Fundamentos de Química Analítica - Novena Edición
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Questions and Answers

¿Cuál es la expresión de la solubilidad para el precipitado AgCl en función de las concentraciones de Ag+ y Cl-?

  • S = [Ag+] + [Cl-]
  • S = [Ag+] [Cl-]
  • S = [AgCl(ac)] + [Ag+] (correct)
  • S = [AgCl(ac)] [Cl-]

¿Qué error se puede cometer al despreciar [AgCl(ac)] en la determinación de la solubilidad de AgCl?

  • No se puede calcular la solubilidad.
  • La solubilidad se calcula incorrectamente a cero.
  • Se puede obtener un error de aproximadamente 2%. (correct)
  • Se subestima la constante Kps.

¿Qué tipo de electrolito es el cloruro de plata (AgCl)?

  • Electrolito débil (correct)
  • No electrolito
  • Electrolito fuerte
  • Electrolito inorgánico

¿Cómo afecta la presencia de iones fluoruro a la solubilidad del hidróxido de aluminio?

<p>Aumenta la solubilidad al formar complejos. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con el equilibrio de solubilidad cuando se añade un exceso de ion cloruro a una disolución de AgCl?

<p>El equilibrio se desplaza a la derecha, aumentando la formación de Ag+. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la forma de la constante de equilibrio para la reacción de disociación del cloruro de plata?

<p>[Ag+][Cl-] / [AgCl(ac)] = K₁ (B)</p> Signup and view all the answers

En la ecuación de balance de carga 2[Ca²+] + [H3O+] = 2[C2O4²¯] + [HC₂O₄¯] + [OH-], ¿cuántas incógnitas hay?

<p>Seis (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el valor de Kps para la solubilidad de AgCl?

<p>$1.82 imes 10^{-10}$ (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con la concentración de cloruro de plata no disociado a una temperatura constante?

<p>Es constante e independiente de la concentración de los iones. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué efecto tiene el uso de reactivo en exceso en los análisis gravimétricos?

<p>Disminuye la recuperación de los analitos. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el producto de solubilidad (Kps) del cloruro de plata basado en las constantes K₁ y K?

<p>Kps = K₁ × K (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la consecuencia de formar complejos solubles con precipitados durante un análisis?

<p>Se aumenta la solubilidad del precipitado. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ion está presente en la reacción que evita la precipitación del hidróxido de aluminio?

<p>Ion fluoruro (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el valor de la constante de equilibrio K para el cloruro de plata?

<p>3.6 × 10^-7 (B)</p> Signup and view all the answers

En la ecuación [AgCl(ac)] = K[AgCl(s)], ¿qué representa el término [AgCl(s)]?

<p>La concentración de cloruro de plata en la etapa sólida. (C)</p> Signup and view all the answers

Cuando se habla de solutos sin disociar, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

<p>Tienen una influencia significativa en la solubilidad. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué representa la solubilidad molar S del AgCl en términos de las concentraciones?

<p>La suma de las concentraciones de las especies que contienen plata (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el valor de la constante de equilibrio Kps para el sistema descrito?

<p>1.82 × 10-10 (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes ecuaciones representa el equilibrio de la concentración de cloruro?

<p>[Cl-] = [K+] + [Ag+] - [AgCl2-] - 2[AgCl3²-] (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con la concentración de cloruro al disolverse el AgCl?

<p>Disminuye debido a la formación de complejos (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la relación entre las constantes de equilibrio K2 y K3 según la información proporcionada?

<p>K2K3 es igual a 2.0 × 10-5 (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué suposición se hace sobre la solubilidad del AgCl en un intervalo considerable de concentraciones de cloruro?

<p>La solubilidad es tan pequeña que se puede despreciar (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se obtiene la concentración de [AgCl(ac)] a partir de las constantes de equilibrio?

<p>[AgCl(ac)] = Kps / Ka (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué representa la ecuación de balance de carga en el contexto del sistema?

<p>Equilibra las cargas de los cationes y aniones presentes (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se expresa la solubilidad del cloruro de plata en términos de la concentración del ion cloruro?

<p>S = Kps / Ka + Kps[Cl-] / Ka + K2[Cl-] + K2K3[Cl-]2 (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el valor de CKCl obtenido al resolver la ecuación por aproximaciones sucesivas?

<p>0.0030 M (C)</p> Signup and view all the answers

En el mínimo de solubilidad, ¿qué porcentaje de la plata disuelta corresponde al AgCl(ac)?

<p>80% (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué se establece al derivar la solubilidad S con respecto a CKCl para encontrar el mínimo en S?

<p>ds / dCKCl = 0 (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué representa la variable Kps en la ecuación de solubilidad?

<p>Producto de solubilidad (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué relación se encuentra al sustituir la ecuación 11.37 en la 11.40?

<p>Relación entre solubilidad y concentración analítica de KCl (C)</p> Signup and view all the answers

Al sustituir concentraciones, ¿cuál es la expresión correcta para calcular [AgCl2]?

<p>[AgCl2] = 2.0 × 10^{-4} × 0.0030 (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué se puede afirmar acerca de los datos de equilibrio relacionados con AgCl(ac) y especies complejas como AgCl2?

<p>Son poco útiles para cálculos de solubilidad. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué factor es crucial para la separación de iones utilizando agentes precipitantes?

<p>La concentración del reactivo (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de los siguientes iones se menciona como un ejemplo de un anión que puede ser precipitado?

<p>Ion sulfuro (D)</p> Signup and view all the answers

Para lograr la precipitación de Fe³+ de manera cuantitativa, ¿qué se debe calcular primero?

<p>La concentración de OH¯ necesaria (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la relación de solubilidad entre los compuestos Fe(OH)3 y Mg(OH)2 en este contexto?

<p>Mg(OH)2 es más soluble que Fe(OH)3 (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué significa una constante del producto de solubilidad más baja para un compuesto en esta separación?

<p>El compuesto precipitará a menores concentraciones de OH¯ (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de reactivos aniónicos permite esta técnica de separación?

<p>Aniones que son bases conjugadas de ácidos débiles (D)</p> Signup and view all the answers

Al intentar precipitar Fe³+ y Mg2+, ¿qué se debe considerar para determinar la viabilidad de la separación?

<p>El pH de la disolución (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué indica que 1) es menor que 2) en el contexto de la separación de iones?

<p>La separación es viable en principio (D)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Ecuación de balance de carga para cálculos de solubilidad

Una ecuación que relaciona las concentraciones de iones en una solución, considerando todas las especies presentes en el equilibrio.

Efecto de solutos sin disociar en cálculos de precipitación

Algunos solutos no se disocian completamente en agua, lo que afecta los cálculos de solubilidad.

Constante de equilibrio K para un sólido ligeramente soluble

La constante que relaciona la concentración de la especie no disociada con la concentración del sólido en el equilibrio.

Constante de equilibrio K₁ (disociación)

La constante de equilibrio que describe la disociación de un compuesto ligeramente soluble en iones.

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Producto de solubilidad (Kps)

El producto de las concentraciones de los iones, elevadas a sus coeficientes estequiométricos, en un equilibrio de solubilidad.

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Solubilidad del AgCl en agua

La concentración de iones Ag+ y Cl- en una disolución saturada de cloruro de plata en agua.

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Reacciones en equilibrio (para compuestos poco solubles)

Describe la disociación de un líquido iónico poco soluble en iones en una reacción de equilibrio.

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Relación entre K y Kps

El producto de las constantes K y K₁ es igual al producto de solubilidad (Kps).

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Solubilidad de un precipitado en presencia de agentes complejantes

Aumenta drásticamente cuando los agentes forman complejos con el catión o anión del precipitado, desplazando el equilibrio hacia productos más solubles.

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Ejemplo de solubilidad de Al(OH)3 y F-

Los iones fluoruro forman complejos estables que permiten competir y disminuir la precipitación de hidróxido de aluminio, a pesar de su baja constante del producto de solubilidad.

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Efecto de exceso de reactivo en análisis gravimétricos

Puede reducir la recuperación de analitos al formar complejos solubles con el analito.

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Efecto del ion cloruro sobre solubilidad del AgCl

Añadido al AgCl, causa que el equilibrio de solubilidad se desplace a la izquierda, y los equilibrios de formación del complejo se desplazan a la derecha, resultando en un ligero aumento de solubilidad del AgCl.

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Constante del producto de solubilidad (Kps)

Valor que indica la solubilidad de un compuesto iónico poco soluble en agua.

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Solubilidad (S)

La concentración de un soluto en una disolución saturada.

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AgCl(ac)

Representa a la plata(I) cloruro disuelto en agua (forma soluble).

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Efecto de KCln sobre solubilidad de AgCl

La concentración de cloruro incrementa, favoreciendo la formación de complejos, lo que aumenta levemente la solubilidad del cloruro de plata.

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¿Qué representa S en el cálculo de solubilidad del AgCl?

La solubilidad molar del AgCl es la suma de las concentraciones de las especies que contienen plata, incluyendo el AgCl no disociado y los complejos de plata ([AgCl(ac)] + [Ag+] + [AgCl₂] + [AgCl3²]).

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Kps

La constante de equilibrio que representa el producto de las concentraciones de iones plata y cloruro en una solución saturada de AgCl, en equilibrio con el sólido.

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¿Qué significan K₁, K₂ y K₃ en el contexto del AgCl?

Son las constantes de equilibrio que describen la formación de complejos de plata con el ion cloruro en solución. K₁ representa la formación de AgCl(ac), K₂ representa la formación de AgCl₂⁻ y K₃ representa la formación de AgCl3²⁻.

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Ecuación de balance de masa para el ion cloruro ([Cl⁻])

La concentración total de cloruro en solución es igual a la concentración inicial de cloruro ([Cl⁻] inicial) más la proveniente de la disolución del AgCl, menos la cantidad que se ha usado para formar complejos de cloruro con plata.

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Ecuación de balance de carga

La suma de las cargas positivas en la solución debe ser igual a la suma de las cargas negativas, considerando todas las especies iónicas presentes.

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¿Cuál es la suposición clave que se utiliza para simplificar el cálculo de solubilidad del AgCl?

Se asume que la concentración de Ag+ es mucho menor que la concentración inicial de cloruro, por lo que se puede despreciar su contribución a la concentración total de cloruro ([Ag+] << CKCl).

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Simplificación de la ecuación [Cl⁻] con la suposición

La ecuación de balance de masa para el ion cloruro se simplifica a [Cl⁻] ≈ CKCl, es decir, la concentración de cloruro permanece esencialmente igual a la concentración inicial.

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¿Cómo se calcula [AgCl(ac)]?

Se calcula dividiendo Kps (producto de solubilidad) entre K₁ (constante de equilibrio para la disociación del AgCl).

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Solubilidad del AgCl en presencia de Cl-

La concentración de iones Ag+ en una disolución saturada de cloruro de plata en presencia de iones cloruro.

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Efecto del ion común

La disminución de la solubilidad de un compuesto iónico poco soluble cuando se añade a la disolución un ion común.

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¿Cómo se calcula la solubilidad del AgCl en presencia de Cl-?

Se utiliza la ecuación 11.41, que relaciona la solubilidad con la concentración del ion cloruro y las constantes de equilibrio.

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Mínimo de solubilidad

El punto en el que la solubilidad del AgCl alcanza un valor mínimo en presencia de iones cloruro.

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Curva sólida en la figura 11.2

Representa la solubilidad del AgCl en función de la concentración del ion cloruro.

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Líneas punteadas en la figura 11.2

Representan las concentraciones de equilibrio de las diferentes especies que contienen plata en función de la concentración del ion cloruro.

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Especie predominante en el mínimo de solubilidad

La especie de plata predominante en la disolución es el AgCl(ac) (cloruro de plata sin disociar).

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Importancia de los datos de equilibrio

Los datos de equilibrio son esenciales para los cálculos de solubilidad, pero hay escasez de datos confiables para especies no disociadas y complejos.

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Separación de Iones

Técnica que aprovecha las diferencias de solubilidad entre iones para separarlos usando un agente precipitante.

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Agente Precipitante

Sustancia que, al añadirse a una solución, causa la formación de un precipitado al reaccionar con un ion específico.

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Control de Concentración

Ajuste preciso de la concentración del agente precipitante para que solo precipite el ion deseado y no otros.

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Control de pH

Utilización de disoluciones amortiguadoras para mantener el pH de la solución a un valor específico durante la separación.

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Kps (Producto de Solubilidad)

Constante que indica la solubilidad de un compuesto iónico en una solución, expresada como el producto de las concentraciones de sus iones.

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Precipitación Cuantitativa

Proceso en el que se eliminan completamente todos los iones de una solución mediante la formación de un precipitado.

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Intervalo Permisible de Concentraciones

Rango de concentraciones del agente precipitante en el que se puede lograr la separación de dos o más iones.

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Viabilidad de la Separación

Posibilidad de separar dos o más iones en base a sus diferencias de solubilidad.

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Study Notes

Fundamentos de Química Analítica - Novena Edición

  • Ecuación de balance de carga: 2[Ca²+] + [H₃O⁺] = 2[C₂O₄²⁻] + [HC₂O₄⁻] + [OH⁻]. Esta ecuación relaciona las concentraciones de iones en una disolución.

  • Efecto de solutos sin disociar en cálculos de precipitación: Algunas sustancias inorgánicas, como sulfato de calcio y haluros de plata, no se disocian completamente en agua. Se requieren dos equilibrios para describir el sistema: un equilibrio de disolución y uno de disociación.

  • Constante de equilibrio para la primera reacción: [AgCl(ac)] / [AgCl(s)] = K. Esta constante relaciona la concentración de la especie sin disociar en la disolución con la cantidad de sólido.

  • Producto de solubilidad (Kps): [Ag⁺][Cl⁻] = K₁K = Kps. Es el producto de las concentraciones de iones en una disolución saturada.

  • Solubilidad del AgCl en agua destilada: S = 1.38 × 10⁻⁵ M. Este valor indica la concentración de AgCl disuelto en agua pura.

  • Solubilidad de un precipitado en presencia de agentes complejantes: La solubilidad de un precipitado puede aumentar considerablemente si hay agentes que forman complejos con el catión o anión del precipitado. Esto se debe a que la formación de estos complejos reduce la concentración de los iones que forman el precipitado.

  • Ejemplos de equilibrios para AgCl en presencia de Cl⁻: AgCl(s) ⇌ AgCl(ac) ⇌ Ag⁺ + Cl⁻ ⇌ AgCl₂⁻ ⇌ AgCl₃²⁻. Esto muestra cómo la adición de Cl⁻ puede afectar la solubilidad del AgCl.

  • Equilibrios pertinentes para cálculos de solubilidad: En varios casos, se emplean las constantes de equilibrio para determinar los equilibrios que deben ser consideradas para una solución dada en estos cálculos.

  • Ecuación de balance de masa ([Cl⁻]): [Cl⁻] = cKCl + [Ag⁺] - [AgCl₂⁻] - 2[AgCl₃²⁻]. Esta ecuación relaciona la concentración de iones cloruro en la solución con otras variables.

  • Ecuación de balance de carga: [K⁺] + [Ag⁺] = [Cl⁻] + [AgCl₂⁻] + 2[AgCl₃²⁻]. Esta ecuación asegura que las cargas positivas sean iguales a las cargas negativas en la disolución.

  • Condiciones para una separación cuantitativa: Se requieren concentraciones críticas de un agente precipitante para obtener una separación efectiva de iones en base a sus diferencias de solubilidad.

Cálculo de la viabilidad de las separaciones de iones

  • Separación de Fe³⁺ y Mg²⁺ como hidróxidos: Se puede separar Fe³⁺ y Mg²⁺ de soluciones que contienen 0.10 M de cada ion, ajustando el pH. La Kps del Fe(OH)₃ es mucho menor que la de Mg(OH)₂, lo que permite la precipitación de Fe³⁺ a una concentración de OH⁻ menor que la necesaria para precipitar Mg²⁺.

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Description

Este cuestionario examina conceptos clave de la química analítica, incluyendo la ecuación de balance de carga, el efecto de solutos no disociados, y la constante de equilibrio. A través de preguntas específicas, podrás evaluar tu comprensión sobre solubilidad y productos de solubilidad en diferentes condiciones. ¡Prepárate para profundizar en estos temas fundamentales!

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