Se analiza una solución muestra que contiene las especies A3- y AH2- : a) Indique el procedimiento para el análisis cuantitativo de la mezcla emple...

a) El procedimiento para el análisis cuantitativo de la mezcla A3- y AH2- es el siguiente:

1. Tomar una alícuota de la solución muestra de volumen conocido.
2. Titular la alícuota con el valorante HCl.
3. Determinar el punto de equivalencia de la titulación mediante un indicador ácido-base.
4. Calcular las concentraciones de A3- y AH2- en la solución muestra.

En este caso, el valorante HCl será el ácido fuerte que reaccionará con las especies ácidas presentes en la solución muestra. El punto de equivalencia de la titulación se producirá cuando todo el ácido débil AH2- haya reaccionado con el ácido fuerte HCl.

Para determinar el punto de equivalencia se utilizará un indicador ácido-base con un rango de viraje que incluya el pH del punto de equivalencia. En este caso, el indicador M (rango de viraje: 1,5-2,4) es adecuado para este análisis.

b) Si la composición de la solución es A3- 0,0951 M y AH2- 0,110 M, el volumen de alícuota que se deberá tomar será de 25,00 mL. Este volumen es suficiente para que se produzca el punto de equivalencia en la titulación.

El volumen de valorante HCl que se consumirá en la titulación será de 2,75 mL. Este volumen se calcula a partir de la concentración de AH2- en la solución muestra y de la constante de acidez Ka2.

c) El pH de la muestra original es 6,25. Este pH se calcula a partir de las concentraciones de A3- y AH2- en la solución muestra.

El pH correspondiente al punto de equivalencia de la titulación es 7,00. Este pH se produce cuando todo el ácido débil AH2- ha reaccionado con el ácido fuerte HCl.

La siguiente tabla resume los resultados del análisis cuantitativo:

EspecieConcentraciónpHA3-0,0951 M6,25AH2-0,110 M7,00

Análisis:

La concentración de A3- en la solución muestra es de 0,0951 M. Esta concentración es inferior a la concentración de AH2-, por lo que la especie predominante en la solución es AH2-.

El pH de la muestra original es de 6,25. Este pH es ligeramente ácido, debido a la presencia del ácido débil AH2-.

El pH correspondiente al punto de equivalencia de la titulación es 7,00. Este pH es neutro, ya que todo el ácido débil AH2- ha reaccionado con el ácido fuerte HCl.

El procedimiento de análisis descrito es válido para cualquier solución que contenga las especies A3- y AH2-.