq)

8.14.¿Cuálocuálesdelassiguientessalesdisueltasenaguapuraoriginanunadisoluciónácida?Justificalarespuesta.

1)NaCl2)KCN3) 4) (Canarias2004)

1)Elclorurodesodio,NaCl,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NaCl(aq)Na (aq)+Cl (aq)




2)Elcianurodepotasio,KCN,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

KCN(aq)K (aq)+CN (aq)





3)Elnitratodeamonio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NH NO (aq)NH (aq)+NO (aq)

ElionNO nosehidrolizayaqueprocededelHNO (ácidofuerte).





4)Elnitratodepotasio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

KNO (aq)K (aq)+NO (aq)




8.15. La aspirina se forma a partir del ácido salicílico, . Si la constante deionización de dicho ácido es = 1,1·10 , calcula el pH y el grado de disociación de unadisolucióndeácidosalicílicoqueseobtienealdisolverunatabletadeaspirinaquecontiene0,5gdedichoácidoen100mLdeagua.

(Canarias2004)

Suponiendoqueladisolverelsólidonohayvariaciónapreciabledevolumen,laconcentracióndeladisoluciónes:

c=0,5gC H OHCOOH100mLdisolucion

1molC H OHCOOH138gC H OHCOOH

103mLdisolucion1Ldisolucion

=0,036M

Elácidosalicílico,abreviadamenteHSal,esunácidodébilquesedisociaparcialmentesegúnelequilibrio:

HSal(aq)+H O(l)Sal (aq)+H O (aq)

cuyaconstantedeacidezes:

K =[Sal ][H O ]

[HSal]


[Sal ]=[H O ] y [SalH]=c[H O ]

siendo c la concentración inicial de AcH. Sustituyendo estos valores en la expresión de laconstantequeda:

K =[H Oc–[H O ]

sustituyendo

1,1·10 =[H O

0,036–[H O ][H O ]=5,8·10 M

pH=‐log 5,8·10 =2,24


ElgradodedisociacióndelácidoSalHes:

α=[Sal ][SalH]

=[H O ]

cα=

5,8·100,036

=0,1616%

8.16.CalcularelpHqueseobtienealmezclarunlitrodeunadisolución,exactamente0,25Mdeacetatosódico( )conunlitrodedisolución0,1Mdeácidoclorhídrico.Seconsideraquelosvolúmenesdeambasdisolucionessonaditivos.

(Dato.Laconstantededisociacióndelácidoacéticoes =1,7·10 )(Galicia2004)

La ecuación química ajustada correspondiente a la reacción entreHCl (ácido) yNaOOCCH (base)es:

HCl(aq)+NaOOCCH (aq)NaCl(aq)+CH COOH(aq)

Por comodidad se representa el ácido acético CH COOH, por HAc, y el acetato de sodioNaOOCCH ,porNaAc.

Elnúmerodemolesdecadaunodelosreactivoses:

1LHCl0,1M0,1molHCl1LHCl0,1M

=0,1molHCl

1LNaAc0,25M0,25molNaAc1LNaAc0,25M

=0,25molNaAc

ComolareacciónesmolamolylacantidaddeHClesmenor,ésteelreactivolimitantequedeterminalacantidaddeNaAcconsumidayladeHAcformada:

0,1molHCl1molNaAc1molHCl

=0,1molNaAc

0,25molNaAc inicial –0,10molNaAc gastado =025molNaAc exceso

0,1molHCl1molHAc1molHCl

=0,1molHAc

Seobtieneunamezclade2Lformadapor0,15moldeNaAc(base)y0,10moldeHAc(ácido)que constituye una disolución reguladora ácida en la que las concentraciones de ambasespeciesson:

HAc]=0,1molHAc2Ldisolucion

=0,050M

NaAc]=0,15molNaAc2Ldisolucion

=0,075M

Lasecuacionescorrespondientesalasreaccionesdelassustanciasenladisoluciónson:


NaAc(aq)Na (aq)+Ac (aq)


LlamandoC alaconcentracióninicialdeladisolucióndeAcHyC alaconcentracióninicialdeladisolucióndeNaAc,latabladeconcentracionesenelequilibrioes:

AcH Ac H O cinicial C C —ctransformado x —cformado — x xcequilibrio C –x C +x x

ElHAcesunácidodébilqueestápocodisociado:

x≪C

x≪C

C –x C

C –x C

Teniendoencuentaambasaproximaciones, laexpresióndelaconstantedeequilibrioquedacomo:

K =[Ac ][H O ]

[AcH]K =

CC[H O ]

sustituyendo

1,7·10 =0,0750,050

[H O ][H O ]=1,13·10 M

pH=‐log 1,13·10 =4,95

8.17.Lamorfina,unpoderosoanalgésico,esunabasedébilconunpKb=5,79.Representandolamorfinapor“Mor”ysuácidoconjugadocomo“H‐Mor”ysabiendoquelamorfinaespocosolubleenagua,peroelnitratodemorfina( )esunasalmuysoluble,calcula:a)ElpHdeunadisolución2Mdenitratodemorfina.b)Laconcentracióndemorfinadeldisoluciónanterior.

(Asturias2004)

Elnitratodemorfinasedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

HMorNO (aq)HMor (aq)+NO (aq)


ElionHMor sehidrolizaproduciendoionesH3O+segúnlareacción:

HMor (aq)+H O(l)Mor(aq)+H O (aq)


[Mor]=[H O ]

[HMor ]=c[H O ]

siendoclaconcentracióninicialdeHMorNO .



Ka=[Mor][H O ][HMor ]

[H Oc– [H O ]

El valor de la constante de acidez (hidrólisis) del catión se calcula mediante la siguienteexpresión:

K =K

K logarıtmospK +pK =14

pK = 14 5,79 =8,21K =6,2·10

Comosecumpleque:

cK

>100sepuederealizarlaaproximacionc–[H3O+]≅c


K =[H O

c[H O ]= Ka·c

[H O ]= 6,2·10 ·2=1,11·10 M

pH=‐log 1,11·10 =3,95

b)Elvalorde[Mor]deacuerdoconelequilibrioanteriores:

[Mor]=[H O ]=1,11·10 M

8.18.Completalassiguientesreaccionesentreparesácido‐baseconjugadosdeBrönsted‐Lowry:

+

+

+

+ (Canarias2005)

ElionNH (ácido)reaccionaconelH O(base)segúnlareacción:


ácido1base2base1ácido2

ElionNH (ácido)reaccionaconelionOH segúnlareacción:

NH (aq)+OH (aq)NH (aq)+H O(l)


ElionCO (base)reaccionaconelH O(ácido)segúnlareacción:

CO (aq)+H O(aq)HCO (aq)+OH (l)

base1ácido2ácido1base2


ElionCH COO (base)reaccionaconelH O (ácido)segúnlareacción:

CH COO (aq)+H O (aq)CH COOH(aq)+H O(l)

base1ácido2ácido1base2

8.19. Indica, razonando la respuesta, el carácter ácido, básico o neutro de las disolucionesacuosasdelassiguientessales:

1) 2) 3)KBr 4) (Canarias2005)

1)Elclorurodeamonio,NH4Cl,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:






2)Elnitratodesodio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NaNO (aq)Na (aq)+NO (aq)




3)Elbromurodepotasio,KBr,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

KBr(aq)K (aq)+Br (aq)


ElionBr nosehidrolizayaqueprocededelHBr(ácidofuerte).


4)Elacetatodepotasio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

CH COOK(aq)K (aq)+CH COO (aq)


ElionCH COO sehidrolizaproduciendoionesOH segúnlareacción:

CH COO (aq)+H O(l)CH COOH(aq)+OH (aq)



8.20.Lacodeína(COD)esuncompuestoqueseobtienedelopioyqueseempleaparacombatirlatos.Sabiendoquesu =1,0·10 ,sepide:a)¿Eslacodeínaunabasedébil?b)CalculaelpHyelgradodedisociacióndeunadisoluciónacuosadeunatabletadecodeínacuyaconcentraciónes0,02M.

COD+ + (Canarias2005)

a)Lacodeínaesunabasedébilyaquedeacuerdoconlaecuaciónpropuestanoseencuentracompletamente disociada en iones. Por ese motivo presenta una constante de equilibrio(basicidad)menorquelaunidad:

K =[HCOD ][OH ]

[COD]=1,0·10

Estoquequieredecir,queenelequilibrioseencuentranpresentesmoléculasdecodeínasindisociar(COD)enequilibrioconmoléculasprotonadas(HCOD ).

b)Aplicandoloscorrespondientesbalancesyaproximacionesseobtiene:

[HCOD ]=[OH ] y [COD]=c[OH ]

siendo c la concentración inicial de COD. Sustituyendo estos valores en la expresión de laconstantequeda:

Comosecumpleque:

cK

>100sepuederealizarlaaproximacionc–[OH ]≈c


K =[OH

c[OH ]= K ·c

[OH ]= 1,0·10 ·0,02=1,4·10 M

pOH=‐log 1,4·10 =3,85pH=14–pOHpH=10,15

Elgradodedisociacióndelabasees:

α=[HCOD ][COD]

=[OH ]c

α=1,4·100,02

=0,0070,7%

8.21.Unacentraltérmicadeproduccióndeenergíaeléctricalibera5tdedióxidodeazufreporhoraa laatmósfera.Endíashúmedos,el liberadoreaccionaconeloxígenoatmosféricoyconelaguaproduciendoácidosulfúrico.Aciertadistanciadelacentraltérmicaexisteunalagunaconunvolumende5 .Un1%detodoel producidoduranteundíaprecipitaenformadeácidosulfúricosobrelalaguna.HallarelpHdelalagunadespuésdeproducirselalluviaácida.Debesuponerseelácidosulfúricoestácompletamentedisociadoenelagua.

(Galicia2005)


Laecuacióndequímicacorrespondientealprocesodeformacióndelluviaácidaes:

SO (g)+12O (g)+H O(l)H SO (aq)

LacantidaddeSO liberadoenlacombustiónes:

24h5tSOh

106gSO1tSO

1molSO64gSO

=1,875·10 molSO

RelacionandoSO conH SO (teniendoencuentalaconversióndel1%):

1,875·10 molSO1molSO convertido100molSO total

1molH SO1molSO

=1,875·10 molH SO

Alserelvolumendeaguacontenidaenlalagunamuchomayorqueelvolumendeácidoquecaeenlamisma,sesuponequenoseproducevariaciónapreciabledevolumen.Porlotanto,laconcentraciónmolardeladisolucióndeH SO formadaes:

1,875·10 molH SO5hm

1hm

109L=3,75·10 M

Teniendoencuentaqueelácidosulfúricoesunácidofuertequeenladisoluciónseencuentracompletamentedisociado:

H SO (aq)2H O (aq)+SO (aq)

3,75·10 molH SOL

2molH O1molH SO

=7,5·10 M

ElpHdeladisoluciónes:

pH=‐log 7,5·10 =5,125

8.22. Se prepara una disolución de ácido acético añadiendo agua hasta que el pH = 3,0. Elvolumenfinaldeladisoluciónes0,400L.Calcula:a) La concentraciónmolar del ácido en la disolución y la cantidad de ácido que contenía lamisma.b)Elgradodedisociación.Escribaelequilibrioquetienelugar.c)Elvolumendedisolución1,00Mdehidróxidodesodionecesarioparaneutralizartotalmenteladisolución.

(Dato. (ácidoacético)=1,8·10 )(Asturias2005)

a‐b) El ácido acético (CH COOH), abreviadamente HAc, es un ácido débil que se disociaparcialmentesegúnelequilibrio:


SipH=3,0:

[H O ]=10 =10 M


Latabladeconcentracionescorrespondientealequilibrioes:

AcH Ac H O cinicial c — —ctransformado x —cformado — x xcequilibrio c–x x x


K =[Ac ][H O ]

[AcH]=

xc–x

1,8·10 =10

c–10c=5,66·10 M

LamasadeHAcdisueltoes:

0,4Ldisolucion5,66·10 molHAc1Ldisolucion

60gHAc1molHAc

=1,36gHAc

ElgradodedisociacióndelácidoHAes:

α=[Ac ][HAc]

=xcα=

10

5,66·10=1,77·10 1,77%

c)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNaOHyCH3COOHes:

NaOH(aq)+HAc(aq)NaAc(aq)+H O(l)

RelacionandoHAcconNaOH:

0,4LHAc5,66·10 M5,66·10 molHAc

1LHAc5,66·10 M=2,26·10 molHAc

2,26·10 molHAc1molNaOH1molHAc

103mLNaOH1M

1molNaOH=22,6mLNaOH1M

8.23.Escribeuna reacciónquímicaque expliqueporqué las siguientes especies endisoluciónacuosadanlugaraunadisoluciónbásica.

a) b) c) (Canarias2006)

a)ElionNO sehidrolizaproduciendoionesOH segúnlareacción:

NO (aq)+H O(l)HNO (aq)+OH (aq)

b)ElionCO sehidrolizaproduciendoionesOH segúnlareacción:

CO (aq)+H O(l)HCO (aq)+OH (aq)

c)ElionHCO esunaespecieanfóteraqueenmedioácidoreaccionaproduciendoionesOH–segúnlareacción:


HCO (aq)+H O(l)H CO (aq)+OH (aq)

Los tres iones al hidrolizarse producen iones OH , por tanto, la disolución tiene carácterBÁSICO.

8.24.Ordena,demenoramayor,elpHdelasdisolucionesacuosasdelassiguientessales:1) 2)NaCl 3)NaClO

(Canarias2006)

1)Elfluorurodeamonio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NH F(aq)NH (aq)+F (aq)

ElionF sehidrolizaproduciendoionesOH segúnlareacción:

F (aq)+H O(l)HF(aq)+OH (aq)



ParadeterminarelcarácterácidoobásicodeladisoluciónesnecesarioconocerelvalordelasconstantesdeacidezybasicidaddelHFyNH respectivamente.Éstasson:

K =7,0·10 K =1,8·10

Elvalordelasconstantesdebasicidadyacidez(hidrólisis)delosrespectivosconjugados,F yNH ,son:

K =K

K K =

1,0·10

7,0·10=1,4·10

K =K

K K =

1,0·10

1,8·10=5,8·10

Como las concentraciones iniciales de ambas especies son idénticas, y K >K , ladisoluciónresultantetienecarácterácidoysupH<7.

2)Elclorurodesodio,NaCl,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:





3)Elhipocloritodesodio,NaClO,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NaClO(aq)Na (aq)+ClO (aq)





ElmediocontieneionesOH ,portanto,ladisolucióntienecarácterbásicoysupH>7.

Elordencrecientedeacidezdelasdisolucioneses:

NaClO<NaCl<

8.25.Otronombredelaniacinaeselácidonicotínico, ,( =1,4·10 ),unmiembroimportantedelgrupodelavitaminaB.Calcula:a) El grado de disociación de dicho ácido en una disolución que se prepara disolviendo 0,10molesdeácidonicotínico,HNic,enaguahastaobtenermediolitrodedisolución.b)ElpHdeladisolución.

(Canarias2006)

a‐b)Elácidonicotínico(HC H O N),abreviadamenteHNic,esunácidodébilquesedisociaparcialmentesegúnelequilibrio:

HNic(aq)+H O(l)Nic (aq)+H O (aq)

Laconcentracióndeladisoluciónes:

c=0,10molHNic0,5Ldisolucion

=0,2M


[H O ]=[Nic ] y [HNic]=c[H O ]

siendo c la concentración inicial de HNic. Sustituyendo estos valores en la expresión de laconstantequeda:

K =[Nic ][H O ]

[HNic]=

xc–x

Comosecumpleque:

cK



K =[H O

c[H O ]= K ·c

[H O ]= 1,4·10 ·0,2=1,7·10 MpH=‐log 1,7·10 =2,78

ElgradodedisociacióndelácidoHNices:

α=[Nic ][HNic]

=xcα=

1,7·100,2

=8,5·10 0,85%


8.26.Paradefenderse,lashormigasutilizandosmedios;susmandíbulasylaproyeccióndeácidofórmico(ácidometanoico).Cuandounahormigasesienteamenazadapuedeproyectarsobresuenemigoácidofórmicoamásde30cm.a)Enunmatrazaforadode100mLseintroduceunamasamdeácidofórmico,seañadeaguadestilada, se agita, se disuelve y se completa hasta el enrase. Se dispone entonces de unadisolucióncuyaconcentraciónmolarvale0,010M.¿Cuántovalem?b)Escribelafórmuladelabaseconjugadadelácidofórmico.c)CalculaelvalordesuconstantedeacidezsabiendoqueelpHdeladisoluciónpreparadavale2,92.d)Explicasilamoléculadeácidofórmicotieneuncarbonoquiraloasimétrico.e)Sihacesreaccionar10mLdeladisoluciónacuosapreparadadeácidofórmicocon10mLdedisolucióndehidróxidosódico0,010M¿Cuántovalelaconcentraciónmolardelasalsódicaqueseforma?¿CuántovaleelpHdeladisoluciónresultante?

(Galicia2006)

a‐b) El ácido fórmico ometanoico (HCOOH), es un ácido débil que se disocia parcialmentesegúnelequilibrio:

HCOOH(aq)+H O(l)HCOO (aq)+H O (aq)


LabaseconjugadadelHCOOHes .

LamasadeHCOOHdisueltoes:

100mLdisolucion0,010molHCOOH

103mLdisolucion46gHCOOH1molHCOOH

=0,046gHCOOH

c)SipH=2,92:

[H O ]=10 =10 , M


[H O ]=[HCOO ] y [HCOOH]=c[H O ]

siendoclaconcentracióninicialdeHCOOH.Sustituyendoestosvaloresenlaexpresióndelaconstanteseobtiene:

K =[HCOO ][H O ]

[HCOOH]K =

10 ,

0,010–10 , =1,6·10

d)LaestructuradelLewisdelHCOOHes:

SegúnelmodeloRPECVesunaespecie cuyadistribuciónde ligandosyparesdeelectronessolitarios alrededor del átomo central se ajusta a la fórmula AX a la que corresponde unnúmero estérico (m+n) = 3 por lo que su disposición y forma geométrica es TRIANGULARPLANA.


Paraqueunasustanciaseaquiralesprecisoqueposeacuatrosustituyentesdiferentesunidosaunátomodecarbono,yenestecasosólohaytresporloqueelHCOOHnoesquiral.

e)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNaOHyHCOOHes:

NaOH(aq)+HCOOH(aq)NaHCOO(aq)+H O(l)

Elnúmerodemmolesdecadaunodelosreactivoses:

10mLHCOOH0,010M0,010mmolHCOOH1mLHCOOH0,010M

=0,1mmolHCOOH


=0,1mmolNaOH

Como la reacción es mol a mol, se tienen cantidades estequiométricas, es decir, ambosreactivosseconsumencompletamenteylacantidaddeNaHCOOformadaes:

0,1mmolHCOOH1molNaHCOO1molHCOOH

=0,1molNaHCOO

Considerandovolúmenesaditivos,laconcentracióndeladisolucióndeNaHCOOes:

c=0,1mmolNaHCOO10+10 mLdisolucion

=0,005M

Elformiatodesodio(NaHCOO)sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NaHCOO(aq)Na (aq)+HCOO (aq)


ElionHCOO sehidrolizaproduciendoionesOH segúnlareacción:

HCOO (aq)+H O(l)HCOOH(aq)+OH (aq)


[HCOOH]=[OH ]=x [HCOO ]=c[OH ]=c–x

siendoclaconcentracióninicialdeNaHCOO.


K =[HCOOH][OH ]

[HCOO ]=

xc– x


Elvalordelaconstantedebasicidad(hidrólisis)delformiatosecalculamediantelasiguienteexpresión:

K =K

K K =

1,0·10

1,6·10=6,3·10

Comosecumpleque:

cK



K =[OH

c[OH ]= K ·c

[OH ]= 6,3·10 ·0,005=5,6·10 M

pOH=‐log 5,6·10 =6,25pH=14pOH=146,25=7,75

8.27.Sedisuelven3gdeácidoacéticoen500mLdeaguaobteniéndoseunadisolucióncuyopH=2,87.Calcula:a)Laconcentracióndecadaespecieenelequilibrio.b)Laconstantededisociacióndelácidoacético.c)Elporcentajedeácidoacéticoionizado.d)Elvolumendedisolucióndehidróxidodesodio10 Mnecesarioparaneutralizar20mLdeladisoluciónanterior.

(Asturias2006)

a) El ácido acético (CH COOH), abreviadamente HAc, es un ácido débil que se disociaparcialmentesegúnelequilibrio:


SuponiendoquelaadicióndeHAcalaguanoproducevariacióndevolumen,laconcentracióndeladisoluciónes:

c=3gAcH

0,5Ldisolucion1molHAc60gHAc

=0,1M

SipH=2,87:

[H O ]=10 =10 , M[H O ]=1,35·10 M


[ ]=[ ]=1,35·10 M

[HAc]=c[H O ][HAc]= 0,1–1,35·10 M=9,87·10 M

siendoclaconcentracióninicialdeHAc.


b)Sustituyendoestosvaloresenlaexpresióndelaconstantequeda:

K =[Ac ][H O ]

[AcH]K =

1,35·10

9,87·10=1,84·10

c)ElgradodedisociacióndelácidoAcHes:

α=[Ac ][AcH]

=xcα=

1,35·100,1

=1,35·10 1,35%

d)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNaOHyHAces:

NaOH(aq)+HAc(aq)NaAc(aq)+H O(l)

RelacionandoHAcconNaOH:

20mLHAc0,1M0,1mmolHAc1mLHAc0,1M

=2mmolHAc

2mmolHAc1mmolNaOH1mmolHAc

1mLNaOH10 M

10 mmolNaOH=2000mLNaOH10 M

8.28.Responde,razonandolarespuesta,alassiguientescuestiones:a)Elionbicarbonato, ,puedetenercomportamientoanfótero.b)UnzumodenaranjatienepH=3,2.¿Cuáles laconcentraciónde ionesH3O+?¿Y lade ionesOH?c)Aldisolverunasalenagua¿sepuedetenerunpHbásico?

(Canarias2007)

a)Unasustanciaesanfóteracuandoescapazdeactuartantocomoácidoocomobase.Elionbicarbonato,HCO ,esunejemplotípicodeanfótero.

Frenteaunabasecedeprotonesyel secomportacomoácido:

(aq)+ (aq) (aq)+ (l)

Frenteaunácidocaptaprotonesyel secomportacomobase:

(aq)+ (aq) (aq)+ (l)

b)SipH=3,2:

[H O ]=10 =10 , M[H O ]=6,3·10 M

El producto iónico del agua proporciona la relación entre [H O ] y [OH ] en cualquierdisoluciónacuosa:

[H O ][OH ]=10–14

Deaquísepuedecalcularelvalorde[OH ]deladisolución:

[OH ]=Kw

[H O ] OH =

1,0·10

6,3·10=1,6·10 M


c)ParaqueladisolucióndeunasalenaguatengaunpHbásicoesnecesarioquelasalprocedadeunabasefuerteydeunácidodébil,comoporejemplo,NaF.

LadisolucióndelNaFenaguaproducelaionizacióndelasal:

NaF(aq)Na (aq)+F (aq)


Elion sehidrolizaproduciendoionesOH segúnlareacción:

F (aq)+H O(l)HF(aq)+OH (aq)

ElmediocontieneionesOH ,portanto,ladisolucióntienecarácterbásicoysupH>7.

8.29.Larealizacióndeunejerciciofísicodalugaralaformacióndeácidoláctico(HLac)enlosmúsculos¿CuálseríaelpHdel fluidomuscularcuando laconcentracióndeácido lácticoesde1,0·10 M?

(Dato. (HLac)=8,4·10 )(Canarias2007)

Elácidoláctico(HLac)seencuentraparcialmenteionizadodeacuerdoconlaecuación:

HLac(aq)+H O(l)Lac (aq)+H O (aq)


[H O ]=[Lac ] y [HLac]=c[H3O+]

siendo c la concentración inicial de HLac. Sustituyendo estos valores en la expresión de laconstantequeda:

K =[Lac ][H O ]

[HLac]=

xc–x

sustituyendo:

8,4·10 =x

1,0·10 –xx=[H O ]=5,9·10 M

pH=‐log 5,9·10 =3,23

8.30. A partir de los valores de que se indican, razona en qué sentido se desplazaría elequilibriosiguiente:

HCN+ +HF

(Datos. (HF)=6,8·10 y (HCN)=4,9·10 )(Canarias2007)

Parapoderdeterminar enqué sentido sedesplaza la reacción sehade tener en cuenta losvalores de las constantes ácidas de cada uno de los ácidos implicados en el equilibrio.Comparandodichasconstantes:


K

K =

6,8·10

4,9·10=1,4·10

Esto quiere decir que el ácido fluorhídrico,HF, es un ácidomuchomás fuerte que el ácidocianhídrico,HCN.ElHFtienemayortendenciaqueelHCNparacederunprotón.Portanto,elequilibriopropuestoseencuentradesplazadohacialaizquierda.

8.31.Setieneunadisoluciónquecontiene2,45gdelasalNaCNen500mLdeagua.Calcula:a)ElpHdeladisolución.b)Elporcentajedesalhidrolizada.

(Dato. ( )=2,04·10 )(Canarias2007)

a) Suponiendo que la adición de NaCN al agua no produce variación de volumen, laconcentracióndeladisoluciónes:

c=2,45gNaCN

0,5Ldisolucion1molNaCN49gNaCN

=0,1M

Elcianurodesodio(NaCN)sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NaCN(aq)Na (aq)+CN (aq)





[HCN]=[OH ]=x [CN ]=c[OH ]=c–x

siendoclaconcentracióninicialdeNaCN.


K =[HCN][OH ]

[CN ]

Elvalordelaconstantedebasicidad(hidrólisis)delcianurosecalculamediantelasiguienteexpresión:

K =K

K K =

1,0·10

2,04·10=4,9·10

Comosecumpleque:

cK




K =[OH

c[OH ]= K ·c

[OH ]= 4,9·10 ·0,1=7,0·10 M

pOH=‐log 7,0·10 =5,15pH=14pOH=145,15=8,85

b)Elgradodehidrólisisdelcianuroes:

α=[HCN][CN–]

=xcα=

7,0·100,1

=7,0·10 7,0·10 %

8.32.Elazuldebromotimolesunindicadorácido‐base.Cuandoenladisoluciónhayun90,9%,omás, de la formamolecular no ionizada, la disolución es claramente de color amarillo. Encambio,essuficiente lapresenciadeun80,0%de laforma ionizadaparaque ladisoluciónseaclaramentedecolorazul.a)DetermineelintervalodepHparaelvirajedelcolordelindicador.b)Sisemezclan20mLdeácidoclorhídrico0,03Mcon50mLdehidróxidosódico0,01Myseleañadenunasgotasdelindicadorazuldebromotimol,indiquerazonadamentecuálseráelcolordeladisolución.

(Dato.Laconstantedeacidezdelazuldebromotimoles,a25°C, =1,0·10 )(Galicia2007)

a) El azul de bromotimol es un ácido débil. Sea HAzB su forma no ionizada y AB su baseconjugada.Aldisolverazuldebromotimolenaguaseproduceelsiguienteequilibrioquímicodedisociacióndelácido:

HAzB(aq)+H O(l)AzB (aq)+H O (aq)

amarilloazul

Enelequilibriosecumple:

Ka=[AzB ][H O ]

[HAzB][H O ]=Ka

[HAzB][AzB ]

Cuandoenladisoluciónhayun90,9%deformamolecular,ABH,naturalmentehabráun9,1%de forma ionizada, AzB , y la disolución presentará un color amarillo. La concentración deH O enestasituaciónserá:

[H O ]=1,0·1090,99,1

=9,99·10 M

pH=‐log 9,99·10 =6,0

Porelcontrario,cuandoenladisoluciónhayun80,0%deformaionizadadelindicador,AzB ,habráun20,0%deformanoionizada,ABH,predominandoelcolorazulenladisolución.LaconcentracióndeH O será:

[H O ]=1,0·1020,080,0

=2,50·10 M

yelpH:será:


pH=‐log 2,50·10 =6,0

ElindicadorazuldebromotimolcambiadecolorenelintervalodepHcomprendidoentrelosvalores6,0y7,6:

6,0≤pH≤7,6

b)Estosecorrespondeconunareaccióndeneutralizacióndeunácidofuerte(HCl)conunabasefuerte(NaOH),porloquesiladisoluciónpresentacolor,enlascondicionesdemezcladelenunciado,serádebidoalaespeciequeseencuentraenexcesoenelmedio,deacuerdoconelequilibrioescritoenelapartadoa).Asípues,elnúmerodemolesdeHClydeNaOHquesemezclanserá:

20mLHCl0,03M0,03mmolHCl1mLHCl0,03M

=0,6mmolHCl


=0,5mmolNaOH

Teniendoencuentaquelareacciónes1:1,habrá0,1mmoldeHClenexceso;porconsiguientehayunexcesodeácidoyladisoluciónpresentaráuncolorazul.

8.33.Setieneamoniacodel25%deriquezaydensidad0,91g/mL.Calcula:a)Elvolumendelmismoparapreparar1Ldedisolución0,2M.b)ElpHdeestanuevadisolución.c)ElpHdeunadisoluciónpreparadacon0,5gdeclorurodeamonioy250mLdeunadisolucióndeamoniaco0,01M.

(Dato. ( )=1,8·10 )(Asturias2007)

a)Parapreparar1LdeNH 0,2M:

1LNH 0,2M0,2molNH1LNH 0,2M

17gNH1molNH

=3,4gNH

Comosedisponededisolucióncomercialderiqueza25%:

3,4gNH100gNH 25%

25gNH1mLNH 25%0,91gNH 25%

=15mL

b)LaecuaciónquímicacorrespondientealaionizacióndelNH endisoluciónacuosaes:



[NH ]=[OH ]=x [NH ]=c[OH ]=c–x

siendoclaconcentracióninicialdeNH .


K =[NH ][OH ]

[NH ]


Comosecumpleque:

cK



K =[OH

c[OH ]= K ·c

[OH ]= 1,8·10 ·0,2=1,9·10 MpOH=‐log 1,9·10 =2,72

pH=14pOH=142,72=11,28

c)ElequilibriocorrespondienteaunadisoluciónreguladoraformadaporNH yNH Cles:


Laexpresióndelaconstantedebasicidades:

K =[NH ][OH ]

[NH ][OH ]=K

[NH ][NH ]

Tomando logaritmosymultiplicandopor‐1seobtiene laecuacióndeHenderson‐HasselbachquepermitecalcularelpHdeunadisoluciónreguladora:

pOH=pK +logNHNH

pH=14pK logNHNH

K =1,8·10 pK =4,74

La concentración de NH Cl suponiendo que al disolverlo en la disolución de NH no hayvariacióndevolumenes:

NH =0,5gNH Cl

0,25Ldisolucion1molNH Cl53,5gNH Cl

=0,037M

SustituyendoenlaexpresióndeHenderson:

pH=144,74log0,0370,01

=8,69

8.34.Cuando3,10gdeunamuestradenitritodesodiosecalientanconunexcesodeclorurodeamonio,elvolumendenitrógeno recogido sobreaguaa22°Cesde567,3 medidosa741Torr.Sepide:a)Ajustarlareacciónquetienelugar.b) Determinar el volumen que ocuparía el nitrógeno recogido, una vez seco, en condicionesnormales.c)Calcularlariquezadelamuestradenitritodesodiocalentada.d)Sielexcesodeclorurodeamonioquefuede4,7gsellevaa250mLdeaguapura,indicarelpHdeladisoluciónresultante.

(Datos.Presióndevapordelaguaa22°C=20,5Torr; (hidróxidodeamonio)=1,8·10 )(Asturias2007)


a)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNaNO yNH Cles:

(s)+ (s) (g)+NaCl(s)+2 (g)

b)ElvolumenqueocupaelN (g)secoencondicionesnormaleses:

74120,5 Torr·567,3cm22+273 K

=760Torr·V

273KV=497,7

c)RelacionandoN conNaNO :

567,3cm N1molN

22400cm N1molNaNO1molN

69gNaNO1molNaNO

=1,53gNaNO

Lariquezadelamuestraes:

1,53gNaNO3,10gmuestra

100=49,5%

d)LaconcentraciónmolardeladisolucióndeNH Clobtenidaes:

c=4,7gNH Cl

250mLdisolucion

1molNH Cl53,5gNH ClNH Cl


=0,35M

Elclorurodeamonio(NH Cl)sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:






[NH ]=[H3O ]=x [NH ]=c[H3O ]=c–x

siendoclaconcentracióninicialdeNH Cl.


K =[NH ][H3O ]

[NH ]=

xc– x


K =K

K K =

1,0·10

1,8·10=5,8·10

Comosecumpleque:

cK

>100sepuederealizarlaaproximacionc–[H O ]≅c



K =[H O

c[H O ]= K ·c

[H O ]= 5,8·10 ·0,35=1,4·10 M

pH=‐log 1,4·10 =4,86

8.35.Discute,razonadamente,lassiguientesafirmaciones:a)SiseañadeaguadestiladaaunadisolucióndepH=4,aumentalaconcentracióndeprotones.b)Siseañadeclorurodeamonio( )aunadisolucióndepH=7,disminuyeelpH.

(Canarias2008)(Canarias2011)

a) Falso. Al añadir agua a la disolución disminuye su concentración y, por tanto, tambiéndisminuye[H O ].

b)Verdadero.Elclorurodeamonio(NH Cl)sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:





Comoseobserva,aumenta[H O ]porloqueelpHdisminuye.

8.36.SeñalasisonverdaderasofalsaslassiguientesafirmacionesjustificandolasrespuestasCuandoaunadisolucióndeamoníaco(NH3)seleañadeclorurodeamonio(NH4Cl):a)Aumentaelgradodedisociacióndelamoníaco.b)ElpHdisminuye.

(Canarias2008)

LaecuaciónquímicacorrespondientealaionizacióndelNH es:


Laexpresióndelaconstantedebasicidades:

K =[NH ][OH ]

[NH ]

Si a la disolución de NH se le añade cloruro de amonio (NH Cl) se disuelve en agua deacuerdoconlaecuación:


deacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elequilibriosedesplazaenelsentidoenelqueseconsumaelNH añadido,esdecir,queestereaccioneconlosionesOH yqueseformeNH ,portanto,alalcanzarsedenuevoelequilibrioseobservaque:


disminuye OH

aumenta NHequilibriodesplazadohacialaizquierda

a)Falso. El equilibrio se ha desplazado hacia la formación de NH por lo que el grado dedisociacióndeestedisminuye.

b)Verdadero.Elvalorde[OH ]disminuyeysegúnlarelación,K =[H O ][OH ],elvalorde[H O ]aumenta,ycomopH=‐log[H O ],elpHdeladisolucióndisminuye.

8.37.Sedisuelven6,8gdeamoníacoenlacantidaddeaguanecesariaparaobtener500mLdedisolución.Calcula:a)ElpHdeladisolución.b) El volumen de ácido sulfúrico 0,10 M que se necesitará para neutralizar 20 mL de ladisoluciónanterior.

(Dato. (amoníaco)=1,8·10 )(Canarias2008)

a)Laconcentracióninicialdeladisoluciónes:

c=6,8gNH

500mLdisolucion1molNH 17gNH


=0,8M

LaecuaciónquímicacorrespondientealaionizacióndelNH3endisoluciónacuosaes:






K =[NH ][OH ]

[NH ]

Comosecumpleque:

cK



K =[OH

c[OH ]= K ·c

[OH ]= 1,8·10 ·0,8 3,8·10 M

pOH=‐log 3,8·10 =2,42pH=14pOH=142,42=11,58


b)LaecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeneutralizaciónentreNH yH SO es:

2NH (aq)+H SO (aq) NH SO (aq)+2H O(l)

ElnúmerodemmolesdeNH aneutralizares:

20mLNH 0,8M0,8mmolNH1mLNH 0,8M

=16mmolNH

RelacionandoNH conH SO :

16mmolNH1mmolH SO2mmolNH

1mLH SO 0,10M

0,10mmolH SO 0,8M=80mL 0,10M

8.38. Sea un aminoácido, ‐CHR‐ , cuyos valores de , para las funciones ácida ybásicason =5y =8,respectivamente.Teniendoencuentaquelaexpresiónmatemática,querelacionaelpHdeunadisoluciónacuosadeunaminoácidoenaguaconlosvaloresde delasfuncionesácidaybásica,es:pH=½( + )

a) En una disolución acuosa de este aminoácido, de concentración 10 M, ¿cuáles son losdiversosionespresentes?Escribirlosequilibrios(1)e(2),cuyasconstantesdeequilibrioson y.Calcúleselaconcentracióndedichosiones.

b) Si a la disolución precedente se le añade una disolución de ácido clorhídrico, HCl deconcentraciónC,¿quéocurriráconlosequilibrios(1)y(2)?¿Cuálseráeliondelaminoácidoqueseencontraráenmenorconcentración?

(Galicia2008)

a)Lascaracterísticasdelosaminoácidosestándeterminadasporlapresenciaensuestructuradeungrupoaminoydeungrupocarboxilolibres,loquelesconfierecarácteranfótero.

Este carácter anfótero hace que al disolverse la molécula de aminoácido se establezca unprocesotautoméricocuyaconstanteesdelordende10 –10 ,loqueindicaqueendisoluciónestéfavorecidouniondipolarfrentealaespecieneutra.

NH2‐CHR‐COOH⁺NH3‐CHR‐COO–

Debidoalosgruposfuncionalespresentesenlamoléculaseestablecendosequilibriosácido‐baseconsecutivos:

(esquema1)

Unesquemamáscompletosería:

+H3N-CHR-COOH +H3N-CHR-COO- + H+K1

K2

H2N-CHR-COO- + H+


(esquema2)

Porconsiguiente,losionespresentesenelmedioserían:

H+,+H3N‐CHR‐COO–,+H3N‐CHR‐COOH,OH–

Ademásdelosdosequilibriosanteriorescorrespondientesalaminoácido,esnecesariotenerencuentaelequilibriodedisociacióndelagua:

2H OH O +OH K =10

Paracalcular[H O ]y[OH ],bastarácontenerencuentalaexpresiónparaelpHdadaenelenunciado,losvaloresdepK1ypK2,yademásseránecesariotenerencuentalaconstantedelequilibriodedisociacióndelagua:

pH=½(pK +pK )pH=½(5+8)=6,5

dedondeseobtieneque

[H O ]=10 [H O ]=10 , =3,16·10 M

[OH–]=10–14

[H O ][OH–]=

10

3,16·10=3,16·10 M

Para calcular la concentración de cadaunode los dos ionespresentes es necesario utilizarcadaunadelasexpresionescorrespondientesalosequilibriosanteriores(esquema1):

K1=[⁺NH3‐CHR‐COO

–][H ][⁺NH3‐CHR‐COOH]

seobtieneK1[H ]

=[⁺NH3‐CHR‐COO

–][⁺NH3‐CHR‐COOH]

I

K2=[NH2‐CHR‐COO

–][H ][⁺NH3‐CHR‐COO

–]seobtiene

K2[H ]

=[NH2‐CHR‐COO

–][⁺NH3‐CHR‐COO

–] II

De esta forma se llega a una relación entre las especies iónicas de los aminoácidos, paraobtenerlaconcentracióndecadaunadeellasseránecesariorealizarunbalancedemateriadelosaminoácidos,teniendoencuentalosequilibriosanteriores:

[NH2‐CHR‐COOH t=[NH2‐CHR‐COO–]+[⁺NH3‐CHR‐COO

–]+[⁺NH3‐CHR‐COOH] III

La concentración de las especies H2N‐CHR‐COO y +H3N‐CHR‐COOH se despeja de lasexpresionesdeK2eK1respectivamenteysesustituyenenlaecuación(III),obteniendodeestaforma:

H2N-CHR-COOH

+H3N-CHR-COO-

+H3N-CHR-COOH H2N-CHR-COO-KT

K1 K2

K1´

K1´´

K2´

K2´´


[NH2‐CHR‐COOH t=K2[H ]

[⁺NH3‐CHR‐COO–]+[⁺NH3‐CHR‐COO

–]+HK1

[⁺NH3‐CHR‐COO–]

seobtiene

NH2‐CHR‐COOH t ⁺NH3‐CHR‐COO– K2H

1 HK1

dedonde

⁺NH3‐CHR‐COO– NH2‐CHR‐COOH tK1 H

K1K2 K1 H H

sustituyendo

[⁺NH3‐CHR‐COO–]=0,1

10 10 ,

10 10 + 10 10 , + 10 , 2=0,094M

Delaecuación(I)seobtiene:

[⁺NH3‐CHR‐COOH]=[H+]K1

[⁺NH3‐CHR‐COO–]=

10 ,

100,094=2,97·10 M

Delaecuación(II)seobtiene:

[NH2‐CHR‐COO–]=

K2[H+]

[⁺NH3‐CHR‐COO–]=

10

10 , 0,094=2,97·10 M

b) Tal como se indica en el apartado a), en el esquema 1, la adición de HCl hace que elequilibriosedesplacehacialaformacióndelaespecieiónica:+H3N‐CHR‐COOHy,portantoeliondelaminoácidoqueseencontraráenmenorconcentraciónserálaespecieH2N‐CHR‐COO.

8.39. En un laboratorio se tienen dos matraces, uno conteniendo 15 mL de HCl cuyaconcentraciónes0,05Myelotro15mLdeácidoetanoico( )deconcentración0,05M.Calcula:a)ElpHdecadaunadelasdosdisoluciones.b)ElvolumendeaguaquedebeañadirsealadisoluciónmásácidaparaqueelpHdelasdosseaelmismo.

(Dato. ( )=1,8·10 )(Canarias2008)(Canarias2011)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 2 4 6 8 10 12 14 16

pH

% [

]

%[AH+]

%[A]

%[ A-]


a)Setratadedosdisolucionesácidas:

HCl(ácidofuerte)completamenteionizado,y

CH COOH(ácidodébil)parcialmenteionizado.

Como sedisponedelmismovolumendeambasdisolucionesy las concentraciones inicialesrespectivas son iguales, ladisolucióndeHCl tienemayor [ ] lo quehace seamásácida.

ElHClesunácidofuertecompletamenteionizado:

HCl(aq)+H O(l)Cl (aq)+H O (aq)

Haciendounbalancedemateriasetieneque:

[HCl]0=[H O ]=0,05M

ElpHdeladisoluciónes:

pH=‐log 0,05 =1,30

LaecuaciónquímicacorrespondientealaionizacióndelCH COOHendisoluciónacuosaes:

CH COOH(aq)+H O(l)CH COO (aq)+H O (aq)


[H O ]=[CH COO ] y [CH COOH]=c[H O ]

siendoclaconcentracióninicialdeCH COOH.Sustituyendoestosvaloresenlaexpresióndelaconstantequeda:

K =[CH COO ][H O ]

[CH COOH]

Comosecumpleque:

cK



K =[H O

c[H O ]= K ·c

[H O ]= 1,8·10 ·0,05=9,4·10 MpH=‐log 9,4·10 =3,03

b)ComoladisolucióndeHCl,esmásácida,esdecirtienemayor[H O ],esalaquehayqueañadiraguahastaqueelvalorde[H O ]seigualealdeladisolucióndeCH COOH.

LosmmolesdeH O contenidosenladisolucióndeHClson:

15mLHCl0,05M0,05mmolHCl1mLHCl0,05M

=0,75mmolHCl

Considerandovolúmenesaditivosyaplicandoelconceptodemolaridad:


0,75mmolHCl15+V mLdisolucion

1mmolH O1mmolHCl

=9,4·10 MV=783mL

8.40. a) Indica cómo será el pH de una disolución 1 M de NaCl; ; y.

b)EnelcasodeañadirgotasdeNaOH10 Macadaunadeellas,señalarcómovariaráelpH.Justificalasrespuestas.

(Datos. ( )= ( )=1,8·10 )(Canarias2009)

a)Elclorurodesodio,NaCl,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:




LosúnicosH O yOH delmediolossuministraelH O,portanto,ladisolucióntienecarácterNEUTROyelpH=7.

Elacetatodesodio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

CH COONa(aq)Na (aq)+CH COO (aq)




ElmediocontieneionesOH ,portanto,ladisolucióntienecarácterBÁSICOyelpH>7.

Elclorurodeamonio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:





ElmediocontieneionesH O ,portanto,ladisolucióntienecarácterÁCIDOyelpH<7.

Endisoluciónacuosael seencuentradisociadocomo:

CH COONH (aq)NH (aq)+CH COO (aq)






En la hidrólisis del se producen tanto iones OH como iones H O . Lasconcentracionesdelosmismosenladisoluciónsonidénticas,yaquelaconcentracióninicialeslamismaparaambos.

Elvalordelasconstantesdeacidezybasicidaddeambosioneses:

K =K

K K =

1,0·10

1,8·10=5,6·10

K =K

K K =

1,0·10

1,8·10=5,6·10

Setratadeunahidrólisisdoble,ladisoluciónesNEUTRAyelpH=7.

b)EndisoluciónacuosaelNaOH,basefuerte,seencuentradisociadocomo:

NaOH(aq)OH (aq)+Na (aq)

Al añadir unas gotas de NaOH 10 M a la disolución de neutra de NaCl, aumenta laconcentracióndeionesOH enladisoluciónresultante,quesevuelvebásicayelpH>7.

Al añadir unas gotas de NaOH 10 M a la disolución básica de , aumenta laconcentracióndeionesOH enladisoluciónresultante,quesiguesiendobásicayelpH>7.

Al añadir unas gotas de NaOH 10 M a la disolución ácida de , disminuye laconcentracióndeionesH3O+enladisoluciónresultante,quesiguesiendoácidayelpH<7.

AlañadirunasgotasdeNaOH10 Maladisolucióndeneutrade ,aumentalaconcentracióndeionesOH enladisoluciónresultante,quesevuelvebásicayelpH>7.

8.41.A25°C,unadisolución0,1MdeamoníacotieneunpHde11,12.Determinalaconstantedebasicidaddelamoníacoyladeacidezdelionamonio.

(Canarias2009)

LaecuaciónquímicacorrespondientealaionizacióndelNH endisoluciónacuosaes:






K =[NH ][OH ]

[NH ]

Elvalorde[H O ]paraunadisoluciónquetieneunpH=11,12es:

[H O ]=10 [H O ]=10 , M=7,59·10 M


Elvalorde[OH ]dedichadisoluciónes:

[OH ]=1,0·10

7,59·10=1,32·10 M

Sustituyendo:

K =1,32·10

0,1–1,32·10=1,76·10

LaconstantedeacidezdelNH secalculamediantelaexpresión:

K =K

K K =

1,0·10

1,76·10=5,68·10

8.42.a)Aunestudiantedequímicalepidenlaconcentracióndeácidoláctico, ,enunvasodeleche.Paraellodeterminalaconcentracióndeioneshidronioobteniendocomoresultado3,09·10 M.¿Quévalordeberíadar?b)LedicenqueelpHdeunatazadecafé(a25°C)es5,12.¿Cuálserálaconcentracióndeioneshidronioenelcafé?c)Sisemezclan125mLdelcaféanteriorconunvolumenigualdeleche,¿cuálseráelpHdelcaféconlecheobtenido?Datos.Consideraque la leche esunadisoluciónacuosa yque toda suacidez sedebealácidolácticoyqueésteesunácidomonoprótico. (25°Cácidoláctico)=1,40·10 .Suponervolúmenesaditivos.

(Canarias2009)

a) La ecuación química correspondiente a la ionización del ácido láctico (HC H O ),abreviadamenteHLac,endisoluciónacuosaes:

HLac(aq)+H O(l)Lac (aq)+H O (aq)


[H O ]=[Lac ] y [HLac]=c[H3O+]

siendo c la concentración inicial de HLac. Sustituyendo estos valores en la expresión de laconstantequeda:

K =[Lac ][H O ]

[HLac]=

xc–x

sustituyendo:

8,4·10 =3,09·10

c–3,09·10 c=7,13·10 M

b)Elvalorde[H O ]parauncafécuyopH=5,12es:

[H O ]=10 [H O ]=10 , M=7,59·10 M


c) Si a la leche (disolución de ácido láctico) se le añade café (ácido). De acuerdo con elprincipio deLeChâtelier, el equilibrio se desplaza en el sentido en el que se consuman losH O añadidos, esdecirhacia la formaciónde ácido láctico sindisociar.Noobstante, como[H O >>[H O ésepuedeconsiderarqueelpHde ladisoluciónresultanteapenasdisminuyeyeseldelalecheinicial.

8.43.Elnitratodeamonioesunsólidoblancocristalino,obtenidoporreacciónentreel (aq)yel (aq)atemperaturaambiente,queseutilizacomofertilizantenitrogenadoyexplosivo.Enladescomposicióntérmicadelnitratodeamoniofundido,a250‐260°C,seobtieneaguayungas incoloro, óxido de nitrógeno (I) (también llamado óxido de dinitrógeno u óxido nitroso),caracterizadoporsuslevespropiedadesanestésicas.a)CalculaelpHdeladisolucióndeamoníaco,utilizadaparalaformacióndelnitratodeamonio,sabiendoque2gdeamoníaco,sedisuelvenenaguaenrasandoenunmatrazaforadode500mL.b)Escribeyajustalareaccióndeladescomposicióntérmicadelnitratodeamoniofundido.c)Calculalacantidaddenitratodeamoniodel90%depurezanecesarioparaproducir200mLdeaguaa20°Cy1atmósferadepresión.

(Datos.Constantedebasicidad: ( )=1,8·10 ;constanteR=0,082atm·L· )(Asturias2009)


c=2gNH

500mLdisolucion1molNH 17gNH


=0,235M

LaecuaciónquímicacorrespondientealaionizacióndelNH endisoluciónacuosaes:






K =[NH ][OH ]

[NH ]

Comosecumpleque:

cK

>100sepuederealizarlaaproximacionc–[OH ]≅c


K =[OH

c[OH ]= K ·c

[OH ]= 1,8·10 ·0,235=2,1·10 MpOH=‐log 2,1·10 =2,69

pH=14pOH=142,69=11,31


b)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealadescomposicióntérmicadelNH NO es:

(l) (g)+2 (g)

c)ConsiderandocomportamientoidealelnúmerodemolesdeH Oaproducires:

n=1atm·200mL

0,082atm·L·mol K 20+273 K

1L

103mL=8,3·10 molH O

RelacionandoH OyNH NO :

8,3·10 molH O1molNH NO2molH O

80gNH NO 1mmolNH NO

=0,33gNH NO

ComosedisponedeNH NO del90%deriqueza:

0,33gNH NO100gNH NO 90%

90gNH NO=0,37g 90%

8.44.Sedisponeenellaboratoriodeunadisolucióndeácidonítrico, ,del36%deriquezaydensidad1,18kg· .Teniendoencuentaqueleácidonítricoesunácidofuerte,calcula:a)Lamolaridaddeladisoluciónde inicial.b)ElpHdeladisoluciónresultantedeañadir5mLdeladisoluciónde iniciala600mLdeagua.c)ElpHde ladisoluciónresultantedemezclar125mLdeladisoluciónde delapartadoanteriorcon175mLdeunadisolucióndeNaOHdeconcentración0,075M.

(Canarias2010)


c=36gHNO

100gdisolucion1molHNO 63gHNO

103gdisolucion1kgdisolucion

1,18kgdisolucion1Ldisolucion

=6,74M

b)Considerandovolúmenesaditivos,laconcentracióndelanuevadisoluciónes:

c=5mLHNO 6,74M600+5 mLdisolucion

6,74mmolHNO1mLHNO 6,74M

=0,056M

LaecuaciónquímicacorrespondientealaionizacióndelHNO endisoluciónacuosaes:

HNO (aq)+H O(l)NO (aq)+H O (aq)

Portratarsedeunácidofuerte:

[H O ]=[HNO ]=c=0,056M

pH=‐log 0,056 =1,25

c)Laecuaciónquímicacorrespondientea lareaccióndeneutralizaciónentreNaOHyHNO es:

HNO (aq)+NaOH(aq)NaNO (aq)+H O(l)

Elnúmerodemmolesdecadaunadelassustanciases:


125mLHNO 0,056M0,056mmolHNO1mLHNO 0,056M

=7mmolHNO

175mLNaOH0,075M0,075mLNaOH

1mLNaOH0,075M=13,1mmolNaOH

13,1mmolNaOH7mmolHNO

=1,9

Comolarelaciónmolares>1quieredecirquesobraNaOH,porloque eselreactivolimitante.

RelacionandoHNO conNaOH:

7mmolHNO1mmolNaOH1mmolHNO

=7mmolNaOH

13,1mmolNaOH inicial –7mmolNaOH gastado =6,1mmolNaOH exceso

Laconcentracióndeladisoluciónresultante,considerandovolúmenesaditivos,es:

6,1mmolNaOH125+175 mLdisolucion

=0,02M

Elnitratodesodioformado,NaNO ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

2)Elnitratodesodio, ,sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NaNO (aq)Na (aq)+NO (aq)



ElpHdelmediosedebealadisolucióndeNaOHsobrante.ElNaOH,esunabasefuerte,queendisoluciónacuosasepuedeconsiderarquedisociatotalmentedelasiguienteforma:


Portratarsedeunabasefuerte:

[OH ]=[NaOH]=c=0,02M

pOH=‐log 0,02 =1,69pH=14pOH=141,69=12,31

8.45.Unadisolucióndeácidonitroso, ,tieneunpH=2,5.Calcula:a)Laconcentracióndeácidonitrosoinicial.b)Laconcentracióndeácidonitrosoenelequilibrio.c)Elgradodedisociacióndelácidonitrosoenestascondiciones,expresadoenporcentaje.

(Dato.Constantedeacidezdelácidonitroso, =4,5·10 )(Canarias2010)

a‐b)Elácidonitroso(HNO ),esunácidodébilquesedisociaparcialmentesegúnelequilibrio:

HNO (aq)+H O(l)NO (aq)+H O (aq)

Elvalorde[H O ]paraunadisolucióncuyopH=2,5es:


[H O ]=10 [H O ]=10 , M=3,2·10 M

Latabladeconcentracionescorrespondientealequilibrioes:

HNO NO H Ocinicial c — —ctransformado x —cformado — x Xcequilibrio c–x x X


K =[NO ][H O ]

[HNO ]=

xc–x

4,5·10 =3,2·10

c–3,2·10c=2,5·10 M

[HNO ]= 2,5·10 –3,2·10 =2,3·10 M

c)ElgradodedisociacióndelácidoHNO es:

α=[NO ][HNO ]

=xcα=

3,2·10

2,5·10=0,1313%

8.46.Sequiereprepararunadisolucióndeácidoclorhídrico0,10Mapartirdeunadisolucióndeácidoclorhídricocomercial contenidoenun frascoencuyaetiqueta se leeque ladensidadesaproximadamente1,19g/mLyderiquezaaproximada37%enmasa.a)Hallarlacantidadnecesariadelácidocomercialparapreparar500mLdedisolución0,1M.Al seraproximados losdatos recogidosen laetiquetadel frascodeácidoclorhídrico,hayqueasegurarsedequelaconcentraciónescorrecta,paraloquesetomaunamuestrade0,150gdecarbonatodesodioanhidro,sedisuelveenaguaysevaloraconladisoluciónácida.Enelpuntofinalsehanconsumido25,9mLdedisolucióndeácidoclorhídrico0,1M.b)Describecondetalleelprocedimientoexperimentalpararealizarlavaloración.c)¿Quéerrorsehacometidoalahoradeprepararladisolución?A la hora de realizar la valoración se ha dudado en la elección del indicador entre lafenolftaleínaqueviradeincoloroarojoenelintervalodepHde8a10oelverdedebromocresolqueviradeamarilloaazulenelintervalodepHde4a6.d)¿Quéindicadoreseladecuadoparadetectarcorrectamenteelpuntofinaldelavaloración?

(Asturias2011)

a)Aplicandoelconceptodemolaridad:

0,5LHCl0,1M0,1molHCl1LHCl0,1M

36,5gHCl1molHCl

100gHCl37%

37gHCl1mLHCl37%1,19gHCl37%

=4,1mLHCl37%

b)Pararealizarlavaloración,sepesalamuestraenunmatrazErlenmeyerde100mL,seleañadeunpocodeaguadestiladayseagitahastasudisolución.Acontinuación,seañadendosgotasdelindicadoradecuado.

Sellenalaburetaconladisolucióndeácidoclorhídrico0,1M,sequitaelaireyseenrasa.


SecolocaelmatrazErlenmeyerconladisoluciónbásicabajolabureta,seabrelallaveydejacaer, gota a gota, la disolución ácida, a la vez que se imprime un movimiento giratorio almatraz,hastaqueelindicadorcambiedecolor.Eneseinstanteseleeelvolumendedisoluciónácidaconsumido.

c)LaecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeneutralizaciónentreNa CO yHCles:

Na CO (aq)+2HCl(aq)2NaCl(aq)+H CO (aq)

RelacionandoNa CO yHClseobtienelaconcentraciónexactadeladisoluciónácida:

0,150gNa CO25,9mLHCl0,1M

1molNa CO106gNa CO

2molHCl

1molNa CO10 mLHCl0,1M1LHCl0,1M

=0,109M

Elerrorcometidoalprepararladisoluciónhasido:

0,109–0,100 M0,109M

100=8,3%

d)Comoseobserva, losproductosde lareacciónsonNaCl,salprocedentedeácido fuerteybasefuertequenosufrehidrólisisyporellonoafectaalpHdeladisolución;yH CO (aq),portanto,ladisoluciónresultantetendráunpHácido(<7).

ElindicadoradecuadoparaestavaloracióntendráquetenerunpK ácido,esdecir,suzonadevirajedeberáincluirelpHdelpuntofinaldelavaloración.Deacuerdoconestecriterio,delosdosindicadoresdadoselmásadecuadoelverdedebromocresolqueviraentrepH4y6.

8.47.Algunas lejíasdeusodomésticosondisolucionesacuosasal5%enpesodehipocloritodesodioqueestátotalmentedisociadoendisolución.Elácidohipoclorosotieneun de7,5.a)¿Cuáleslamolaridaddelhipocloritodesodioenlalejía?b) Formula la reacción del anión hipoclorito, (aq), en agua. Escribe la expresión de laconstantedequilibriodeesareacción.¿Quésímbolosesueleemplearparadesignarlaconstantede equilibrio de una reacción como esta? ¿Cuál es el valor númérico de la constante deequilibrio?Explicalasrespuestas.d) Si sedesea cambiar elpHde la lejíaa6,5 ¿habría queañadirhidróxidode sodio o ácidoclorhídrico?Explicalarespuesta.e)EnunalejíacuyopHsehaajustadoa6,5¿cuáleselcocienteentrebaseyácidoconjugado?(Datos.Sesuponequelalejíatieneladensidaddelagua; =14)

(Galicia2011)

a)Laconcentracióndeestadisoluciónes:

c=5gNaClO100glejıa

1molNaClO74,5gNaClO

1glejıa

100mLlejıa103mLlejıa1Llejıa

=0,67M

b)Elhipocloritodesodio(NaClO)sedisuelveenaguadeacuerdoconlaecuación:

NaClO(aq)Na (aq)+ClO (aq)






[HClO]=[OH ]=x [ClO ]=c[OH ]=c–x

siendoclaconcentracióninicialdeNaClO.


K =[HClO][OH ]

[ClO ]=

xc– x

El valor de la constante de basicidad (hidrólisis) del hipoclorito se calcula mediante lasiguienteexpresión:

K =K

K logarıtmospK +pK =14

pK = 14 7,5 =6,5K =10 ,

c)ParacalcularelpHdelalejía:

10 , =x

0,67– xx=[OH ]=4,6·10 M

pOH=‐log 4,6·10 =3,34pH=14pOH=143,34=10,67

d)SisedeseaqueelpHbajehasta6,5sedebeañadirácidoclorhídrico,HCl,yaquelosH O liberadosporelácidoreaccionanconlosOH producidosenlahidrólisisdelClO :

ClO +HClHClO+Cl

e)SielpHdelalejíaes6,5:

pOH=7,5[OH ]=10 , M

sustituyendoenlaexpresióndelaconstantedeequilibrio:

[HClO][ClO ]

=[OH ]K

[HClO][ClO ]

=10 ,

10 , =110


9.REACCIONESDEPRECIPITACIÓN

9.1. La solubilidad del hidróxido demagnesio en agua pura es 0,6mg en 50mL. Calcula susolubilidadenunadisolucióndehidróxidodesodiodepH=12.Comentalosresultadosobtenidosconargumentaciónteórica.

(Canarias1992)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelMg OH es:

Mg OH (s)Mg (aq)+2OH (aq)

ysuproductodesolubilidad:

K =[Mg ][OH

SilasolubilidadmolardelMg OH enaguapuraess:

s=0,6mgMg OH

50mL1mmolMg OH58,3mgMg OH

=2,1· M

lassolubilidadesdelosionesson:

[Mg ]=s [OH =2s


K =s 2s =4s K =4 2,1·10 =3,7·10

SiunadisolucióntienepH=12:

pOH=14–pOH=2[OH ]=10 [OH ]=10 M

SustituyendoenlaexpresióndeK seobtienelasolubilidaddelMg(OH)2endichadisolución:

[Mg ]=K

OH[Mg ]=

3,7·1010

=3,7· M

Comoseobserva,lasolubilidadhadisminuidoporlapresenciadeunioncomún,OH ,locuales coherente con lo que propone el principio de Le Châtelier, que si se aumenta laconcentracióndealgunadelassustanciaspresentesenelequilibrio,enestecasounproducto,elsistemasedesplazaenelsentidoenelquedesciendadichaconcentración,enestecasoseformamásprecipitado,loquequieredecirquedisminuyelasolubilidaddelasustancia.

9.2. Si semezclan 25,0mL de disolución deNaCl 1,20·10 M, con 50,0mL de disolución de 1,00·10 M, ¿precipitará AgCl? ¿Cuáles serán las concentraciones de y en

disolución?

(Dato. (AgCl)=1,70·10 )(Canarias1995)

LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreAg SO yNaCles:

Ag SO (aq)+2NaCl(aq)2AgCl(s)+Na SO (aq)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAgCles:


AgCl(s)Ag (aq)+Cl (aq)


K =[Ag ][Cl

Paraqueseformeprecipitado,esprecisoqueelproductoiónico:

[Ag ][Cl >K

Considerando volúmenes aditivos, las concentraciones [Ag ] y [Cl ] una vez efectuada lamezcla:

[Ag ]=50mLAg 1,00·10 M

2,00·10 mmolAg 1mLAg 1,00·10 M

50+25 mLdisolucion=1,33·10 M

[Cl ]=25mLCl 1,20·10 M

1,20·10 mmolCl 1mLCl 1,20·10 M


Sustituyendoenelproductoiónicoseobtiene:

1,33·10 4,00·10 =5,33·10

Comoseobserva,elproductoiónicoesmayorqueK ,portanto,síseformaprecipitadodeAgCl.

Para determinar las concentraciones de los iones en disolución es preciso saber antes lacantidaddeprecipitadodeAgClformado.Paraelloesnecesariosaberpreviamentecuáleselreactivolimitante:

50mLAg SO1,00·10 mmolAg SO

1mLAg SO=0,5mmolAg SO

25mLNaCl1,20·10 mmolNaCl

1mLNaCl=0,3mmolNaCl

0,3mmolNaCl0,5mmolAg SO

=0,6

La relación molar es menor que 2, lo que quiere decir que sobra Ag SO y que se gastacompletamente elNaCl que actúa como reactivo limitante que determina la cantidad deprecipitadoformado:

0,3mmolNaCl1mmolAgCl1mmolNaCl

=0,3mmolAgCl

Teniendoencuentalascantidadesdesustanciasiniciales:

Ag SO (aq)2Ag (aq)+SO (aq)

0,5mmol1,0mmol


0,3mmol0,3mmol


LaconcentracióndeAg endisoluciónes:

[Ag ]=Ag inicial Ag precipitado

V total

ElAg precipitadoes:

0,3mmolCl1mmolAg1mmolCl

=0,3mmolAg

Sustituyendo:

[Ag ]=1,0mmolAg inicial 0,3mmolAg precipitado

50+25 mL=9,33·10 M

A partir del producto de solubilidad del AgCl se puede obtener la cantidad de Cl endisolución:

[Cl ]=K

[Ag ]=1,70·10

9,33·10=1,82·10 M

9.3. El producto de solubilidad del cloruro de plomo (II) en agua pura a 25°C es 1,7·10 .Calcula:a)Lasolubilidad,eng· ,delclorurodeplomo(II)enaguapuraa25°C.b)Losgramosdeclorurodesodioquehayqueañadira100mLdedisolución0,01Mdeacetatodeplomo(II)parainiciarlaprecipitacióndeclorurodeplomo(II).

(Canarias1996)

a)ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelPbCl es:

PbCl (s)Pb (aq)+2Cl (aq)


K =[Pb ][Cl

SilasolubilidadmolardelPbCl ess,lassolubilidadesdelosionesson:

[Pb ]=s [Cl =2s


K =s 2s =4s

Lasolubilidadenaguaes:

s=K

4

3

s=1,7·10

4

3

=1,6·10 M

Habitualmente,lasolubilidadsesueleexpresareng·L :

1,6·10molPbCl

L278,2gPbClmolPbCl

=4,5g·L


b)LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentrePb CH COO yNaCles:

Pb CH COO (aq)+2NaCl(aq)2NaCH COO(aq)+PbCl (s)


[Pb ][Cl >K

ConsiderandoquelaadicióndeNaClaladisolucióndePb CH COO noproducevariacióndevolumen,elvalorde[Pb eselmismoqueeldeladisolucióndePb CH COO ,asíquedelproductodesolubilidadseobtieneelvalorde[Cl ]:

Cl =K

[Pb ] Cl =

1,7·100,01

=4,1·10 M

LamasamínimadeNaClaañadiraladisoluciónparaquecomienceaprecipitarPbCl es:

0,1Ldisolucion4,1·10 molNaCl1Ldisolucion

58,5gNaCl1molNaCl

=0,24gNaCl

9.4.Encuentra lamáximaconcentraciónde ionNi2+enaguasaturadacon ,a25°C,en lossiguientescasos:a)ApH=0b)ApH=3.

(Datos.ProductodesolubilidaddelNiS=3,2·10 ;constantesdeacidezdel : =9,1·10 ,=1,2·10 .Ladisoluciónsaturadade es0,1Myenmedioácido,casitodoélestácomo)

(Galicia2003)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelNiSes:

NiS(s)Ni (aq)+S (aq)

Elproductodesolubilidadcorrespondientees:

K =[Ni ][S

LosequilibrioscorrespondientesaladisociacióndelH2Sson:

H S(aq)HS (aq)+H O (aq)

HS (aq)S (aq)+H O (aq)

ylasexpresionesdelasrespectivasconstantesdeacidez:

K =HS [H O ]

[H S]K =

S [H O ]HS

Combinandoambasexpresionesseelimina[HS ]yseobtiene:

S =K1K2[H S][H O


Sustituyendo[S ]enelproductodesolubilidadsepuedeobtener[Ni ]:

[Ni =K

K K [H S][H O

a)SipH=0

[H O ]=10 [H O ]=10 =1M

[Ni ]=3,2·10

9,1·10 1,2·10 0,11 =0,293M

b)SipH=3

[H O ]=10 [H O ]=10 M

[Ni ]=3,2·10

9,1·10 1,2·10 0,110 =2,93·10 M

9.5.Elaguafluorada,utilizadaparaprevenirlacariesdental,sueleconteneralrededorde1ppmdeion ,esdecir,1gde porcada10 gdeagua.a)¿Cuálserálaconcentraciónmolardelionfluoruro?b)Sisetieneunaguaduraenlaqueexisteunaconcentracióndeiones 10 M,¿seformaráprecipitadoenelprocesodefluoración?c)Siseañadeunaconcentración10 Mdeácido fluorhídrico.¿Quéocurrirá?¿Cuántovaldráahoralasolubilidad?

(Dato. ( )=4,0·10 )(Asturias2004)

a)Elvalorde F enelaguaes:

1gF

106gagua1molF19gF

103gagua1Lagua

=5,3·10 M

b)ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelCaF es:

CaF (s)Ca (aq)+2F (aq)

Elproductodesolubilidadcorrespondientees:

K =[Ca ][F


[Ca ][F >K

10 5,3·10 =2,8·10

Comoseobserva,elproductoiónicoesmenorqueK ,portanto,noseformaprecipitadode .


c)Setratadelcasodelasolubilidaddeunasustanciaenunadisoluciónquepresentaunioncomún.Enestecasoelvalorde[F ]enelequilibrioes:

[F ]= 2s+10 M

Como2s<<10 ;sepuedeaproximarsincometergranerrorque, 2s+10 M≈10 M

SiendoslanuevasolubilidadmolardelCaF ,laexpresióndeK quedacomo:

K =s 10

s=4,0·10

10=4,0·10 M

Alañadirun ioncomúnelequilibriosedesplazahacia la formacióndelsólidocon loque lasolubilidaddisminuye.

9.6.a)Deducerazonadamentesiseformaunprecipitadodesulfatodebario( )almezclar100mLdesulfatodesodio( )7,5·10 My50mLdeclorurodebario( )0,015M.estasdossales( y )seencuentrantotalmentedisociadas.b)Indicacómoevolucionaráelequilibrioanteriorencadaunodelostressupuestossiguientes:b1)Seañade enformade .b2)Seañade enformade .b3)Seaumentaelvolumenañadiendoaguahasta1L.

(Dato. ( )=1,1·10 )(Canarias2010)

a)LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreNa SO yBaCl es:

Na SO (aq)+BaCl (aq)BaSO (s)+2NaCl(aq)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelBaSO es:

BaSO (s)Ba (aq)+SO (aq)


K =[Ba ][SO


[Ba ][SO >K

Tanto Na SO y BaCl se encuentran totalmente disociados de acuerdo con las siguientesecuaciones:

Na SO (aq)2Na (aq)+SO (aq)

BaCl (aq)Ba (aq)+2Cl(aq)

Considerandovolúmenesaditivos, las concentraciones [Ba ]y[SO ]unavezefectuada lamezcla:


[Ba ]=50mLBa 0,015M

0,015mmolBa 1mLBa 0,015M


[SO ]=100mLSO 7,5·10 M

7,5·10 mmolSO 1mLSO 7,5·10 M


Sustituyendoenelproductoiónicoseobtiene:

5,0·10 5,0·10 =2,5·10

Comoseobserva,elproductoiónicoesmayorqueK ,portanto,síseformaprecipitadode.

b1‐b2) Tanto Ba NO y K SO se encuentran totalmente disociados de acuerdo con lassiguientesecuaciones:

Ba NO (aq)Ba (aq)+2NO (aq)

K SO 2K (aq)+SO (aq)

Laadicióndeestasdossales, y , sustanciasque tienenalgún ioncomúncon los presentes en el equilibrio del apartado anterior producen un aumento de lasconcentraciones iónicas. De acuerdo con el principio de Le Châtelier, el equilibrio sedesplazaenelsentidoenelqueseconsumanlosionesBa oSO añadidos,esdecirhacialaizquierda.

b3) Si se aumenta el volumen de la disolución, las concentraciones iónicas se hacenmenores.De acuerdo con el principiodeLeChâtelier, paraque se recupere el equilibrio espreciso que se disuelvamás cantidad de precipitado y elequilibrio sedesplazahacia laderecha.

9.7. ¿Cuántosgramosde sepuedendisolveren0,25Ldeagua? ¿Yen1LdedisoluciónacuosaquecontieneNaF0,01M?

(Dato. ( )=8,0·10 )(Córdoba2010)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelHgF es:

HgF (s)Hg (aq)+2F (aq)

Laconstantedeequilibriodelprocesodesolubilidades:

K =[Hg ][F

SilasolubilidadmolardelHgF ess,lassolubilidadesdelosionesson:

[Hg ]=s [F =2s


K =s 2s =4s



s=K

4

3

s=8,0·10

4

3

=2,7·10 M

Habitualmente,lasolubilidadsesueleexpresareng·L :

2,7·10molHgF

L238,6gHgFmolHgF

=0,648g·L

Lamasadeestasustanciaquesepuededisolveren0,25Ldeaguaes:

0,648gHgFL

0,25L=0,162g

Se trata del caso de la solubilidad de una sustancia en una disolución que presenta un ioncomún.Enestecasoelvalorde[F ]enelequilibrioes:

[F ]= 2s+10 M

Como2s<<10 ;sepuedeaproximarsincometergranerrorque, 2s+10 M≈10 M

SiendoslanuevasolubilidadmolardelHgF ,laexpresióndeK quedacomo:

K =s 10

s=8,0·10

10=8,0·10 M

Lamasadeestasustanciaquesepuededisolveren1Ldeestadisoluciónes:

8,0·10molHgF

L238,6gHgFmolHgF

1L=0,19g

9.8.Seañaden0,2827gdeiodatodeplataaunlitrodeagua,seagitaduranteunratoysefiltra.Lamasadesólidonodisuelto,retenidoenelfiltro,es0,2338g.Calcularlaconstanteproductodesolubilidaddeliodatodeplata.

(Murcia2011)

ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAgIO3es:

AgIO (s)Ag (aq)+IO (aq)


K =[Ag ][IO

SilasolubilidadmolardelAgIO ess,lassolubilidadesdelosionesson:

[Ag ]=s [IO =s



s=(0,28270,2338)gAgIO

L1molAgIO282,9gAgIO

=1,73·10 M


K = 1,73·10 =3,0·10


10.ELECTROQUÍMICA

10.1.Dadalareacción:

+KBr+ + + Apartirde250mLdeunadisolucióndeKBr0,100M,de0,850gde yexcesode ,¿quémasade seobtendríasielrendimientodelareacciónesdel38,0%?

(Canarias1995)

Laecuacióniónicaes:

K MnO +K Br +2H SO Mn SO +2K SO +Br

Lassemirreacionesquetienenlugarson:

Reducción:2 MnO +8H +5e Mn +4H O

Oxidación:5 2Br Br +2e

Laecuaciónglobales:

2MnO +16H +10Br 5Br +8H O+2Mn

Añadiendolosionesquefaltan(12K y8SO )seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

2KMnO +10KBr+8H SO 2MnSO +5Br +8H O+6K SO

Como inicialmente existen las dos especies que intervienen en la reacción es precisodeterminarcuáldeellaseselreactivolimitante.Elnúmerodemolesdecadaunaes:

250mLKBr0,100M0,1molKBr

10 mLKBr0,1M=2,5·10 molKBr

0,850gKMnO1molKMnO158gKMnO

=5,4·10 molKMnO

2,5·10 molKBr

5,4·10 molKMnO=4,6

Comolarelaciónmolaresmenorque5quieredecirquequedaKMnO sinreaccionar,porlotanto,ellimitanteesKBrquedeterminalacantidaddeBr queseforma.

RelacionandoKBryBr yteniendoencuentaunrendimientodel38,0%:

2,5·10 molKBr5molBr10molKBr

160gBr1molBr

38gBr real

100gBr teorico=0,76g

10.2.Sabiendoqueelpotencialdereducciónestándar,E°,delpar /Nies ‐0,250Vyqueeldelpar /Znes‐0,763V,indica,justificandolarespuesta:a)Cuálseríalareacciónespontáneaenunapilaformadaporamboselectrodos.b)Elsentidoenelquecirculanloselectrones.c)Cuáleselpolopositivo.d)Laespeciequeseoxidaylaquesereduce.

(Canarias1995)

a) Para que una reacción sea espontánea debe cumplirse que a presión y temperaturaconstantes,ΔG°<0.


La relación entre ΔG° y el potencial de la reacción, E°, viene dado por la expresión,ΔG°=‐nFE°,dedondesededucequeunareaccióndeoxidación‐reducciónseráespontáneasiemprequesecumplaqueE°>0.

Unacélulavoltaicaesaquellaenlaquetienelugarunareacciónespontánea,enella,elparquepresentamayor potencial actúa como cátodo y el de menor como ánodo de forma que seobtienequeEcelula

o >0.

Elpotencialnormaldelacélulasecalculamediantelasiguienteexpresión:

Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /Ni

o E /Zno = ‐0,250V ‐0,763V =0,513V

Cátodoeselelectrodoenelquetienelugarlasemirreaccióndereducción:

Ni (aq)+2e Ni(s)

Ánodoeselelectrodoenelquetienelugarlasemirreaccióndeoxidación:

Zn(s)Zn (aq)+2e

Sumandoambas,seobtienelareacciónglobal:

Ni (aq)+Zn(s)Ni(s)+Zn (aq)

b‐c‐d)Unesquemadelacélulavoltaicaes:

Loselectronesdelacélulasedirigendeformaespontáneahaciapotencialescrecientes,portanto:Polopositivo: /Ni

Polonegativo: /Zn

eseloxidante,laespeciequesereduce.

Zneselreductor,laespeciequeseoxida.


10.3.Sesometeaelectrólisis fundidohaciendopasarunacorrientede3Aduranteciertotiempo,hastaquesedepositan24,5gdeZnmetálico.a)Indicalasreaccionesquetienenlugarenelcátodoyenelánodo.b)Calculaeltiemponecesariopararealizarelproceso.c)Determinaelvolumendegasliberadodurantelaelectrólisis,medidoencondicionesnormales.

(Dato.ConstantedeFaraday,F=96500C· ;ConstanteR=0,082atm·L· · )(Canarias1995)

a)Elclorurodecincenfundidoseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:

ZnCl (l)Zn (l)+2Cl (l)

Lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:

Cátodo(reducción): (l)+2 Zn(l)

Ánodo(oxidación):2 (l) (g)+2

b)RelacionandomolesdeZnydeelectrones:

25,4gZn1molZn65,4gZn

2mole1molZn

1F

1mole96500C1F

=74957C

Eltiemponecesarioparaesacantidaddecorrienteconunaintensidadde2A:

t=74957C3A

1h

3600s=6,9h

c)RelacionandomolesdeZnydeCl :

25,4gZn1molZn65,4gZn

1molCl1molZn

=0,388molCl

Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:

V=0,388molCl 0,082atm·L·mol ·K 273K

1atm=8,7L

10.4.¿Quéocurrirásiaunadisoluciónacuosadetetraoxosulfato(VI)decobre(II)seleañadenunaslimadurasdecincmetálico?

(Datos.Potencialesnormalesdeelectrodo: /Cu=0,34V; /Cu=0,52V; /Zn=‐0,76V)

(Galicia1999)

El Zn posee un potencial de reducciónmenor que el Cu , por tanto, el Zn se comportacomoreductordelCu deacuerdoconlassiguientessemirreacciones:

Reducción:Cu (aq)+2e Cu(s) E°=0,34V

Oxidación:Zn(s)Zn (aq)+2e E°=‐ ‐0,76V Reacciónglobal:Cu (aq)+Zn(s)Cu(s)+Zn (aq) E°=1,10V

LavariacióndeenergíalibredeGibbs,ΔG°,delprocesoes:


ΔG°=‐2mol96485Cmol

1,10V1kJ

10 J=‐212,3kJ

LaespontaneidaddelprocesoquedaconfirmadaporlosvaloresdeE°>0ydeΔG°<0.

10.5. El ácido nítrico concentrado reacciona con el cobre para formar nitrato de cobre (II),dióxidodenitrógenoyagua.a)Escribalareacciónajustada.b) ¿CuántosmL de del 95% de pureza y densidad 1,5 g/ se necesitan para hacerreaccionartotalmente3,4gdecobre?c)¿Quévolumende seformarámedidoa29°Cy748mmHgdepresión?

(Dato:ConstanteR=0,082atm·L· · )(Extremadura1999)

a)Laecuaciónaajustares:

HNO +CuCu NO +NO +H O


H NO +CuCu 2NO +NO


Reducción:2 NO +2H +e NO +H O

Oxidación:CuCu +2e


2NO +4H +Cu2NO +2H O+Cu

Añadiendolosionesquefaltan(2NO )seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

4 +Cu +2 +2

b)RelacionandoCuyHNO :

3,4gCu1molCu63,5gCu

4molHNO1molCu

63gHNO1molHNO

=13,5gHNO

ComosedisponedeHNO deriqueza95%:

13,5gHNO100gHNO 95%

95gHNO1mLHNO 95%1,5gHNO 95%

=9,5mL 95%

c)RelacionandomolesdeCuydeNO :

3,4gCu1molCu63,5gCu

2molNO1molCu

=0,107molNO


V=0,107molNO 0,082atm·L·mol ·K 29+273 K

748mmHg760mmHg1atm

=2,7L


10.6.Eltetraoxomanganato(VII)depotasio(permanganatopotásico)sereduceenmedioácidocontetraoxosulfato(VI)dehidrógeno(ácidosulfúrico)mediantebromurodepotasioparadartetraoxosulfato(VI)demanganeso(II)(sulfatomanganoso)ybromomolecular.Formula yajusta completamente la ecuaciónquímica correspondientepor elmétododel ion‐electrón.

(Galicia2000)

ResueltoenlaprimerapartedelproblemapropuestoenCanarias1995.

10.7.¿Cuántashorassonnecesariasparaproducir30,0gdeorometálico,haciendopasarunacorrienteeléctricacontinuade4,00Aatravésdeunadisolucióndeuncompuestoiónicodeoro(III)?

(Datos:1Faraday=96500C;NúmerodeAvogadro=6,023·10 )(Galicia2000)

Lasemirreaccióncorrespondientealareduccióndeloroenelcátodoes:

Au (aq)+3e Au(s)

RelacionandomolesdeAuydeelectrones:

30,0gAu1molAu197gAu

3mole1molAu

1F

1mole96500C1F

=44086C

Eltiemponecesarioparaesacantidaddecorrienteconunaintensidadde4A:

t=44086C4,00A

1h

3600s=3,1h

10.8.Suponiendocondicionesestándar,¿reaccionaránelionnitratoyelcincmetálicoenmedioácido, para dar ion amonio e iones cinc? Razona la respuesta. En caso afirmativo, ajusta lareacciónquetienelugarentreellos.(Datos.Potencialesnormalesdereducción:ionnitrato/ionamonio=0,89V;ioncinc/cinc=‐0,76V)

(Canarias2001)

ElNO poseeunpotencialdereducciónmenorqueelZn,portanto,elZnsecomportacomoreductordelNO deacuerdoconlassiguientessemirreacciones:

Reducción:NO +10H +8e NH +3H O E°=0,89V

Oxidación:4 ZnZn +2e E°=‐ ‐0,76V Reacciónglobal:NO +10H +4ZnNH +3H O+4Zn E°=1,65V

Para que una reacción sea espontánea debe cumplirse que a presión y temperaturaconstantes,ΔG°<0.




10 +4Zn4 + +3

10.9.Unmineraldehierroestáconstituidoporóxidodehierro (III)e impurezas inertes.Pararealizarsuanálisissedisuelven446,0mgdelmineralenácidoclorhídrico.Posteriormente,paramayorgarantíasereducetodoelhierroaionhierro(II)quesevaloraenmedioácidocon38,60mLdepermanganatodepotasio0,0210M.a)Escribayajuste iónicamente laecuaciónquímicacorrespondientea laoxidacióndelhierro(II)conpermanganatoenmedioácido.b)Calculeelporcentajedehierroenlamuestrademineral,expresandoelresultadocomohierroyóxidodehierro(III).

(CastillayLeón2001)

a)Laecuacióniónicaes:

K MnO +Fe +H Mn +Fe


Reducción:MnO +8H +5e Mn +4H O

Oxidación:5 Fe Fe +e


+8 +5 +4 +5

b)ElnúmerodemmolesdeMnO quereaccionanes:

38,60mLMnO 0,0210M0,0210mmolMnO1mLMnO 0,0210M

=0,8106mmolMnO

RelacionandoMnO conFe ymineralseobtienelariquezadeeste:

0,8106mmolMnO446,0mgmineral

5mmolFe1mmolMnO4

– 55,85mgFe1mmolFe

100=50,75%

10.10. El heptaoxodicromato (VI) de potasio (en disolución acuosa) (dicromato potásico)reacciona con cloruro de hidrógeno (ácido clorhídrico) en disolución acuosa) para dar cloromolecularquesedesprendeytriclorurodecromoendisoluciónacuosa.Formula yajusta completamente la ecuaciónquímica correspondientepor elmétododel ion‐electrón.

(Galicia2001)

Laecuaciónaajustares:

K Cr O +HClCrCl +Cl


2K Cr O +H Cl Cr Cl +Cl



Reducción:Cr O +14H +6e 2Cr +7H O

Oxidación:3 2Cl Cl +2e


Cr O +14H +6Cl 2Cr +7H O+3Cl

Añadiendolosionesquefaltan(8Cl y2K )seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

+14HCl2 +3 +7 +2KCl

10.11. El yoduro de cobre (I) puede prepararse de unmodo cuantitativo según la siguientereacción:

+KI+ CuI+ + + Calcule cuántos gramos de CuI se pueden obetenr a partir de 250 g de sulfato de cobre (II)pentahidrato.


Laecuacióniónicainiciales:

Cu SO +K I +2Na S O Cu I +2K SO +2Na SO +2Na S O


Reducción:2 Cu +e Cu

Oxidación:2S O S O +2e


2Cu +2S O 2Cu +S O

Añadiendolosionesquefaltan(2SO ,2I ,2K y4Na )seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

2 +2KI+2 2CuI+ + +

RelacionandoCuSO conCuI:

250gCuSO ·5H O1molCuSO ·5H O249,5gCuSO ·5H O

2molCuI

2molCuSO ·5H O190,5gCuI1molCuI

=190,9gCuI

10.12.Elpermanganatodepotasiosereduceenmediosulfúricomediantebromurodepotasioparadarsulfatodemanganeso(II)ybromo.Si0,79gdepermanganatodepotasiosereducencon250 deunadisolucióndebromurodepotasio,determinalamasadebromurodepotasioylamolaridaddeladisolución.

(Galicia2003)

La ecuación química ajustada aparece en la primera parte del problema propuesto enCanarias1995.

2KMnO +10KBr+8H SO 2MnSO +5Br +8H O+6K SO

RelacionandoKMnO conKBr:


0,79gKMnO1molKMnO158gKMnO

10molKBr2molKMnO

=0,025molKBr

LamasadeKBrcontenidaenladisoluciónes:

0,025molKBr119gKBr1molKBr

=2,975gKBr

Lamolaridadde ladisolucióndeKBr, suponiendoque la adicióndeKMnO noproduceunaumentodelvolumen,es:

0,025molKBr250mLdisolucionKBr

10 mLdisolucionKBr1LdisolucionKBr

=0,1M

10.13. Al hacer reaccionar el dicromato de potasio con ácido clorhídrico se forma lacorrespondientesaldecromotrivalentealavezquesedesprendeungasamarilloverdosoyseformanotroscompuestossolublesenagua.a)Escribalaecuaciónajustadaporelmétododelion‐electrón.b) ¿Cuántos mL de ácido clorhídrico del 37% y densidad 1,19 g· se necesitarán parareaccionarcon7gdedicromatodepotasio?c)¿Quévolumendegas,medidoa20°Cy750mmHg,seformaráenelprocesoanterior?

(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(CastillayLeón2003)

a)LaecuaciónquímicaajustadaapareceenelproblemapropuestoenGalicia2001.

+14HCl2 +3 +7 +2KCl

b)RelacionandoK Cr O conHCl:

7gK Cr O1molK Cr O252gK Cr O

14molHCl

1molK Cr O=0,389molHCl

ComosedisponedeHClderiqueza37%:

0,389molHCl36,5gHCl1molHCl

100gHCl37%


=32,2mLHCl37%

c)RelacionandoK Cr O conCl :


3molCl

1molK Cr O=0,083molCl


V=0,083molCl 0,082atm·L·mol ·K 20+273 K

750mmHg760mmHg1atm

=2,0L


10.14.Alreaccionarestañoconácidonítrico,elestañosetransformaendióxidodeestañoysedesprendeóxidodenitrógeno(II),siendo =‐50kJ.a)Escribeyajustalareacción.b)Sielestañoformapartedeunaaleaciónyde1kgdelamismaseobtiene0,382kgdedióxidodeestañocalculaelporcentajedeestañoenlaaleación.c)Calculaelcalorquesedesprendesireaccionan20gdeestañocon40gdeácidonítrico.

(Asturias2003)


HNO +SnSnO +NO


H NO +SnSnO +NO


Reducción:4 NO +4H +3e NO+2H O

Oxidación:3 Sn+2H OSnO +4H +4e


4NO +4H +3Sn3SnO +2H O+4NO

Laecuaciónmolecularfinales:

4 +3Sn3 +4 +2

b)RelacionandoSnO conSnyaleaciónseobtienelariquezadeesta:

382gSnO1000galeación

1molSnO150,7gSnO

1molSn1molSnO

118,7gSn1molSn

100=50%Sn

c) Como inicialmente existen las dos especies que intervienen en la reacción es precisodeterminarcuáldeellaseselreactivolimitante.Elnúmerodemolesdecadaunaes:

20gSn1molSn118,7gSn

=0,168molSn

40gHNO1molHNO63gHNO

=0,635molHNO

0,635molHNO0,168molSn

=3,8

Larelaciónmolaresmayorque4/3,loquequieredecirquequedaHNO sinreaccionar,portanto,ellimitanteesSn.

RelacionandoSnylaentalpíadelareacciónseobtieneelcalordesprendido:

0,168molSn‐50kJ3molSn

=‐2,8kJ


10.15.Ajustaporelmétododelion‐electrónyseñalaencadacasolaespecieoxidante:

a)MnO+ + + +

b) +HCl + +KCl+ (Canarias2004)

a)Laecuacióniónicainiciales:

MnO+PbO +H NO H MnO +Pb 2NO +H O


Reducción:5 PbO +4H +2e Pb +2H O

Oxidación:2 MnO+3H O+3e MnO +6H +5e


5PbO +8H +2MnO5Pb +2MnO +4H O

Añadiendolosionesquefaltan(10NO y2H )seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

5 +2MnO+10 5 +2 +4

eseloxidante,laespeciequeganaelectronesysereduce.

b) La ecuación química ajustada aparece en el problema propuesto en Galicia 2001 y laespecieoxidantees .

10.16.Dadaslassiguientesreacciones,sinajustar,justificasinsononoprocesosredox.Encasoafirmativoidentifiquelaespeciequeseoxidaylaquesereduce,asícomolaespecieoxidanteylareductora:

a)Cu+ + +

b)HCl+ +

c)2Na+ 2NaF

d) +NaClAgCl+ (Canarias2004)

Seránprocesosredoxsienelloslasespeciesimplicadasintercambianelectrones.

a)Cu+H SO CuSO +SO +H O

Laecuaciónenformaiónicaes:

Cu+2H SO Cu SO +SO +H O


Reducción:SO +4H +2e SO +2H O

Oxidación:CuCu +2e


Cueselreductor,laespeciequecedeelectronesyseoxida.


b)HCl+Ca OH CaCl +H O


H Cl +Ca 2OH Ca 2Cl +H O

Ninguna de la especies presentes intercambia electrones, por tanto, no se trata de unprocesoredox.

c)Na+F NaF


Na+F Na F


Reducción:F +2e 2F

Oxidación:NaNa +e


Naeselreductor,laespeciequecedeelectronesyseoxida.

d)HCl+Ca OH CaCl +H O


Ag NO +Na Cl Ag Cl +Na NO

Ninguna de la especies presentes intercambia electrones, por tanto, no se trata de unprocesoredox.

10.17. Dados los potenciales estándar de los siguientes pares, E° ( /Sn) = ‐0,13 V yE°( /Ag)=0,79V.Indicacómoconstruirconellosunapila,cuálserásunomenclatura,asícomosupotencialencondicionesnormales.

(Canarias2004)

Para construir una pila voltaica es preciso que la reacción que tenga lugar en ella seaespontánea,esdecir,debecumplirsequeapresiónytemperaturaconstantes,ΔG<0.

Unapilavoltaicaesaquellaenlaquetienelugarunareacciónespontánea,enella,elparquepresentamayor potencial actúa como cátodo y el de menor como ánodo de forma que seobtienequeEcelula

o >0.


Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /Ag

o E /Sno = ‐0,79V ‐0,13V =0,92V

Elcátodoeselelectrodoenelquetienelugarlasemirreaccióndereducción:

Ag (aq)+e Ag(s)


Elánodoeselelectrodoenelquetienelugarlasemirreaccióndeoxidación:

Sn(s)Sn (aq)+2e


2Ag (aq)+Sn(s)2Ag(s)+Sn (aq)

Unesquemadelapilavoltaicaes:

Los electrones de la pila sedirigendeformaespontáneahaciapotencialescrecientes,portanto:Polopositivo: /Ag

Polonegativo: /Sn


Sneselreductor,laespeciequeseoxida.

Lanotacióndelapilaes:

Sn/ // /Ag

10.18.Unacorrientede10Aestácirculandodurante120min sobreclorurodesodio fundido.Calculaelvolumendecloro,medidoa720mmHgy300K,quesedesprendeenelánodo.

(Datos.ConstanteR=0,082atm·L· · ;1F=96485C· )(Canarias2004)

Elclorurodesodiofundidoseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:

NaCl(l)Na (l)+Cl (l)


Cátodo(reducción):Na (l)+e Na(l)

Ánodo(oxidación):2Cl (l)Cl (g)+2e

Lacantidaddecorrientequecirculaporelsistemaes:

Q=10A·120min60s1min

1F

96485C1mole1F

=0,746mole

RelacionandomolesdeCl ydeelectrones:

0,746mole1molCl2mole

=0,373molCl



V=0,373molCl 0,082atm·L·mol ·K 300K

720mmHg760mmHg1atm

=9,7L

10.19.Alañadirvirutasdecobresobreunadisolucióndenitratodemercurio(II), ,seobservaque,al cabodepoco tiempo, el cobre se recubredeuna capagrisácea. Interpreta elfenómenomediante una reacción química y ordena demayor amenor los potenciales de lossemisistemas /Cuy /Hg.

(Canarias2004)

Sielcobrealintroducirloenunadisolucióndenitratodemercurio(II)serecubredeunacapagris,quieredecirquetienelugarunareacciónespontánea.Enella,elparquepresentamayorpotencialactúacomocátodo(oxidante)yeldemenorcomoánodo(reductor)deformaqueseobtienequeEcelula

o >0.



Oxidantelaespeciequesufrelasemirreaccióndereducción:

Hg +2e Hg

Reductorlaespeciequesufrelasemirreaccióndeoxidación:

CuCu +2e


+CuHg+

Elpotencialnormaldelareacciónsecalculamediantelasiguienteexpresión:

Ecelulao =Eoxidante

o Ereductoro

Ecelulao =E /Hg

o E /Cuo >0E /Hg

o >E /Cuo

Consultandolabibliografía:

E /Hgo =0,85VE /Cu

o =0,34V

10.20.EnSanCibrao(Lugo)seobtieneelaluminioen512cubaselectrolíticaspuestasenserie,laintensidades1,45·10 Ayelvoltajees4,2Vporcubaelectrolítica.Elrendimientoesdel86%.a)¿Cuántoaluminioseproduceencadacubacadadía?b)¿Cuántaenergíaseconsumepordíasolamenteenelprocesoquímicodelaelectrólisis?

(Dato.1F=96485C· )(Galicia2004)

a)Silascubasestánmontadasenserie,lacantidaddecorrientequecirculaportodasellaseslamismaysecumpleque:


ΣVi=Σ(I·Ri)

Lasemirreacciónparaelaluminioes:

Cátodo(reducción):Al (l)+3e Al(l)

Lacantidaddecorrientequecirculaporunacubadiariamentees:

Q=1,45·10 A·24h3600s1h

1F

96485C1mole1F

=1,30·10 mole

RelacionandomolesdeAlydeelectronesteniendoencuentaunrendimientodel86%:

1,30·10 mole1molAl3mole

27gAl1molAl

1tAl

1,17·106gAl86tAl(real)

100tAl(teorico)=1,01tAl

b)Lapotenciadiariaconsumidaenlascubases:

P=Σ(I·V)=512cubas4,2V 1,45·10 A

cuba=3,12·10 W

Laenergíadiariaconsumidaenlascubases:

3,12·10 W·1dıa86400s1dıa

=2,69· J

ExpresandoelvalorenkWh:

2,69·10 J1kWh3,6·10 J

=7,46· kW·h

10.21.Lapila inventadapor JohnFredericDaniell(1790‐1845),profesordelKing’sCollegedeLondres,seconstruyemedianteunelectrododecincsumergidoenunadisolucióndesulfatodecinc y otro electrodo de cobre sumergido en una disolución de sulfato de cobre (II). Loselectrodos se unenmediante un hilo conductor y las disolucionesmediante un puente salino.Supongaquelasconcentracionesdelasdisolucionesson0,08Mparaladesulfatodecincy0,1Mparaladesulfatodecobre(II).Indique:a)Cuáleselelementoquehacedecátodoycuáldeánodo.b)Cuáleslareaccióndeoxidaciónycuálladereducción(semipilas).c)Lanotacióncorrectadelapila.d)Cuáleslafunciónespecíficadelpuentesalinoqueconectalasdisoluciones

(Datos.Potencialesestándar /CuE°=0,34V; /ZnE°=‐0,76V)(Galicia2004)

a‐b) Para que una reacción sea espontánea debe cumplirse que a presión y temperaturaconstantes,ΔG°<0.



o >0.Lafemopotencialdelapilaesiguala:



Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /Cu

o E /Zno = 0,34V ‐0,76V =1,10V

Elcátodoeselelectrodoenelquetienelugarlasemirreaccióndereducción:

Cu (aq)+2e Cu(s)

Elánodoeselelectrodoenelquetienelugarlasemirreaccióndeoxidación:

Zn(s)Zn (aq)+2e


(aq)+Zn(s)Cu(s)+ (aq)

c)Unesquemadelapilavoltaicaes:

Los electrones de la pila sedirigendeformaespontáneahaciapotencialescrecientes,portanto:Polopositivo: /Cu

Polonegativo: /Zn




Zn/ // /Cu

d)Lafuncióndelpuentesalinoesconectarambassemipilasdeformaquesecierreelcircuitoyloselectronescirculenlibrementedentrodelmismo.

10.22.Unamuestrade3,00gdeunaaleacióndecromosedisolvióenácido,demodoquetodoelcromoseoxidóa .Esteionseredujoa enmediobásico,paralocualsenecesitaron3,09gde .Elion ,queactuócomoreductor,seoxidóa .a)Escribelaecuacióniónicaajustadacorrespondientealareduccióndel .b)¿Cuántosmolesde reaccionaronconel .c)¿Quériquezaencromoteníalaaleacióninicial?

(Asturias2004)


SO +CrO SO +Cr


Lassemirreaccionesson:

Reducción:2 CrO +2H O+3e Cr +8OH

Oxidación:3 SO +2OH SO +H O+2e


2 +3 +5 5 +3 +10

b)RelacionandoSO conCrO :

3,09gSO1molSO

80gSO2molCrO

3molSO=0,026mol

c)RelacionandoCrO conaleación:

0,026molCrO3galeacion

1molCr

1molCrO52gCr1molCr

100=45%Cr

10.23. Dados los potenciales estándar de los siguientes pares, E° ( /Zn) = ‐0,76 V yE°( /Cu)=0,34V:a)Hazunesquemadelapilaquesepodríaformarindicandotodossuscomponentesyelsentidoenelquecirculanloselectrones.b)CalculaelvalordeEpila

o yrepresentalanotacióndelapila.(Canarias2005)

EsteproblemaestáresueltoenelpropuestoenGalicia2004.

10.24.Ajustalassiguientesreaccionesporelmétododelion‐electróneindicaencadacasocuáleseloxidanteycuálelreductor:

a) +HClKCl+ + +

b) + +HCl + +KCl+ (Canarias2005)


K MnO +H Cl K Cl +Cl +Mn 2Cl +H O





2MnO +16H +10Cl 2Mn +8H O+5Cl


2 +10HCl2 + +8 +2KCl



eselreductor,laespeciequecedeelectronesyseoxida.

b)Laecuacióniónicaes:

2K Cr O +Fe Cl +H Cl Cr Cl +Fe Cl +K Cl +H O



Oxidación:6 Fe Fe +e


Cr O +14H +6Fe 2Cr +6Fe +7H O


+14HCl+6 2 +6 +7 +2KCl



10.25.Sequierehacerunrecubrimientodeunasuperficieconcromo(cromado)yparaellosedisponedeunadisoluciónácidaquecontiene .Sepide:a)Escribelasemirreaccióndereducciónde aCr(s)enmedioácido.b)¿Cuántosgramosdecromosedepositaríanalpasarunacargade1,0·10 C?c)¿Cuántotiempotardaráendepositarseungramodecromoutilizandounacorrientede6A?

(Dato.1F=96485C· )(Canarias2005)

a)Lasemirreaccióndereducciónes:

+6 +6 Cr+3

b)RelacionandomolesdeelectronesyCr:

1,0·10 C1F

96485C1mole1F

1molCr6mole

52gCr1molCr

=0,9gCr

c)RelacionandoCrycantidaddecorriente:

1gCr1molCr52gCr

6mole1molCr

96485C1mole

=11133C

Eltiemponecesarioconunacorrientede6Aes:

t=11133C6A

1min60s

=30,9min


10.26.a)Justificasi loselementosquímicos:plata,cobre,cadmio,cincymagnesio,sedisuelvenenunadisolución0,1Mdeácidoclorhídrico,apartirdelossiguientespotencialesnormalesdereducciónE°:( /Ag)=0,80V;( /Cu)=0,34V;( /Cd)=‐0,40V;( /Zn)=‐0,76V;( +/Mg)=‐2,37V.b)Ordena,justificandolarespuesta,losionesanterioresdemásamenosoxidante.

(Canarias2006)



a)ParalareacciónentreHClyAglassemirreaccionesquetienenlugarson:

Reducción:2H +2e H E°=0,00V

Oxidación:2Ag2Ag +2e E°=‐ 0,80V Reacciónglobal:2H +2AgH +2Ag E°=‐0,80V

LanoespontaneidaddelprocesoquedaconfirmadaporlosvaloresdeE°<0ydeΔG°>0,portanto,elAgnosedisuelveenHCl.

Delamismaforma,conelCu(E°=0,34V)tambiénseobtienequeE°<0ydeΔG°>0,portanto,elCunosedisuelveenHCl.

ParalareacciónentreHClyZnlassemirreaccionesquetienenlugarson:

Reducción:2H +2e H E°=0,00V

Oxidación:ZnZn +2e E°=‐ ‐0,76V Reacciónglobal:2H +ZnH +Zn E°=0,76V

Laespontaneidaddelprocesoquedaconfirmadapor losvaloresdeE°>0ydeΔG°<0,portanto,elZnsedisuelveenHCl.

Delamismaforma,conelMg(E°=‐2,37V)tambiénseobtienequeE°>0ydeΔG°<0,portanto,elMgsedisuelveenHCl.

b)Los ionesson tantomásoxidantes cuantomayores supotencialdereducción.Los ionesdadosordenadosporpoderoxidantedecrecienteson:

E°=+0,80V > E°=+0,34V > E°=‐0,76V > E°=‐2,37V


10.27.Apartirdesiguientespotencialesnormalesdereducción:E°( /Zn)=‐0,76V;E°( /Ag)=0,80V;E°( / )=2,87VyE°( / )=1,36V.Indicajustificandolasrespuestasconlasreaccionesquetienenlugar,lassiguientescuestiones:a)¿Puedereducirelcincaloscationesplata?b)¿Puedeoxidarelcloroalosionesfluoruro?

(Canarias2006)



a)ParalareacciónentreZnyAg lassemirreaccionesquetienenlugarson:

Reducción:2Ag +2e 2Ag E°=0,80V

Oxidación:ZnZn +2e E°=‐ ‐0,76V Reacciónglobal:2Ag +Zn2Ag+Zn E°=1,56V



1,56V1kJ

10 J=‐301kJ

LaespontaneidaddelprocesoquedaconfirmadaporlosvaloresdeE°>0ydeΔG°<0.

b)ParalareacciónentreCl yF lassemirreaccionesquetienenlugarson:

Reducción:Cl +2e 2Cl E°=1,36V

Oxidación:2F F +2e E°=‐ ‐2,87V Reacciónglobal:Cl +2F 2Cl +F E°=‐1,51V



‐1,51V 1kJ

10 J=291,3kJ

LanoespontaneidaddelprocesoquedaconfirmadaporlosvaloresdeE°<0ydeΔG°>0.

10.28.Dadoslospotencialesestándardelossiguientespares:a)E°( /Zn)=‐0,76VyE°( /Cu)=0,34V.b)E°( /Zn)=‐0,76VyE°( /Ag)=0,80V.c)E°( /Zn)=‐0,76VyE°( /Li)=‐3,05V.Indica,encaso, lasreaccionesque tienen lugarenelánodoyenelcátodo,asícomo la fuerzaelectromotrizdelascélulasgalvánicas.

(Canarias2006)




Unacélulagalvánicaesaquellaenlaquetienelugarunareacciónespontánea,enella,elparquepresentamayorpotencialactúacomocátodoyeldemenorcomoánododeformaqueseobtienequeEcelula

o >0.Lafemopotencialdelacélulasecalculamediantelaexpresión:

Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Cátodoeselelectrodoenelquetienelugarlasemirreaccióndereducción.

Ánodoeselelectrodoenelquetienelugarlasemirreaccióndeoxidación.

a)ReacciónentreCu /CuyZn /Zn

Cátodo: (aq)+2 Cu(s)

Ánodo:Zn(s) (aq)+2 Reacciónglobal:Cu (aq)+Zn(s)Cu(s)+Zn (aq)

Lafemdelacélulaes:

Ecelulao =E /Cu

o E /Zno = 0,34V ‐0,76V =1,10V

b)ReacciónentreAg /AgyZn /Zn

Cátodo:2 (aq)+2 2Ag(s)

Ánodo:Zn(s) (aq)+2 Reacciónglobal:2Ag (aq)+Zn(s)2Ag(s)+Zn (aq)

Lafemdelacélulaes:

Ecelulao =E /Ag

o E /Zno = 0,80V ‐0,76V =1,56V

c)ReacciónentreZn /ZnyLi /Li

Cátodo: (aq)+2 Zn(s)

Ánodo:2Li(s)2 (aq)+2 Reacciónglobal:Zn (aq)+2Li(s)Zn(s)+2Li (aq)

Lafemdelacélulaes:

Ecelulao =E /Zn

o E /Lio = ‐0,76V ‐3,05V =2,29V


10.29.Ajustalassiguientesreaccionesporelmétododelion‐electróneindicaencadacasocuáleseloxidanteycuálelreductor:

a) +NaI+HClNaCl+ +

b) + + + + + (Canarias2006)


Na IO +I +H Cl H Cl +I +H O

Lassemirreaccionesson:

Reducción:IO +6H +5e ½I +3H O

Oxidación:5 I ½I +e


IO +6H +5I 3I +3H O

Añadiendolosionesquefaltan(6Cl y6Na+)seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

+5NaI+6HCl6NaCl+3 +3




2K Cr O +Fe SO +2H SO 2Cr 3SO +2Fe +2K +H O



Oxidación:3 2Fe 2Fe +2e


Cr O +14H +6Fe 2Cr +6Fe +7H O

Añadiendolosionesquefaltan(13SO y2K )seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

+7 +6 +3 +7 +




10.30.Siseañadecobreenpolvosobreunadisoluciónacuosadenitratodeplata1Mseobservaunligerodepósitodecolorgrisyunaprogresivaintensificacióndelcolorazul.a)¿Quéreacciónseproduce?b)Calculalavariacióndelaenergíalibreyexplicasielprocesoesespontáneo.c)Explica como construirías una pila cobre‐plata si dispones de: hilo de plata, hilo de cobredisolución1Mdesulfatodecobre(II)ydisolución1Mdenitratodeplata.Laexplicacióndebeincluir:lareacciónqueseproduceelsentidoenquecirculanloselectrones,elánodo,elcátodoylafuerzaelectromotrizopotencialdelapila.

Datos.E°( /Cu)=0,34V;E°( /Ag)=0,80V.(Galicia2006)

a)EnlareacciónentreCu(s)yAg (aq)lassemirreaccionesquetienenlugarson:

Reducción:2Ag (aq)+2e 2Ag(s) E°=0,80V

Oxidación:Cu(s)Cu (aq)+2e E°= ‐0,34V Reacciónglobal:2 (aq)+Cu(s)2Ag(s)+ (aq) E°=0,46V

b)LavariacióndeenergíalibredeGibbs,ΔG°,delprocesoes:


0,46V1kJ

10 J=‐88,8kJ




o >0.Lafemopotencialdelapilaesiguala:

c)Unesquemadelapilavoltaicaes:

Los electrones de la célula sedirigendeformaespontáneahaciapotencialescrecientes,portanto:Polopositivo: /Ag

Polonegativo: /Cu

Ag+eseloxidante,laespeciequesereduce.

Cueselreductor,laespeciequeseoxida.


Cu/ // /Ag


10.31.Semontanenserietrescubaselectrolíticas.Laprimeracontieneunasolucióndenitratode ;lasegunda,unasoluciónde ;ylatercera,unasoluciónde .Alcabodeunciertotiempodecircularunacorrientecontinua,sehandepositado5,40gdeAgenelcátododelaprimeracubaelectrolítica.a)CalculeelnúmerodeátomosdeCudepositadosenelcátododelasegundacubaelectrolítica.b)CalculelamasadeAudepositadaenelcátododelaterceracuba.c)Dibujeunesquemadelmontaje.d)En lanutriciónparenteral,que seadministra enalgunos enfermospor vía intravenosa, senecesitasuministraroligoelementosdeltipodelion .SabiendoqueelpHdelasangreesde7,4;ysiendoconscientesdequehayqueevitarlaprecipitacióndel enformade enlasangre.¿Cuáldebeserlaconcentraciónmáximade libreenlasangre?

(Datos.NúmerodeAvogadro=6,022·10 ; =2,2·10 )(Galicia2007)

a)Lasecuacionesquímicascorrespondientesalasreaccionesqueseproducenenloscátodosdelascubasson:

Ag (aq)+e Ag(s)Cu (aq)+2e Cu(s)Au (aq)+3e Au(s)

Comolastrescubasseencuentranconectadasenseriepasa lamismacantidaddecorrientepor ellas y, por tanto, a partir de lamasadeplata depositada en laprimera cuba se puedecalcularloquesedepositaenlassiguientes:

5,40gAg1molAg107,9gAg

1mole1molAg

1F

1mole=0,05F

0,05F1mole1F

1molCu2mole

6,022·10 atomoCu

1molCu=1,51· átomoCu

b)LamasadeAudepositadoes:

0,05F1mole1F

1molAu3mole

197gAu1molAu

=3,29gAu

c)Unesquemadelmontajees:

d)LaecuaciónquímicacorrespondientealadisolucióndelCu OH (s)es:

Cu OH (s)Cu (aq)+2OH (aq)


Laexpresióndelproductodesolubilidades:

K =[Cu ][OH

TeniendoencuentaqueelpHdelasangrees7,4elvalordelpOHes:

pOH=14pH=147,4=6,6

Apartirdeestevalorseobtieneelde[OH ]:

OH =10 OH =10 , M

SustituyendoenlaexpresióndeK sepuedeobtener[Cu ]máximaensangre:

Cu =2,2·10

10 , =3,5·10 M

10.32. Ajusta las siguientes reacciones por el método del ion‐electrón, indicando lassemirreaccionesdeoxidaciónyreducción,asícomo,elagenteoxidanteyreductor:

a)Cu+ +NO+

b) + +HCl + +KCl+ (Canarias2007)



H NO +CuCu 2NO +NO+H O


Reducción:2 NO +4H +3e NO+2H O

Oxidación:3 CuCu +2e


2NO +8H +3Cu3Cu +2NO+4H O


8 +3Cu3 +2 +4


Cueselreductor,laespeciequecedeelectronesyseoxida.

b)EsteproblemaseencuentraresueltoenCanarias2005.


10.33.Escribeyajustalasreaccionesquetienenlugarenlossiguientescasos:a)Siseintroduceunabarradehierroenunadisolucióndenitratodeplata.b)Sisemezclaunadisolucióndepermanganatopotásicoenmedioácidoconotradeclorurodeestaño.

(Datos. E° ( /Ag) = +0,80 V; E° ( /Fe) = ‐0,44 V; E° ( / ) = +1,51 V;E°( / )=+0,15V)

(Canarias2007)

a) Si se introduce una barra de Fe en una disolución de AgNO , como E° (Ag /Ag) > E°(Fe /Fe), la sustancia que tiene mayor potencial de reducción, Ag , se comporta comoagenteoxidanteysereduceaAg,mientrasqueelFeseoxidaaFe .

Lassemirreaccionesquetienenlugarson:

Reducción:2Ag (aq)+2e 2Ag(s) E°=0,80V

Oxidación:Fe(s)Fe (aq)+2e E°=‐ ‐0,44V Reacciónglobal:2Ag (aq)+Fe(s)2Ag(s)+Fe (aq) E°=1,24V

Añadiendolosionesquefaltan(2NO )seobtienelaecuaciónfinal:

2 +Fe +2Ag

b)SisemezclaunadisolucióndeKMnO enmedioácidoconotradisolucióndeSnCl ,comoE° (MnO /Mn ) > E° (Sn /Sn ), la sustancia que tiene mayor potencial de reducción,MnO ,secomportacomoagenteoxidanteysereduceaMn ,mientrasqueelSn seoxidaaSn .


Reducción:2 MnO (aq)+8H (aq)+5e Mn (aq)+4H O(l) E°=1,51V

Oxidación:5 Sn (aq)Sn (aq)+2e E°=‐ 0,14V Reacciónglobal:2MnO +16H +5Sn 2Mn +5Sn +8H OE°=1,36V

Añadiendolosionesquefaltan(2K y26Cl )seobtienelaecuaciónfinal:

2 +5 +16HCl2 +5 +2KCl+8

10.34.Dadaslassiguientespilascuyasnotacionessonrespectivamente:

Ni(s)/ (aq)// (aq)/Ag(s)

Zn(s)/ (aq)// (aq)/Cu(s)Sepide:a)Dibujaunesquemadecadaunade laspilas indicando, en cadacaso, lacomposiciónde ladisoluciónqueactúacomopuentesalino.b)Indicaencadacasolasreaccionesquetienenlugarenelánodoyenelcátodo.c)Calcularlafem,Ecélula

o ,delasceldasvoltaicasindicadas.

(Datos.E°( /Ni)=‐0,25V;E°( /Ag)=+0,80V;E°( /Zn)=‐0,76V;E°( /Cu)=+0,34V)

(Canarias2007)


ParalapilaNi(s)/Ni (aq)//Ag (aq)/Ag(s)

a)ComoE° (Ag /Ag)>E° (Ni /Ni), la sustanciaque tienemayorpotencialde reducción,Ag ,secomportacomoagenteoxidanteysereduceaAg,mientrasqueelNiseoxidaaNi .

Los electrones de la célula sedirigen de forma espontáneahacia potenciales crecientes,portanto:Polopositivo: /Ag

Polonegativo: /Ni

eseloxidante,laespecie

quesereduce.

Nieselreductor,laespeciequeseoxida.


Ni/ // /Ag

b)Lassemirreaccionesencadaelectrodoson:

Cátodo(reducción):2Ag (aq)+2e 2Ag(s)

Ánodo(oxidación):Ni(s)Ni (aq)+2e Reacciónglobal:2 (aq)+Ni(s)2Ag(s)+ (aq)

c)Lafemdelacélulasecalculamediantelaexpresión:

Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /Ag

o E /Nio

Ecelulao = 0,80V ‐0,25V =1,15V

ParalacélulaZn(s)/Zn (aq)//Cu (aq)/Cu(s)(ResueltoenGalicia2004).

10.35.Sehacepasarunacorrientede0,452Adurante1,5hatravésdeunaceldadeelectrólisisquecontiene fundido.Sepide:a)Escribelasreaccionesquetienelugarenelánodoyenelcátodo.b)¿Quécantidaddecalciosedeposita?

(Dato.ConstanteF=96487C· )(Canarias2007)

a) El cloruro de calcio en disolución acuosa se encuentra disociado de acuerdo con laecuación:

CaCl (l)Ca (l)+2Cl (l)



Cátodo(reducción): (l)+2 Ca(l)

Ánodo(oxidación):2 (l) (g)+2

b)Lacantidaddecorrientequecirculaporlaceldaes:

Q=0,452A·1,5h3600s1h

=2441C

Relacionandolacantidaddecorrienteconlasustanciadepositada:

2441C1mole96485C

1molCa2mole

40gCa1molCa

=0,506gCa

10.36. Ajusta las siguientes reacciones por el método del ion‐electrón, indicando lassemirreaccionesdeoxidaciónyreducción,asícomo,elagenteoxidanteyreductor:

a) + +HI + + + b) + + +S+ +

(Canarias2008)

a)Laecuacióniónicainiciales:

2K Cr O +I +H ClO Cr 3ClO +K +I +H O



Oxidación:3 2I I +2e


Cr O +14H +6I 2Cr +3I +7H O

Añadiendolosionesquefaltan(8ClO y2K )seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

+8 +6HI2 +3 +2 +7




K MnO +2H S Mn SO +2K +S+H O



Oxidación:5 S S+2e



2MnO +16H +5S 2Mn +5S+8H O


2 +5 +3 2 +5S+ +8



10.37. De los siguientes metales: Al, Fe, Ag, Au y Ni, justifica cuáles reaccionaránespontáneamenteconiones .Escribelasreaccionesqueseproduzcan.

(Datos.E°( /Al)= ‐1,66V;E° ( /Fe)= ‐0,44V;E°( /Ag)=0,80V;E°( /Au)=1,50V;E°( /Ni)=‐0,25V;E°( /Cu)=0,34V)

(Canarias2008)



Setratadedeterminarsiesespontánealareacción:

3Cu (aq)+2Al(s)3Cu(s)+2Al (aq)


Reducción:3 Cu (aq)+2e Cu(s) E°=0,34V

Oxidación:2 Al(s)Al (aq)+3e E°=‐ ‐1,66V Reacciónglobal:3Cu (aq)+2Al(s)3Cu(s)+2Al (aq) E°=2,00V

EsunareacciónenlaqueE°>0,entoncesΔG°<0,ylareacciónesespontánea.


Cu (aq)+Fe(s)Cu(s)+Fe (aq)



Oxidación:Fe(s)Fe (aq)+2e E°=‐ ‐0,44V Reacciónglobal:Cu (aq)+Fe(s)Cu(s)+Fe (aq) E°=0,78V



Cu (aq)+2Ag(s)Cu(s)+2Ag (aq)




Oxidación:2 Ag(s)Ag (aq)+e E°=‐ 0,80V Reacciónglobal:Cu (aq)+2Ag(s)Cu(s)+2Ag (aq) E°=‐0,46V

EsunareacciónenlaqueE°<0,entoncesΔG°>0,ylareacciónesnoespontánea.


3Cu (aq)+2Au(s)3Cu(s)+2Au (aq)


Reducción:3 Cu (aq)+2e Cu(s) E°=0,34V

Oxidación:2 Au(s)Au (aq)+3e E°=‐ 1,50V Reacciónglobal:3Cu (aq)+2Au(s)3Cu(s)+2Au (aq) E°=‐1,16V

EsunareacciónenlaqueE°<0,entoncesΔG°>0,ylareacciónesnoespontánea.


Cu (aq)+Ni(s)Cu(s)+Ni (aq)



Oxidación:Ni(s)Ni (aq)+2e E°=‐ ‐0,25V Reacciónglobal:Cu (aq)+Ni(s)Cu(s)+Ni (aq) E°=0,59V


Por tanto, sólo reaccionarán con Cu aquellos metales que tengan un potencial dereduccióninferiora0,34V,esdecir,Al,FeyNi.

10.38.Consideralareacción:

Cu+ +NO+ a)Ajustalareacciónporelmétododelion‐electrón.b)¿QuévolumendeNO(medidoa1atmy273K)sedesprenderásiseoxidan2,50gdecobremetálico?

(Canarias2008)

a)EsteproblemaseencuentraresueltoenCanarias2007.

8 +3Cu3 +2 +4

b)RelacionandoCuyNO:

2,50gCu1molCu63,5gCu

2molNO3molCu

22,4LNO1molNO

=0,59LNO


10.39.Lareaccióndelperóxidodebarioconácidosulfúricoencondicionesadecuadasconduceala formación de una disolución acuosa de peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) y unprecipitadodesulfatodebario.Ladisoluciónacuosadeperóxidodehidrógenosevaloraconpermanganatodepotasioenmediosulfúrico.a)Escribiryajustarlareaccióndeobtencióndel acuoso.b) Escribir y ajustar la reacción de oxidación‐reducción que tiene lugar en el proceso devaloración,sabiendoqueentrelosproductosdelareacciónsedesprendeoxígenomolecular( )yseformasulfatodemanganeso(II).c)Calcularelrendimientodelareaccióndeobtencióndelaguaoxigenadasisepartede20gde

yelvolumendeoxígenoproducidodurantelavaloración,medidoencondicionesnormales,esde1L.


a)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealaobtencióndelH O es:

(s)+ (aq) (aq)+ (aq)

b)Laecuaciónmolecularcorrespondientealareaccióndeoxidación‐reducciónentreH O yKMnO es:

KMnO +H O +H SO O +MnSO


K MnO +H O +2H SO Mn SO +O



Oxidación:5 H O O +2H +2e


2MnO +6H +5H O 2Mn +5O +8H O


2 +5 +3 2 +5 + +8

c)RelacionandoBaO yH O :

20gBaO1molBaO169,3gBaO

1molH O1molBaO

1molO1molH O

22,4LO1molO

=2,6LO

Elrendimientodelprocesoes:

1,0LO real2,6LO teorico

100=38,5%


10.40.Cuandoreaccionaelcromatodepotasioconelácidoclorhídricopuedeobtenerseclorurode cromo (III),a la vezque se formaungasamarillo‐verdosoyotros compuestos solubles enagua.a)Ajustelareacciónporelmétododelion‐electrón.b)¿CuántosmLdeácidoclorhídricodel37%ydensidadrelativa1,19seránnecesariosparalareaccióncon7gdecromato?c)¿Quévolumendegas,medidoa20°Cseformaráenelcasoanterior?

(Dato:ConstanteR=0,082atm·L· · )(CastillayLeón2008)

a)Teniendoencuentaqueelgasamarillo‐verdosoquesedesprendeeselCl , laecuaciónaajustares:

K CrO +HClCrCl +Cl

Laecuacióniónicainiciales:

2K CrO +Cl H Cr 3Cl +Cl


Reducción:2 CrO +8H +3e Cr +4H O



2CrO +16H +6Cl 2Cr +3Cl +8H O


2 +16HCl2 +3 +2KCl+8

b)RelacionandoelcromatoconHCl:

7gCrO1molCrO116gCrO

16molHCl2molCrO

=0,483molHCl

ComosedisponedeHClderiqueza37%:

0,483molHCl36,5gHCl1molHCl

100gHCl37%


=83,4mLHCl37%

c)RelacionandomolesdeHClydeCl :

0,483molHCl3molCl16molHCl

=0,09molCl

Considerandocomportamientoidealysuponiendounapresiónde1atm,elvolumenocupadoporelgases:


1atm=2,2L


10.41.Enlavidadiariasonmuydiversoslosprocesosqueimplicanunflujodeelectrones,desdeelfenómenodeunrelámpagohastalaspilasquehacenfuncionarradios,relojesomarcapasos.Tambiénunflujodecargashaceposibleelfuncionamientodelsistemanerviosoenlosanimales.Laelectroquímicaeslaramadelaquímicaqueestudialainteracciónentrelaelectricidadylamateria.EnbaseasusconocimientosdeelectroquímicayporaplicacióndelaecuacióndeNernstyleyesdeFaraday,contestealassiguientescuestiones:a)Aconcentracionesequimolecularesde (aq)y (aq),¿cuáldebeserlaconcentracióndeAg+(aq)paraqueelpotencialdelapilagalvánicaformadaporlospares (aq)/Ag(s)y

(aq)/ (aq),seaigualacero?b)Determinelaconstantedeequilibrioa25°Cparalareaccióndelapartadoanterior.c)Sehacepasarunacorrientede400mAdurante20minutos,atravésdeunadisoluciónquecontienenitratodeplataynitratodehierro(II)enconcentraciones1Mdecadasal.¿Quémetalyenquécantidadsedepositaenelcátodo?Razonalarespuesta.¿Quéreaccióntienelugarenelánodo?

(Datos.Potencialesestándardeelectrodo,E°, (aq)/Ag(s)=0,80V; (aq)/ (aq)=0,77V; (aq)/Fe(s)=‐0,44V.Faraday=96500C· )

(Asturias2008)

a)EnlapilagalvánicaformadaporloselectrodosAg /AgyFe /Fe ,lasustanciaquetienemayor potencial de reducción, Ag , se comporta como agente oxidante y se reduce a Ag,mientrasqueelFe seoxidaaFe .


Cátodo:Ag (aq)+e Ag(s) E°=0,80V

Ánodo:Fe (aq)Fe (aq)+e E°=‐ 0,77V Reacciónglobal:Ag (aq)+Fe (aq)Ag(s)+Fe (aq) E°=0,03V

Elpotencialdelapilasecalculamediantelasiguienteexpresión:

Epila=EcatodoEanodo

Al tratarse de disoluciones que no están en estado tipo o estándar es preciso aplicar laecuacióndeNernst:

E=Eo‒0,0592n

log[red][oxd]

Ecatodo=Ecatodoo

0,0592n

log[red][oxd]

Ecatodo=E /Ago

0,05921

log1

[Ag ]

Eanodo=Eanodoo

0,0592n

log[red][oxd]

Eanodo=E /o

0,05921

log[Fe ][Fe ]

ComoEpila=0y[Fe ]=[Fe ]:

0,800,0592log1

[Ag ]=0,77[Ag ]=0,311M


b)EnelequilibriosecumplequeE=0,portantoteniendoencuentaque:

ΔG°=‐nFE°

ΔG°=‐RTlnKlnK=

nFE°RT

ElvalordelaconstanteKes:

lnK=1 96500C mol 0,03V8,314J mol K 298K

K=3,21

c)El ,conmenorpotencialdereducción(E°=‐0,44V),sereducemásfácilmentequeelAg queposeemayorpotencial(E°=0,80V).

LasemirreaccióndereduccióndelFe es:

Cátodo: (aq)+2 Fe(s)

Losanionesdelasdoscubasnosesufrenreacciónredox,lohacenlosionesOH procedentesdelaguaquesonmásfácilesdeoxidar:

Ánodo:4 (aq) (g)+2 (g)+4

Lacantidaddecorrientequepasaporelánodoen20mines:

Q=I·t=400mA1A

10 mA20min

60s1min

=480C

Relacionandolacargaeléctricaconlacantidaddehierro:

480C1mole96485C

1molFe2mole

24,3gFe1molFe

=0,14gFe

10.42. Semontan en seriedos cubas electrolíticasque contienendisolucionesde yde,respectivamente.Calcula losgramosdeplataquesedepositaránen laprimerasien la

segundasedepositan6gdeCu.

(ConstantedeFaraday=96485C· )(Canarias2009)

LasdisolucionesacuosascontienenCuSO yAgNO disociadosenionessegún lassiguientesecuaciones:

CuSO (aq)Cu +SO AgNO (aq)Ag +NO

Lasecuacionesquímicascorrespondientesalasreaccionesqueseproducenenloscátodosdelascubasson,respectivamente:

Cu (aq)+2e Cu(s) Ag (aq)+e Ag(s)

Como lasdoscubasseencuentranconectadasenseriepasa lamismacantidaddecorrientepor ellas y, por tanto, a partir de lamasadeplata depositada en laprimera cuba se puedecalcularloquesedepositaenlasiguiente:

6gCu1molCu63,5gCu

2mole1molCu

1molAg1mole

107,9gAg1molAg

=20,4gAg


Los aniones de las dos cubas no se sufren reacción redox, ya que no pueden oxidarse y lohacenlosionesOH procedentesdelagua.

10.43.Dadoslosdatosdepotencialestándardereduccióndelossiguientessistemas:E°( / )=0,53V;E°( / )=1,07V;E°( / )=1,36V.Indicarazonadamente:a)¿Cuáleslaespeciequímicamásoxidanteentreotraslasmencionadasanteriormente?b)¿Cuáleslaformareducidaconmayortendenciaaoxidarse?c)¿Esespontánealareacciónentreelcloromolecularyelionioduro?d)¿Esespontánealareacciónentreelioncloruroyelbromomolecular?

(Canarias2009)

a)Laespeciemásoxidanteeslaquetieneunmayorpotencialdereducción,enestecasosetratadel (E°=1,36V).

b)Laformareducidaconmayortendenciaaoxidarseeslaquetieneunmenorpotencialdereducción,enestecasosetratadel (E°=0,53V).

c) Para que una reacción sea espontánea debe cumplirse que a presión y temperaturaconstantes,ΔG°<0.



Cl (g)+2I (aq)2Cl (aq)+I (s)


Reducción:Cl (g)+2e 2Cl (aq) E°=1,36V

Oxidación:2I (aq)I (s)+2e E°=‐ 0,53V Reacciónglobal:Cl (g)+2I (aq)2Cl (aq)+I (s) E°=0,83V

EsunareacciónenlaqueE°>0,entoncesΔG°<0ylareacciónesespontánea.


Br (l)+2Cl (aq)2Br (aq)+Cl (g)


Reducción:Br (l)+2e 2Br (aq) E°=1,07V

Oxidación:2Cl (aq)Cl (g)+2e E°=‐ 1,36V Reacciónglobal:Br (l)+2Cl (aq)2Br (aq)+Cl (g) E°=‐0,29V

EsunareacciónenlaqueE°<0,entoncesΔG°>0ylareacciónesnoespontánea.


10.44. Los potenciales normales de reducción en condiciones estándar de los pares /Cu,/Pby /Znsonrespectivamente,0,34V,‐0,13Vy‐0,76V.

a)Explica,escribiendolasreaccionescorrespondientesquémetal/esproducendesprendimientodehidrógenoalsertratadosconunácido.b)HazunesquemayescribelasreaccionesdeánodoycátododelapilaformadaporelectrodosdeZnyPb,asícomoelpotencialdelapila.

(Canarias2009)(Canarias2011)



Comosehavistoenelproblemaanterior,Cu(E°>0)noreaccionadeformaespontáneaconlosácidosdesprendiendo .

Por el contrario, Zn (E° > 0) sí que es capaz de realizar dicha reacción. Por el mismorazonamiento,Pb cuyopotencialE°tambiénesnegativocomoeldelZndesprenderá alreaccionarconunácido.

b) En la pila formada por los electrodos Pb /Pb y Zn /Zn, la sustancia que tienemayorpotencialdereducción,Pb ,secomportacomoagenteoxidanteysereduceaPb,mientrasqueelZnseoxidaaZn .

Lassemirreaccionesquetienenlugarencadaelectrodoson:

Cátodo: (aq)+2 Pb(s) E°=‐0,13V

Ánodo:Zn(s) (aq)+2 E°=‐ 0,76V Reacciónglobal:Pb (aq)+Zn(s)Pb(s)+Zn (aq) E°=0,63V

Unesquemadelapilavoltaicaes:

Los electrones de la pila sedirigen de forma espontáneahacia potenciales crecientes,portanto:Polopositivo: /Pb

Polonegativo: /Zn





Zn/ // /Pb

Lafemopotencialdelapilatambiénsepuedecalcularmediantelaexpresión:

Ecelulao =Ecatodo

o Eanodoo

Ecelulao =E /Pb

o E /Zno

Ecelulao = ‐0,13V ‐0,76V =0,63V

10.45.Unamuestrade20gde latón(aleacióndecincycobre)se trataconácidoclorhídrico,desprendiéndose2,8litrosdehidrógenogasmedidosa1atmy25°C.a)Formulayajustalareacciónoreaccionesquetienenlugar.b)Calculalacomposicióndelaaleación,expresándolacomoporcentajeenpeso.

(Datos.ConstanteR=0,082atm·L· · ;E°( /Zn)=‐0,76V;E°( /Cu)=+0,34V;E°( / )=0,00V)

(Canarias2009)




2H (aq)+Cu(s)H (g)+Cu (aq)


Reducción:2H (aq)+2e H (s) E°=0,00V

Oxidación:Cu(s)Cu (aq)+2e E°=‐ 0,34V Reacciónglobal:2H (aq)+Cu(s)H (g)+Cu (aq) E°=‐0,34V

EsunareacciónenlaqueE°<0,entoncesΔG°>0ylareacciónesnoespontánea,portanto,noseproduceeldesprendimientode (g).


2H (aq)+Zn(s)H (g)+Zn (aq)


Reducción:2H (aq)+2e H (s) E°=0,00V

Oxidación:Zn(s)Zn (aq)+2e E°=‐ ‐0,76V Reacciónglobal:2H (aq)+Zn(s)H (g)+Zn (aq) E°=0,76V

EsunareacciónenlaqueE°>0,entoncesΔG°<0ylareacciónesespontánea,portanto,síseproduceeldesprendimientode (g):


Laecuaciónquímicaajustadaes:

Zn(s)+2HCl(aq)ZnCl (aq)+H (g)

b)Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesdeH obtenidoses:

n=1atm·2,8L

0,082atm·L·mol ·K 25+273 K=0,115molH

ComoelCuno reacciona conel ácido, todoelH desprendido sedebealZnpresenteen lamuestradelatón:

0,115molH1molZn1molH

65,4gZn1molZn

=7,5gZn

Lacomposicióndellatónes:

7,5gZn20glaton

100=37,5%Znelresto62,5%Cu

10.46.Enelaño2006,algunosde lostubosdedrenaje,dehierro,situadosen lavíarápidadelSalnés,sehundieronprovocandodiversossocavones,debidoaqueexperimentaronunprocesodecorrosión.Si los ingenierosquediseñaronestavíahubieranconsultadoaunquímicoéste, lespodríahaberrecomendado lautilizacióndeun“ánododesacrificio”conectando,medianteunhilodecobre,lostubosdehierroaunabarrademagnesioparaevitarlacorrosión.Suponiendoqueentreambosmetalesfluyeunacorrienteeléctricamediade0,2A,determinar:a) Lamasa deMg que se debe colocar si se quiere que el tubo de hierro no sufra corrosióncatódicadurante10años.b)Lasreaccionesqueocurriránenelánodoyenelcátodo.c)¿Cuáleslarazónporlaqueelmagnesioevitalacorrosióndelhierro?

(Datos. E° ( /Fe) = ‐0,44 V; E° ( /Mg) = ‐2,363 V; constante de Faraday = 96485C· )

(Galicia2009)

a)Lacantidaddecorrientequepasaporelánodoen10añoses:

Q=I·t=0,2A·10anos365dıas1ano

86400s1dıa

=6,307·107C

Lasemirreaccióndeoxidacióndelmagnesioes:

MgMg +2e

Relacionandolacargaeléctricaconlacantidaddemagnesio:

6,307·107C1mole96485C

1molMg2mole

24,3gMg1molMg

=7942gMg

b)Lasreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:

Ánodo(oxidación):Mg +2

Cátodo(reducción): +2 +4 4


c) La corrosión se define como el deterioro de unmaterial metálico a consecuencia de unataque electroquímico por su entorno. Siempre que la corrosión esté originada por unareacciónelectroquímica, lavelocidada laquetiene lugardependeráenalgunamedidade latemperatura,de la salinidaddel fluidoencontactoconelmetalyde laspropiedadesde losmetalesencuestión.Enelcasodelhierro,lacorrosiónhacequeéstesetransformeen“orín”,óxidodehierro(III)hidratado(2Fe O ·xH O).

ElMg,cuyopotencialdereducciónesmenor(E°= ‐2,43V),esmásreductorqueelFe(E° = ‐0,44 V), por estemotivo, se oxidamás fácilmente en presencia de oxígeno,evitando que el hierro se oxide y aparezcan los correspondientes óxidos de hierro. Esteprocedimientoparaprotegeralhierrodesucorrosiónsedenomina“proteccióncatódica”.

ElMgactúadeánodoyelFedecátodo;loselectronespasanconfacilidaddesdeelmagnesioalhierro. Laoxidacióndelmagnesiomantiene reducido alhierroy, por tanto,protegidode lacorrosión.

10.47.Elhierro,Fe,eselcuartoelementomásabundanteenlacortezaterrestre.Unamuestrade10gdehierroimpurosedisuelveenácidoenformade obteniéndose200mLdedisolución.Se valoraron 20 mL de esta disolución con permanganato de potasio, , 0,2 M,consumiéndose14mLdeesteúltimo.En lareacciónredoxque tiene lugar,el seoxidaa

,yel sereducea .CalculeelporcentajedeFeenlamuestraoriginal.(Galicia2009)

EstaecuaciónquímicaestáajustadaenelproblemapropuestoenCastillayLeón2001:

+8 +5 +5 +4

RelacionandolacantidaddeKMnO consumidoconladelamuestradeFe :

0,014LKMnO 0,2M0,020Ldisolucion

0,2molKMnO1LKMnO 0,2M

5molFe1molKMnO

=0,7molFe

Ldisolucion

Relacionandolaaliquotacontodaladisolución,lamasadeFe contenidoenéstaes:

0,2Ldisolucion0,7molFe1Ldisolucion

55,8gFe1molFe

=7,812gFe

ParacalcularlariquezaserelacionalamasadeFe conlamasademuestra:

7,812gFe10gmuestra

100=7,8%Fe

10.48.Losionescloruropuedenoxidarsehastacloroporaccióndediversassustanciasoxidantescomopermanganatodepotasio,dicromatodepotasioydióxidodemanganesoenmedioácido.Partiendodeionescloruroqueseencuentranenformadeácidoclorhídrico:a)Establece lasecuacionescorrespondientesa lastresreacciones,ajustadasporelmétododelion‐electrón.b)Calculaloslitrosdecloro,recogidosa30°Cy700mmHg,queseobtienencuandoreaccionan,encondicionesadecuadas,359gde .c)Calcula lamasadecristalesdesaldeclorurodecromo(III)hexahidratoqueseobtendríancuandoseutilizan100gde .

(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(CastillayLeón2009)


a)LaoxidacióndelosionescloruroacloropormediodelpermanganatodepotasioapareceexplicadaenelproblemapropuestaenCanarias2005.

2 +16HCl2 +5 +8 +2KCl

La oxidación de los iones cloruro a cloro por medio del dicromato de potasio apareceexplicadaenelproblemapropuestoenGalicia2001.

+14HCl2 +3 +7 +2KCl

Laecuación iónicacorrespondientea laoxidaciónde los ionescloruroacloropormediodedióxidodemanganesoes:

MnO +Cl H Mn 2Cl +Cl


Reducción:MnO +4H +2e Mn +2H O

Oxidación:2Cl Cl +2e

Laecuacióniónicafinales:

MnO +4H +2Cl Mn +Cl +2H O

Añadiendolosionesquefaltan(2Cl )seobtienelaecuaciónmolecularfinal:

+4HCl + +2

b)RelacionandoKMnO yCl :

359gKMnO1molKMnO158gKMnO

5molCl

2molKMnO=5,68molCl



700mmHg760mmHg1atm

=153,2L

c)RelacionandoK Cr O yCrCl :


2molCrCl

1molK Cr O=0,794molCrCl

ComosetratadeCrCl ·6H O:

0,794molCrCl1molCrCl ·6H O

1molCrCl266,5gCrCl ·6H O1molCrCl ·6H O

=211,5g ·6

10.49.Elcincmetálicopuedereaccionarconlosioneshidrógenooxidándoseacinc(II).a) ¿Qué volumen de hidrógeno,medido a 700mmHg y 77°C se desprenderá si se disuelvencompletamente0,5molesdecinc?b)Si se realiza laelectrólisisdeunadisolucióndecinc (II)aplicandouna intensidadde1,5Adurante2hysedepositan3,66gdemetal,calculalamasaatómicadelcinc.

(Datos.ConstantedeFaraday,F=96500C· ;ConstanteR=0,082atm·L· · )(Canarias2010)


a)LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreH yZnes:

Zn(s)+2H (aq)Zn (aq)+H (g)

RelacionandoZnyH :

0,5molZn1molH1molZn

=0,5molH


V=0,5molH 0,082atm·L·mol ·K 77+273 K

700mmHg760mmHg1atm

=15,6L

b)EnelcátododelacélulaseproducelareduccióndelZn :

(aq)+2 Zn(s)

Lacantidaddecorrientequepasaporlacubaes:

Q=1,5A·2h3600s1h

=10800C

RelacionandolamasadeZnquesedepositaenelcátodoconlacarga:

3,66gZn10800C

96500C1mole

2mole1molZn

=65,4g·

10.50.Conociendolospotencialesdereduccióndeloshalógenos:a)Escribelassiguientesreaccionesydeterminacuálesseránespontáneas.a1)Oxidacióndelionbromuroporyodo.a2)Reduccióndelcloroporionbromuro.a3)Oxidacióndelionyoduroporcloro.a4)Justificacuáleslaespeciemásoxidanteycuáleslamásreductora.(Datos.E°( / )=0,53V;E°( / )=1,07V;E°( / )=1,36V;E°( / )=2,85V)

(Canarias2010)

c) Para que una reacción sea espontánea debe cumplirse que a presión y temperaturaconstantes,ΔG°<0.


a1)Setratadedeterminarsiesespontánealareacción:

I (s)+2Br (aq)2I (aq)+Br (l)


Reducción:I (s)+2e 2I (aq) E°=0,53V

Oxidación:2Br (aq)Br (l)+2e E°=‐ 1,07V Reacciónglobal:I (s)+2Br (aq)2I (aq)+Br (l) E°=‐0,54V



a2)Setratadedeterminarsiesespontánealareacción:

Cl (g)+2Br (aq)2Cl (aq)+Br (l)


Reducción:Cl (g)+2e 2Cl (aq) E°=1,36V

Oxidación:2Br (aq)Br (l)+2e E°=‐ 1,07V Reacciónglobal:Cl (g)+2Br (aq)2Cl (aq)+Br (l) E°=0,29V


a3)EsteapartadoapareceresueltoenCanarias2009.

a4)Laespeciemásoxidanteeslaquetieneunmayorpotencialdereducción,enestecasosetratadel (E°=2,85V).

La especiemás reductora (con mayor tendencia a oxidarse) es la que tiene unmenorpotencialdereducción,enestecasosetratadel (E°=0,53V).

(ProblemamuysimilaralpropuestoenCanarias2009).

10.51.JustificasiesonoposiblequeelAu(s)seoxideconelaire.¿Quédebecumplirseparaqueunmetalseoxideconelaire?

(Datos.E°( /Au)=1,50V;E°( / )=1,23V)(Canarias2010)




Au(s)+O (g)Au (aq)+H O(l)


Reducción:3 O (g)+4H (aq)+4e 2H O(aq) E°=1,23V

Oxidación:2 Au(aq)Au (aq)+3e E°=‐ 1,50V

Reacciónglobal:3O (g)+4H (aq)+2Au(aq)2Au (aq)+2H O(l)E°=‐0,27V


Paraqueunmetalseaoxidadoporelaire( )esnecesarioquesupotencialdereducciónE°seamenorqueelqueposeeelparO /H O,E°=1,23V.


10.52Elorosepuedeextraerapartirdemineralesque locontengan,medianteunprocesodetrituración y tratamiento conNaCN yaireación.De esta forma seobtieneunadisoluciónquecontieneelcomplejo[Au CN enequilibriocon .

+2NaCN[Au CN +2 Comoen lanaturaleza,eloro estáacompañado conplata,en ladisoluciónanterior se formatambiénuncomplejodeplatadeacuerdoconlareacción:

+2NaCN[Ag CN +2 a)¿Quéconcentracióndecianurosódicoserequiereparamantenerel99%delorodisueltoenforma de complejo [Au CN , teniendo en cuenta que la constante de equilibrio para laformacióndelcomplejoes4·10 ?b)500Ldeunadisoluciónquees0,01Mde [Au CN y0,0030Mde [Ag CN ,seevaporahastaun terciodesuvolumenoriginalyse tratacon40gdeZnproduciéndose lassiguientesreacciones:

2[Au CN +Zn[Zn CN +2Au

2[Ag CN +Zn[Zn CN +2AgCalcularlasconcentracionesdeloscomplejosdeoroyplatacuandosehaconsumidolatotalidaddelZn.

Datos.E°( /Ag)=0,7991V;E°( /Au)=1,68V;E°( /Zn)=‐0,7628V(Galicia2010)

a)Elequilibrioaestudiares:

Au (aq)+2CN (aq)[Au CN (aq)

Llamandoa yb a lasconcentraciones inicialesdeAu yNaCN,respectivamente, la tabladeconcentracionescorrespondientealequilibrioes:

Au CN [Au CN ninicial a b —ntransformado x 2x —nformado — — xnequilibrio a–x b–2x x

Sisedeseaqueel99%delAudisueltoestéenformadecomplejo:

[Au CN =x=0,99a a–x =0,01a

Sustituyendoenlaexpresióndelaconstantedeequilibrio:

K =Au CNAu [CN

4·10 =0,99a

a–x b–2x

4·10 =0,99a

0,01a b–2·0,99a b–1,98a =4,98·10 ≃ 0b=1,98a

[NaCN]=1,98[ ]M


b)Losmolesinicialesdecadaespecieson:

500Ldisolucion0,01mol[Au CN 2

Ldisolucion=5mol[Au CN 2

500Ldisolucion0,003mol[Ag CN 2

Ldisolucion=1,5mol[Ag CN 2

40gZn1molZn65,4gZn

=0,61molZn

De acuerdo con los potenciales de reducción dados, el mayor valor corresponde al parAu /Au,E°=1,68V,loquequieredecirqueelionAu eslaespeciemásoxidanteporloqueeslaquemásfácilmentesereduce,hastaqueseconsumatodoelZn,mientrasqueelionAg permaneceinalterado.

LacantidaddeAu quesereducees:

0,61molZn2mol[Au CN 2

1molZn=1,22mol[Au CN 2

Lacantidadquequedaendisoluciónes:

5mol[Au CN 2 inic. –1,22mol[Au CN 2 red. =3,78mol[Au CN 2 disol.

Teniendoencuentaqueelvolumensereducehasta laterceraparte, lasconcentracionesdeloscomplejosdeoroyplataendisoluciónson:

33,78mol[Au CN 2

500Ldisolucion=0,023M

31,5mol[Ag CN 2

500Ldisolucion=0,009M

10.53.Dada la siguiente tabladepotenciales de reducción.Señalajustificandolarespuesta:a)Laespecieoxidantemásfuerte.b)Laespeciemásreductora.c)Uncatiónquepuedaseroxidanteyreductor.d)Unaniónquepuedaseroxidanteyreductor.e) Una oxidación de un catión por un anión que seaespontánea.f) Una reducción de un catión por un catión que seaespontánea.

ParredoxE°(V)/ +1,35/ +1,19/ +1,16/Cu+0,35/ +0,23/ +0,15/ +0,15/Sn‐0,14

(Canarias2011)

a)Laespeciemásoxidanteeslaquetieneunmayorpotencialdereducción,enestecasosetratadel (E°=+1,35V).

b)Laespeciemásreductoraeslaquetieneunmenorpotencialdereducción,enestecasosetratadelSn(E°=‐0,14V).

c)Uncatiónquepuedaseroxidanteyreductores yaquepuedeexperimentarlasdossemirreacciones:


Reducción:Sn +2e Sn

Oxidación:Sn Sn +2e

d)Unaniónquepuedaseroxidanteyreductores yaquepuedeexperimentarlasdossemirreacciones:

Reducción:ClO +2H +2e ClO +H O

Oxidación:ClO +H OClO +2H +2e

e) Para que una reacción sea espontánea debe cumplirse que a presión y temperaturaconstantes,ΔG°<0.


Unaoxidacióndeuncatiónporunaniónqueseaespontáneaes:

+Cu2 +


Reducción:Cl +2e 2Cl E°=1,35V

Oxidación:CuCu +2e E°=‐ 0,35V Reacciónglobal:Cl +Cu2Cl +Cu E°=1,00V


f)Unareduccióndeuncatiónporuncatiónqueseaespontáneaes:

+ Cu+


Reducción:Cu +2e Cu E°=0,35V

Oxidación:Sn Sn +2e E°=‐ 0,15V Reacciónglobal:Cu +Sn Cu+Sn E°=0,20V


Problemas de ácido-base, precipitación y electroquímica

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