Ejercicio resuelto de Valoraciones ácido-base · Química · 2023

a) Escriba el nombre del material de laboratorio utilizado en la realización de una volumetría ácido-base. [1,00 punto]

b) La constante de equilibrio $K_p$ del proceso ${\text{H}}_2(g)+{\text{I}}_2(g)\rightleftharpoons 2\text{HI}(g)$ es 54 a una temperatura determinada. Calcule el valor de $K_p$ del proceso $2\text{HI}(g)\rightleftharpoons {\text{H}}_2(g)+{\text{I}}_2(g)$ a la misma temperatura. [1,00 punto]

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Escriba}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{nombre}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{material}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{laboratorio}}\mathbf{\text{utilizado}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{realizaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{volumetr}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{cido-base.}}\mathbf{\text{[1,00}}\mathbf{\text{punto]}}$

Una volumetría exige medir con precisión dos volúmenes, el de la muestra y el del reactivo valorante, y disponer de un recipiente donde se produzca la reacción. El material es, por tanto:

$\mathbf{\text{Bureta}}$, graduada y con llave, para contener la disolución valorante y medir con precisión el volumen añadido. Es la pieza que da el dato del que se calcula todo.

$\mathbf{\text{Pipeta}}\mathbf{\text{aforada}}$ (con su aspirador o pera de succión), para tomar exactamente la alícuota de muestra. Una pipeta aforada mide un único volumen, pero lo mide mucho mejor que una graduada.

$\mathbf{\text{Matraz}}\mathbf{\text{Erlenmeyer}}$, donde se coloca la alícuota junto con el indicador y donde tiene lugar la reacción. Su forma cónica permite agitar por rotación sin salpicar.

$\mathbf{\text{Soporte}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{pinza}}$ (o nuez) para sujetar la bureta en posición vertical.

$\mathbf{\text{Embudo}}$ pequeño para llenar la bureta sin derramar, y un $\mathbf{\text{vaso}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{precipitados}}$ para trasvasar las disoluciones.

$\mathbf{\text{Frasco}}\mathbf{\text{lavador}}$ con agua destilada, para arrastrar las gotas que queden en las paredes del Erlenmeyer.

Y el $\mathbf{\text{indicador}}$, que no es material sino reactivo, pero conviene mencionarlo: se añade al Erlenmeyer, nunca a la bureta.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Calcule}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{valor}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{Kp}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{2}}\mathbf{\text{HI(g)}}\mathbf{\text{⇌}}\mathbf{\text{H₂(g)}}\mathbf{\text{+}}\mathbf{\text{I₂(g)}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{misma}}\mathbf{\text{temperatura.}}\mathbf{\text{[1,00}}\mathbf{\text{punto]}}$

El segundo proceso es exactamente el inverso del primero, y la constante de un equilibrio invertido es la inversa de la original. Se ve escribiendo las dos expresiones:

$K_p=\frac{p(\mathrm{H}\mathrm{I}{)}^2}{p({\mathrm{H}}_2)p({\mathrm{I}}_2)}=54$

$K_p^{\mathrm{\prime }}=\frac{p({\mathrm{H}}_2)p({\mathrm{I}}_2)}{p(\mathrm{H}\mathrm{I}{)}^2}=\frac{1}{K_p}$

$K_p^{\mathrm{\prime }}=\frac{1}{54}=\mathrm{1,9}\cdot {10}^{-2}$

La constante del proceso inverso vale, pues, $\mathrm{1,9}\cdot {10}^{-2}$. Las dos son adimensionales, porque en esta reacción no cambia el número de moles de gas ($\mathrm{\Delta }n=0$). Y el resultado tiene sentido químico: si $K_p=54>1$ significa que en el equilibrio predomina el yoduro de hidrógeno, luego la constante de su descomposición ha de ser mucho menor que la unidad.