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### Tarea 27. Química Analítica II PROBLEMA.pptx

1. 20/05/22 Construir la curva de titulación (E vs. V; trazo rápido) de 25 mL de As(III) 0.1M con Mn(VII) 0.1 M a pH 0 y a pH 6. Considerar que el MnO4 - y el Mn2+ no presentan reacciones secundarias a pH 6. Para ambos valores de pH (0 y 6) calcular el valor de la constante de equilibrio de la reacción de titulación. ¿a qué valor de pH (0 ó 6) se favorece la reacción de titulación?
2. Equilibrios 𝑀𝑛𝑂4 − + 8𝐻+ + 5𝑒− ⇌ 𝑀𝑛2+ + 4𝐻2𝑂 𝐸1 ° = 1.51 𝑉 𝑧 = 5 𝐻3𝐴𝑠𝑂4 + 2𝐻+ + 2𝑒− ⇌ 𝐻3𝐴𝑠𝑂3 + 𝐻2𝑂 𝐸2 ° = 0.56 𝑉 𝑧 = 2 𝐸1 ° ´ 𝐸2 ° ´ As(III) As(V) Mn(VII) Mn(II) E (V)
3. pH = 0 NAs(III) = 0.2 N NMn(VII) = 0.5 N 𝑙𝑜𝑔 𝐾´ = 𝑛1 𝑛2 (𝐸1 ° ´−𝐸2 ° ´) 0.06 = (5)(2)(1.51−0.56) 0.06 = 158 𝑲´ = 𝟏𝟎𝟏𝟓𝟖 > 𝟏 x VT (mL) E (V) 0.5 5 E = E2°´ = 0.56 1 10 E = 5 1.51 + 2 0.56 5+2 = 1.24 2 20 E = E1°´ = 1.51 𝑀𝑛 𝑉𝐼𝐼 + 5𝑒− ⇌ 𝑀𝑛 𝐼𝐼 𝐸1 ° ´ = 𝐸1 ° = 1.51 𝑉 𝐴𝑠 𝐼𝐼𝐼 ⇌ 𝐴𝑠 𝑉 + 2𝑒− 𝐸2 ° ´ = 𝐸2 ° = 0.56 𝑉
4. 𝐸° ´ = 𝐸° − 0.06ℎ 𝑛 𝑝𝐻 − 0.06 𝑛 𝑙𝑜𝑔 𝛼𝐻3𝐴𝑠𝑂4 𝛼𝐻3𝐴𝑠𝑂3 𝛼𝐻3𝐴𝑠𝑂4 = 1 + 𝑘𝑎1 [𝐻+] + 𝑘𝑎1𝑘𝑎2 [𝐻+]2 + 𝑘𝑎1𝑘𝑎2𝑘𝑎3 [𝐻+]3 = 1 + 10−2.2 10−6 + (10−2.2 )(10−7 ) (10−6)2 + (10−2.2 )(10−7 )(10−11.5 ) (10−6)3 1 + 103.8 + 102.8 + 10−2.7 𝛼𝐻3𝐴𝑠𝑂4 = 6,941.53 = 103.84
5. 𝛼𝐻3𝐴𝑠𝑂3 = 1 + 𝑘𝑎1 [𝐻+] + 𝑘𝑎1𝑘𝑎2 [𝐻+]2 + 𝑘𝑎1𝑘𝑎2𝑘𝑎3 [𝐻+]3 = 1 + 10−8.1 10−6 + (10−8.1)(10−12.1) (10−6)2 + (10−8.1)(10−12.1)(10−13.4) (10−6)3 = 1 + 10−2.1 + 10−8.2 + 10−15.6 𝜶𝑯𝟑𝑨𝒔𝑶𝟒 = 1.08 Sustituyendo en la ecuación: 𝐸2 ° ´ = 0.56 − 0.06 2 2 6 − 0.06 2 𝑙𝑜𝑔 103.84 1.08 𝐸2 ° ´ = 0.086 𝑉
6. Considerar que el MnO4 - y el Mn2+ no presentan reacciones secundarias a pH 6. 𝐸1 ° ´ = 𝐸1 ° − 0.06ℎ 𝑛 𝑝𝐻 − 0.06 𝑛 𝑙𝑜𝑔 𝛼𝑀𝑛𝑂4 − 𝛼𝑀𝑛2+ 𝐸1 ° ´ = 𝐸1 ° − 0.06ℎ 𝑛 𝑝𝐻 𝐸1 ° ´ = 1.51 − 0.06 8 5 6 𝐸1 ° ´ = 0.934 𝑉
7. pH = 6 NAs(III) = 0.2 N NMn(VII) = 0.5 N log 𝐾´ = (5)(2)(0.934 − 0.086) 0.06 = 141 𝑲´ = 𝟏𝟎𝟏𝟒𝟏 > 𝟏 x VT (mL) E (V) 0.5 5 E = E2°´ = 0.086 1 10 E = 5 0.934 + 2 0.086 5+2 = 0.692 2 20 E = E1°´ = 0.934 𝑀𝑛 𝑉𝐼𝐼 + 5𝑒− ⇌ 𝑀𝑛 𝐼𝐼 𝐸1 ° ´ = 0.934 𝑉 𝐴𝑠 𝐼𝐼𝐼 ⇌ 𝐴𝑠 𝑉 + 2𝑒− 𝐸2 ° ´ = 0.086 𝑉
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