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772 CAPÍTULO 16 Equilibrios ácido-base y equilibrios de solubilidad

tes datos: 5.00 g del compuesto se llevan a exactamente 16.127 La penicilina G (ácido bencilpenicilínico) es uno de los
250 mL de disolución; para neutralizar 25.0 mL de esta antibióticos más comunes y posee la siguiente estructu-
disolución se consumen 15.9 mL de una disolución de ra:
NaOH 0.500 M.
O
16.117 Describa cómo prepararía 1 L del sistema amortiguador B
CH 3 COONa 0.20 M/CH 3 COOH 0.20 M: a) al mezclar H COOH O
G D
una disolución de CH 3 COOH con otra de CH 3 COONa, H 3 C C J H
G D NOC
b) al hacer reaccionar una disolución de CH 3 COOH C A A A
con otra de NaOH y c) al hacer reaccionar una disolu- H 3 C S COCONOCOCH 2 O
D G
A A B
ción de CH 3 COONa con una de HCl. H H O
16.118 La fenolftaleína es el indicador más empleado para
Es un ácido monoprótico débil
valorar un ácido fuerte con una base fuerte. a) Si el
valor de pK a de la fenolftaleína es 9.10, ¿cuál es la rela- HP Δ H 1 P 2 K a 5 1.64 3 10 23
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ción entre la forma no ionizada del indicador (incolora)
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y la forma ionizada (rosa rojizo) a pH de 8.00? b) Si en donde HP expresa al ácido original y P es la base con-
la valoración de un volumen de 50.0 mL se utilizan dos jugada. La producción de penicilina G se realiza
gotas de fenolftaleína 0.060 M, ¿cuál es la concentra- mediante el crecimiento de hongos en tanques de fer-
ción de la forma ionizada a un pH de 8.00? (Suponga mentación a 25°C y a un intervalo de pH de 4.5 a 5.0.
que 1 gota 5 0.050 mL.) La forma cruda de este antibiótico se obtiene al extraer
el caldo de fermentación con un disolvente orgánico en
16.119 Las pinturas de aceite que contienen compuestos de
plomo(II) como componentes de sus pigmentos se el que el ácido es soluble. a) Identifi que el átomo de
hidrógeno ácido. b) En una etapa de purifi cación, el
oscurecen con los años. Sugiera una razón química que
explique este cambio de color. extracto orgánico de penicilina G cruda se trata con una
disolución amortiguadora de pH 5 6.50. ¿Cuál es la
16.120 ¿Qué reactivos emplearía para separar los siguientes relación entre la base conjugada de la penicilina G y su
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pares de iones en disolución? a) Na y Ba , b) K y ácido a este pH? ¿Esperaría que la base conjugada fuera
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Pb , c) Zn y Hg .
más soluble en agua que el ácido? c) La penicilina G no
16.121 Busque los valores de K ps del BaSO 4 y SrSO 4 en la tabla es apropiada para la administración oral, pero sí la sal
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16.2. Calcule las concentraciones de Ba , Sr y SO 4 sódica (NaP) porque es soluble. Calcule el pH de una
de una disolución que está saturada con ambos com- disolución de NaP 0.12 M que se forma al disolver
puestos. una tableta de esta sal en un vaso de agua.
16.122 En principio, los óxidos anfóteros como Al 2 O 3 y BeO 16.128 ¿Cuál de las disoluciones siguientes tiene el mayor valor
se pueden utilizar para preparar disoluciones amorti- de [H ]? a) HF 0.10 M, b) HF 0.10 M en NaF 0.10 M, c)
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guadoras porque tienen propiedades ácidas y básicas HF 0.10 M en SbF 5 0.10 M. (Sugerencia: El SbF 5 reac-
(vea la sección 15.11). Explique por qué estos com- ciona con el F y forma el ion complejo SbF 6 .)
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puestos son de poco valor práctico como componentes
16.129 Las curvas de distribución muestran cómo varían las
de los sistemas amortiguadores.
fracciones de un ácido no ionizado y de su base conju-
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16.123 El valor de K ps de CaSO 4 (K ps 5 2.4 3 10 ) es mayor gada en función del pH del medio. Trace un gráfi co de
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que el de Ag 2 SO 4 (K ps 5 1.4 3 10 ). ¿Esto signifi - las curvas de distribución de CH 3 COOH y de su base
ca que CaSO 4 también tiene una solubilidad mayor 2
conjugada CH 3 COO en disolución. El gráfi co deberá
(g/L)?
mostrar la fracción en el eje de las ordenadas (y) y el pH
16.124 Cuando se exprime jugo de limón en el té, éste adquiere en el eje de las abscisas (x). ¿Cuáles son las fracciones
un color más tenue. El cambio de color se debe, en y el pH en el punto en el que las dos curvas se intersec-
parte, a la dilución, pero la razón principal es que suce- tan?
de una reacción ácido-base. ¿Cuál es esta reacción? 21 21
(Sugerencia: El té contiene “polifenoles” que son áci- 16.130 El agua que contiene iones Ca y Mg se conoce
como agua dura y no es adecuada para el consumo
dos débiles y el jugo de limón contiene ácido cítrico.)
doméstico ni para ciertos procesos industriales porque
16.125 ¿Cuántos mililitros de NaOH 1.0 M se deben añadir a
estos iones reaccionan con el jabón y forman sales inso-
200 mL de NaH 2 PO 4 0.10 M para preparar una disolu- lubles que se apelmazan. Una manera de eliminar los
ción amortiguadora que tenga un pH de 7.50? 21
iones Ca del a gua dura es añadir sosa para lavar
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16.126 La máxima concentración permitida de iones Pb en el (Na 2 CO 3 10H 2 O). a) La solubilidad molar de CaCO 3
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agua potable es de 0.05 ppm (es decir, 0.05 g de Pb en es 9.3 3 10 M. ¿Cuál es su solubilidad molar en una
un millón de gramos de agua). Si el agua de un pozo disolución de Na 2 CO 3 0.050 M? b) ¿Por qué no se pue-
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subterráneo estuviera en equilibrio con el mineral den eliminar los iones Mg con este método? c) Los
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anglesita, PbSO 4 (K ps 5 1.6 3 10 ), ¿se rebasaría esta iones Mg se eliminan como Mg(OH) 2 añadiendo cal
norma? apagada [Ca(OH) 2 ] al agua hasta formar una disolución