PROBLEMARIO DECROMATOGRAFIA Problemario de Cromatografia 1 I. CROMATOGRAFÍA PLANAR Problema 1. Se coloca una mezcla de los compuestos 1 al 6 formando una mancha a 2.0 cm a la derecha y 2.0 cm por encima del borde inferior izquierdo de una placa para cromatografía de capa fina. Se permite que el Cromatograma se desarrolle en el disolvente A, hasta que el frente del disolvente llega a una distancia de 12.0 cm del borde inferior de la placa. Después de esta operación se observan 2 manchas, una a 4.5 y la otra a 10 cm del borde inferior de la placa. Tras dejar secar la placa se gira 90 ° en sentido contrario a las manecillas del reloj y se corre el Cromatograma en el disolvente B hasta que el frente del disolvente se encuentre a 12 cm del borde sumergido de la placa. La primer mancha de izquierda a derecha se separa en 4 manchas: a 2.7, 5.1, 6.5 y 9.9 cm del borde inferior; la segunda mancha se separo en dos, a los 4.7 y 10.6 cm del borde inferior. Dibuje la apariencia de la placa (a escala aproximada) después de la primera etapa y después de la segunda etapa de la separación, y calcule los valores de Rf de cada mancha en cada etapa. Problema 2. Una mezcla de dos compuestos (A y B) migra desde el origen, generando dos manchas con las siguientes características (distancia de migración desde el origen x y diámetro de la mancha w). xA = 49 mm wA = 2.0 mm xB = 33 mm wB = 2.5 mm El frente de la fase móvil fue de 61 mm, desde el inicio. Calcule los valores de Rf para los compuestos A y B. Problemario de Cromatografia 2 Problema 3. Una mezcla de dos compuestos (A y B) migra desde el origen, generando dos manchas con las siguientes características (distancia de migración x y diámetro de la mancha w). xA = 27 mm wA = 2.0 mm xB = 33 mm wB = 2.5 mm a) Calcule el factor de retardo Rf, la eficiencia N, y la altura equivalente de un plato teórico HETP para cada compuesto. b) Calcule la resolución entre los compuestos A y B c) Establezca la relación entre el factor de selectividad y el Rf de los dos compuestos. Calcule su valor numérico. Problema 4. La siguiente figura representa los resultados de una placa de CCF en fase normal (fase móvil: hexano:acetona, 80:20). Los compuestos tienen las estructuras A, B, y C. a) Indique en el registro, a cuales picos corresponden los compuestos A, B, y C. b) ¿Cuál debería ser el orden de elución de estos compuestos si se examinaran por columna de HPLC utilizando los mismos tipos de fases móvil y estacionaria? c) ¿Cuál debería ser el orden de elución de estos compuestos si se examinaran por columna de HPLC conteniendo una fase de tipo RP-18, con una mezcla binaria de acetonitrilo:metanol (80:20) como eluente? d) Calcule Rf y HETP para el compuesto que migra mas rápidamente sobre la placa Problemario de Cromatografia 3 II. EVALUACIÓN DE PARÁMETROS CROMATOGRÁFICOS Problema 5. Para conocer la presencia de trimetoprima y sulfametoxazol en diferentes productos farmacéuticos se emplea la técnica de capa fina. Se utiliza una Cromatoplaca de sílica gel con indicador. Como fase móvil Mezcla de cloroformometanol- hidróxido de amonio. Después de realizar el tratamiento adecuado a las muestras y estándares e identificarlos como: Se aplicó a la placa de gel de sílice cromatográfica, 10 μl de las soluciones A y B de la preparación de referencia y 10 μl de la preparación de la muestra. Se dejó correr la fase móvil hasta 12 cm arriba de la línea de aplicación. Al retirar la cromatoplaca de la cámara, se marcó el frente de la fase móvil, se secó con aire seco, localizando las bandas por observación bajo luz ultravioleta de onda corta, rociando con la solución reveladora y obtuvimos lo siguiente: a) Determinar la identidad de trimetoprima y Sulfametozaxol en cada producto según su Rf. b) Identificar los compuestos relacionados de cada producto: NOTA: Cualquier mancha obtenida con la preparación de la muestra diferente de la mancha principal, con valores Rf de aproximadamente de 0.6 a 0.7, corresponderan a las impurezas de Sulfametoxazol. De 0.8 a 0.9 a las impurezas de trimetoprima y las que sean inferiores a 0.5 se consideran excipientes. c) De acuerdo a lo obtenido según criterios de a) y b), ¿cual sería el mejor producto(*)? (Collins) Problemario de Cromatografia 4 Problema 6. Con un CG y una columna de relleno de 40 cm se obtuvieron los siguientes datos: Calcular: a) El número de platos teóricos promedio b) La altura del plato promedio para la columna. Problema 7. En una columna de 122 cm de longitud y a una temperatura de 160ºC se obtuvieron los siguientes tiempos de retención en minutos: pico del aire 0.90, heptano 1.22 y octano 1.43. El ancho en la base de los picos fue de 0.14 min para el heptano y de 0.20 min para el octano. a) Calcular la retención relativa y la resolución para estos picos. b) ¿Qué longitud debería tener la columna para obtener una resolución de 1.5? Problema 8. Considerando una columna con una altura de plato de 1.5 mm y con número de platos de 333, por la que fluye el gas portador a un caudal de 3 ml.min-1, y sabiendo que el volumen muerto es de 1.0 ml: a) ¿Cuáles son el tiempo de retención y el volumen de retención cuando k es 1, 2 ,5 y 10? b) ¿Cuál sería la anchura en la base de los picos a cada uno de los valores anteriores de k? Problemario de Cromatografia 5 Problema 9. Calcular: a) El factor de capacidad o de retención k, y b) La resolución Rs, de los siguientes analitos en un sistema cromatográfico por HPLC, con los datos que figuran en la siguiente tabla: to= 1.12 min c) Indicar si los picos cromatográficos de los componentes de la muestra están bien resueltos; d) Calcular el número de platos teóricos efectivos para el 1-naftol. Problema 10. En un cromatograma, los tiempos de retención de los picos A, B y C, donde A es una sustancia no retenida, son 0.84, 10.60 y 11.08 minutos, respectivamente. a) Calcular los tiempos de retención corregidos y los factores de capacidad para B y C. b) Sabiendo que los anchos de banda en la base para B y C son 1.21 y 2.10 segundos respectivamente, calcular la resolución entre estos dos picos. Problema 11. En una columna tubular abierta de paredes recubiertas de 15 m de longitud y 0.25 mm de diámetro interno, el gas portador circula a un caudal de 3 ml/min. Sabiendo que los tiempos de retención para el heptanoato de metilo y para el octanoato de metilo son de 60 y 89 s respectivamente, y que el número de platos teóricos de la columna es de 3000, calcular: a) El tiempo muerto (suponer despreciable el espesor de la fase estacionaria) b) El factor de capacidad o de retención c) La anchura en la base de cada compuesto d) La resolución entre picos e indicar si están resueltos hasta línea base Problemario de Cromatografia 6 Problema 12. Los datos de la tabla se obtuvieron a partir de un cromatograma de una muestra con tres componentes: Con estos datos, sabiendo que el caudal de fase móvil fue de 1.0 ml/min y teniendo en cuenta que el cromatograma no es ideal, calcular: a) Volumen muerto de la columna y factor de retención de A. ¿Qué indica el resultado obtenido? b) Ancho en la base de los picos. c) Resolución entre los picos de Ay B y entre los picos de B y C. d) ¿Qué eficacia mínima se requiere para que un cuarto componente, D, con tiempo de retención de 4.5 min salga resuelto, al menos aceptablemente de B (Rs=1). Problema 13. Utilizando el Cromatograma calcule: a) El factor de retención para cada pico b) El factor de selectividad para los picos 3 y 4 c) El número de platos teóricos para el pico número 3 empleando el valor de W½ d) La resolución entre los picos 1 y 2. Problemario de Cromatografia 7 Problema 14. Usando el cromatograma, calcule el número de platos teóricos para el pico número 1 empleando el valor de W. Calcule también la resolución entre los picos 3 y 4. Problemario de Cromatografia 8 III. METODOS DE CUANTIFICACIÓN EMPLEADOS EN CROMATOGRAFÍA Problema 15. Se separó una mezcla con teofilína y materiales relacionados por HPLC empleando THF 1%, Acetonitrilo 20%, H3PO4 0.1 % y el resto agua. Se identificaron sus componentes mediante los tiempos de retención. Empleando las mismas condiciones de la separación, al inyectar una mezcla estándar y una muestra problema con teofilína, se presentaron los siguientes datos: Calcular el % de cada componente en la muestra Problema 16. Se desea conocer la composición porcentual de contaminantes presentes en el aire de una zona de la ciudad. Para ello, se muestrea adecuadamente el aire y somete a análisis cromatográfico; se obtiene lo siguiente: Suponiendo que los compuestos de la tabla son los únicos contaminantes del aire de la muestra y además que el detector presenta igual sensibilidad para todos los componentes analizados, ¿Cuál es la composición porcentual de los contaminantes? Problemario de Cromatografia 9 Problema 17. La buprenorfina es un derivado de la tebaína que produce efectos típicos de agonistas opioides mu de larga duración y potentes efectos antagonistas. Una enfermera preparó 5 mL de solución de buprenorfina y procedió a administrar 3 mL a un paciente que pesa 81 kg. Los 2 mililitros restantes fueron guardados en refrigeración para utilizarlos al día siguiente. Sin embargo, el paciente murió a las pocas horas, y ahora la enfermera enfrenta cargos legales por negligencia médica. Para resolver este delicado asunto, se preparó un estándar pesando 11.8 mg de estándar de clorhidrato de buprenorfina puro, exactamente pesado y transferido a un matraz volumetrico de 25 mL, se añadieron 20 mL de fase móvil, se disolvió y se llevó a volumen con fase móvil. Luego se tomó 3.0 mL de esta solución y se llevó a 100 mL con fase móvil. Los 2 mL de la solución preparada por la enfermera se pasaron a un matraz volumetrico de 50 mL y se llevaron a volumen con fase móvil. Se inyectó por separado 20μL de la preparación del estándar y de la preparación de la muestra al cromatógrafo HPLC. Para la solución estándar se obtuvo un área de 60325 UA para el pico de buprenorfina. Por otra parte, para la muestra preparada, el área del pico de buprenorfina fue de 54477 UA. a) ¿Cuál es la concentración (en mg de buprenorfina/mL) de la solución preparada por la enfermera? Los pesos moleculares son 467.65 y 504.11 para la buprenorfina y el clorhidrato de buprenorfina respectivamente. b) Si la dosis máxima permitida de este medicamento es de 10μg/kg de peso ¿Se excedió esta dosis? Problemario de Cromatografia 10 Problema 18. Para determinar la cantidad de cocaína presente en una “grapa” decomisada a un sujeto, se preparó primero un estándar pesando 0.050g de cocaína pura y diluyendo hasta 100 mL en un solvente apropiado (HCl diluido). Se tomaron 5 mL de esta solución, se diluyeron nuevamente hasta 50 mL y se inyectaron 20 uL de esta última dilución al cromatógrafo, obteniéndose un área de 9705 UA. Posteriormente se preparó la muestra pesando 605 mg de cocaína decomisada y diluyendo a 100 mL. Se tomaron 10 mL de esta solución y se llevaron a 100 mL, luego se tomaron 10 mL de esta solución y se llevaron nuevamente a 100 mL. Al inyectar 20 uL de la última dilución al cromatógrafo se obtuvo un área de 6130 UA para el pico de cocaína. ¿Cuál es el porcentaje de pureza en la “grapa” decomisada? Problema 19. Una muestra se analiza por cromatografía de líquidos con la finalidad de cuantificar los componentes que la forman. Después de inyectar una serie de estándares se encontraron los siguientes compuestos en la muestra: Calcular la composición porcentual de cada acido suponiendo un 25% de c/u. Problemario de Cromatografia 11 Problema 20. Para realizar un análisis de drogas, se parte de 3mL de orina, se somete a una extracción en fase sólida, se eluye con un disolvente orgánico, se lleva a sequedad y finalmente se redisuelve en 0.5 mL de metanol y se añade dionina hasta una concentración final de 10mg/L. Se inyecta 1uL de esta disolución en un cromatógrafo de gases con detector de nitrógeno-fósforo. Los datos obtenidos se encuentran en la tabla de muestras. Se hace un calibrado preparando una mezcla de estándares de cocaína, cafeína y su patrón interno dionína. Se inyecta 1uL en el cromatógrafo de gases y se obtienen los resultados que se muestran en la tabla de calibrado. Los promedios de las recuperaciones obtenidas son 82% para cafeína y 92% para cocaína. Calcular la concentración en mg/L y los mg por 100mL de estas drogas en la orina. Problema 21. Se obtuvieron los siguientes datos por cromatografía de gases con una columna cromatográfica de 1.25 m Calcular: a) El factor de capacidad o retención para cada amina b) El factor de selectividad c) El número de platos y la altura de plato para la n-propilamina d) La resolución entre las dos aminas e) La longitud de la columna necesaria para conseguir una resolución de 1.5 y el tiempo necesario para que se eluya la n-propilamina suponiendo la misma velocidad lineal de flujo f) Si se utiliza isopropilamina como patrón interno en una concentración de 1 mg/L y en un cromatograma de una muestra se obtienen áreas de 23220 para la isopropilamina y de 35421 para la n-propilamina, ¿cuál será la concentración de n-propilamina en dicha muestra? Problemario de Cromatografia 12 Problema 22. El Xileno comercial es una mezcla de 3 isómeros y pueden separarse por medio de cromatografía de gases. Al estudiar una serie de estándares, los datos obtenidos fueron los siguientes: Al inyectar 0.5 μL de una muestra problema, se reportaron los siguientes resultados: ¿Cuál es el % en volumen respecto a cada isómero en la muestra problema de solvente? Problemario de Cromatografia 13 Problema 23. Se quiere comparar el contenido de licopeno en tomates frescos y en polvo de tomate. A un HPLC con detector uv/Vis, se inyectan 20 uL de un éstandar de 50 ug/mL, y se genera un pico correspondiente al licopeno de 7,587 UA. Por separado, se pesan 1.000 gr de cada muestra (de sólidos obtenidos del tomate fresco y de polvo de tomate), y cada una se transfiere a un tubo de ensayo; a cada tubo se agregan 10 mL de tetrahidrofurano:metanol (1:1), se filtran las soluciones y a cada una se adicionan 5 ml de éter de petróleo y NaCl al 10%; las fracciones etéreas se evaporan a sequedad, y cada una se reconstituye con 6 mL de hexano; se filtran y se inyectan 20 uL al HPLC, obteniéndose los siguientes resultados : Problema 24. Para medir serotonina (5-hidroxitriptamina) por el método del patrón interno, a una alícuota de 1.0 mL de una disolución de concentración desconocida se le añade 1 mL de una disolución que contiene 30 ng de N-metil- serotonina (patrón interno). Esta mezcla se trata adecuadamente para eliminar interferencias y se inyectan 10 μL de la muestra, obteniéndose un área de 2573832 para la serotonina y de 171981 para la N-metilserotonina. Cuando se inyectó un volumen equivalente de una mezcla que contenía 5 ng de serotonina y 5 ng de N-metil- serotonina se obtuvieron áreas de 3088598 y 3095672 respectivamente. Calcular la cantidad de serotonina en ng en la muestra original. Problemario de Cromatografia 14 Problema 25. Una muestra de 350 g de concreto contaminado por un derrame de aceite de transformador de la Calzada Independencia se trae a Ciencias Químicas para analizar el contenido de Bifenilos Policlorados (BPC’S, ascareles) ya que son compuestos sumamente tóxicos y se desea saber elimpacto ambiental. Al llegar al CUCEI, la muestra se tritura cuidadosamente y se somete a extracción con solventes adecuados. Al extracto se le agregan 6 ug de 1, 2-dicloropropano y se aforan a 100 mL. Después se toman 10 mL y se aforan a 100mL. Por último se toman 5 mL y se aforan a 250 mL. Se inyectan 20 uL al cromatógrafo y se obtienen los siguientes resultados: Por otro lado, se prepara una mezcla estándar y se inyectan 20mL al cromatógrafo, obteniéndose los siguientes resultados: Calcula la concentración de ascareles en ug/Kg. Concreto Problema 26. El disolvente orgánico (Thinner) empleado para diluir pinturas, resinas y pegamentos puede ser analizado por cromatografía de gases para determinar su composición porcentual. Para esto se inyecta primeramente 1 uL de una solución estándar de cada componente presente en la mezcla, los cuales son: Acetona, etanol, agua, y xileno(s). Los datos obtenidos de cada una de las soluciones se muestran en la tabla siguiente. Una vez analizados los estándares se estableció la identidad de cada componente en la mezcla mediante el tiempo de retención, al inyectar 1uL de la mezcla en el cromatógrafo de gases, empleando las mismas condiciones de los estándares, se encontró las áreas de cada componente las cuales se presentan también en la tabla anterior. Calcula el % de cada componente en la muestra Problemario de Cromatografia 15 Problema 27. Se desea determinar la concentración de ácido acético en un vinagre de manzana, se procede de la siguiente forma: Se toman 1.0312 g del vinagre y se llevan a 500 mL con un solvente adecuado. De esta dilución 0.5 mL se diluyen nuevamente en 500 mL, y se inyectan 0.5 uL a un GC con detector de ionización de flama. Se inyectan 0.5 uL de una solución estándar en las mismas condiciones y los resultados obtenidos se muestran a continuación: ¿Qué porcentaje de ácido acético contiene el vinagre? Problemario de Cromatografia 16 Problema 28. Se desea conocer el comportamiento del Diclofenaco sódico inyectable reconstituido en una solución de Glucosa inicialmente, a las 12 hrs, 24 hrs y a las 36hrs. Para eso se prepara un estándar pesando 17.4mg diluido en 25mL de fase móvil. La muestra de reconstitución fue preparada tomando 4mL de la solución inyectable mezclada en el frasco de solución de Glucosa hasta 500mL, inyectando directamente de ahí a los diferentes tiempos de muestreo. Las condiciones cromatográficas fueron las mismas, solo que para el estándar se inyectaron 20uL y para la muestra 70uL. Las áreas obtenidas fueron: Si la presentación de diclofenaco sódico inyectable es de 25mg/mL, ¿Cuánto fue el % que se obtuvo durante el estudio a los diferentes tiempos de muestreo? Problema 29. Se desea conocer el contenido de una solución que contiene Hidrocortisona, Ciprofloxacino y Benzocaína por medio de un análisis en HPLC y así determinar si esta dentro de las especificaciones deseadas. Preparación de la solución Estándar de Ciprofloxacino: Se pesaron 12.0 mg de Clorhidrato de Ciprofloxacino monohidratado, después se pasaron a un matraz volumétrico de 25mL. Se adicionaron 10mL de Fase Móvil y se sometió a acción de ultrasonido para disolver durante 5 minutos. Finalmente se diluyó y aforó con fase móvil. Preparación del Estándar: A continuación se pesaron 20.0 mg de Benzocaína y 10.0 mg de Hidrocortisona, se pasaron a un matraz volumétrico de 50mL, se adicionaron 10 mL de Acetonitrilo y 5 mL de la solución estándar de Clorhidrato de Ciprofloxacino monohidratado, y se sometió a acción de ultrasonido por 5 minutos. Se diluyó y aforó con fase móvil. De esta solución se tomó una alícuota de 2.0 mL y se pasaron a un matraz volumétrico de 50mL. Se diluyó y aforó con fase móvil. Preparación de la muestra: Del frasco gotero se tomó una alícuota de 2.0mL y se depositó en un matraz volumétrico de 100mL. Se diluyó y aforó con fase móvil. De la solución anterior se toma una alícuota de 2.0mL y se pasan a un matraz volumétrico de 50mL. Se diluye y afora con fase móvil Datos obtenidos: a) Calcular la concentración de Ciprofloxacino, Benzocaína e Hidrocortisona en la muestra, en g/100 mL y reportar si esta dentro o fuera de especificaciones de acuerdo a la siguiente tabla: Problemario de Cromatografia 17 Especificaciones: Peso molecular Ciprofloxacino: 331.34 Peso molecular Clorhidrato de Ciprofloxacino monohidratado: 385.84 Calcular la composición porcentual de la muestra Problema 30. En un laboratorio de control de calidad se quiere poner a punto un método de análisis por HPLC en fase inversa de una mezcla de dos compuestos A y B. Se sabe que, en columna de octadecil sílice de 25 cm de longitud y utilizando una fase móvil de metanol-agua, los tiempos de retención son 6.25 y 7.10 min respectivamente, el tiempo muerto es 1.4 min y la resolución es 1.05. a) ¿Cuál debe ser la longitud de la columna para conseguir una resolución de 1.5? b) Calcular los factores de retención de A y B. ¿Serán diferentes en la nueva columna? c) A partir de la siguiente tabla calcular la concentración de A y B en la muestra. Problemario de Cromatografia 18 Problema 31. Para conocer el contenido de hesperidina en aguacate de la variedad Hass se realizó un análisis por HPLC. Para ello, se pesaron 15 mg pulpa seca de aguacate de la variedad Hass y se adicionaron 100 uL de una solución de 250 [g/mL de catequina como sustancia de referencia; se completó el volumen a 2 mL; de esta solución, se tomaron 200 uL, y se ajustó el volumen a 500 uL, para después inyectar al HPLC, produciéndose áreas de 513 y 1985 para catequina y hesperidina, respectivamente; aparte, se preparó un estándar pesando 7 mg de catequina y 5 mg de hesperidina, se aforó a 100 mL con metanol:acetonitrilo, y ésta solución se diluyó 20 veces. Después de inyectar al HPLC, se reportaron áreas de 1351 y 1002 para catequina y hesperidina, respectivamente ¿Cuántos miligramos de hesperidina están presentes en un kilogramo de pulpa seca en esa variedad de aguacate? Problema 32. La determinación de herbicidas e insecticidas clorados en alimentos, agua potable, suelo, etc. pueden ser determinados empleando cromatografía de gases con un detector de captura de electrones. El 4,4-DDT fue determinado en una muestra de 5.0 gr del suelo de una granja donde se empleo el insecticida, la muestra se coloca dentro de un extractor y se reflujarón 50 ml de hexano para extraer el plaguicida durante 1 hr. A 1.0 mL del extracto se le añade 1.0 ml de una solución de Adrin (0.001ug/ml), de esta solución se inyecta 1.0 uL en el cromatógrafo y las áreas resultantes para cada insecticida fueron de: 4, 4'-DDT= 13454 y Adrin= 2335682. Una mezcla estándar comercial que contiene 100 pg/ml de Adrin y 400 pg/ml de4,4'-DDT fue inyectada en el mismo cromatógrafo em leando las mismas condiciones que para la extracción, para esta solución se reporta una área de 1273 para el Aldrin y 23455 para el 4,4'-DDT. Calcule la concentración del DDT en la muestra de suelo (en pg/gr de suelo) Problemario de Cromatografia 19 Problema 33. Al analizar un licor por cromatografía de gases se obtuvieron los siguientes datos: Las condiciones de medición se conservaron constantes (Temperaturas, sensibilidad del detector, flujo del gas acarreador, etc.) Es importante considerar que el volumen de los estándares fue constante y bien medido, pero en la muestra fue inyectado el doble del volumen usual. ¿Cuál es la concentración de metanol en el licor problema en % vol? Problema 34. Para calcular el factor de respuesta en un análisis cromatográfico, se realizaron tres determinaciones con cantidades diferentes de un analito A y de un estándar interno (EI), obteniéndose los siguientes resultados: Una vez establecido dicho factor de respuesta, se analizó por triplicado una muestra que contiene el analito A y se añadieron 0.1000 mg/l del estándar interno a cada una de las alícuotas, obteniéndose los siguientes datos: Calcular la concentración de A en mg/L. Problemario de Cromatografia 20 Problema 35. Para determinar la cafeína de un café instantáneo, se procede de la siguiente forma: se pesan 0.8265 g del producto y se disuelven en 50 mL. Una alícuota de 5 mL se mezclan con 5mL de una solución de acetato de plomo, se deja reposar 5 minutos y se filtra. Se inyecta al HPLC. Después se prepara un estándar de cafeína de 55 ppm y se inyecta en la misma cantidad, se obtiene: ¿Qué cantidad de cafeína en mg/g de café instantáneo contiene el producto? Problema 36. Una solución de corticosteroide es útil en tratamientos de tumores quísticos, artritis reumatoidea o en artritis gotosa aguda entre otros. Al estudiar una muestra procesada paraconocer su concentración de sus activos, Acetato de Metilprednisolona y Clorhidrato de Lidocaína, se procede por la técnica de cromatografía de líquidos usando Prednisona como sustancia de referencia. Al realizar la experimentación y optimizar las condiciones, se obtiene la siguiente información: Muestra estándar Para la solución de referencia se pesaron 159.0mg pasándolos en un matraz de 25mL llevando al aforo con cloroformo. Luego, para la preparación de la muestra, se agito el frasco hasta homogeneizar su contenido. En un matraz volumétrico de 25 ml, se transfiere 1.0 ml de muestra, 10 ml de solución de referencia, diluyendo con cloroformo a volumen. Con una pipeta pasteur se retira la capa superior y de la capa inferior, se pasan 2.0 ml a un recipiente adecuado, se agregan 15 ml de cloroformo y 200 mg de sulfato de sodio anhidro NOTA: (El Sulfato de sodio anhidro no se solubiliza, se utiliza pala eliminar la humedad). Al inyectar un volumen similar al de la muestra estándar resultaron los datos siguientes: Muestra Problema ¿Qué cantidad en mg/mL de Acetato de Metilprednisolona y Clorhidrato de Lidocaina contiene la muestra sometida al análisis? Problemario de Cromatografia 21 Problema 37. Una muestra se analiza por cromatografía de líquidos con la finalidad de cuantificar los componentes que la forman; Para evaluar la composición, se inyectó un estándar múltiple; aparte, 10 mL de la muestra se evaporaron bajo corriente de aire y se reconstituyeron a 1 mL en un solvente adecuado. Después de inyectar al HPLC se obtuvieron los siguientes resultados: Calcular la composición porcentual de la muestra. Problemario de Cromatografia 22 Problema 38. Para conocer el contenido de Tiamina HCl y Piridoxina HCl en un multivitaminico, se lleva a cabo un análisis por HPLC. Después de tener la columna, longitud de onda y condiciones cromatográficas apropiadas, se procedió a preparar el estándar de la siguiente forma: Se transfirió a un matraz volumétrico de 100 mL una cantidad de 10.5 mg de estándar de referencia de Clorhidrato de piridoxina de 98.7 % de pureza y 21.8 mg de Clorhidrato de tiamina de 91.6% de pureza exactamente pesados. Se disolvió perfectamente con 80 ml de agua, y finalmente se llevó a volumen con el mismo diluente y se mezcló. Preparación de la muestra: Del lote del multivitaminico a analizar, se seleccionaron no menos de 20 ampolletas al azar y se vació su contenido en un envase, se transfirió una alícuota de 4.0 ml a un matraz volumétrico de 100 ml, se agregaron 70 ml de agua para disolver, y se llevó a volumen con el mismo diluente agitándose al final. Luego se tomó una alícuota de 10.0 ml, se transfirió a un matraz volumétrico de 100 ml, llevándose a volumen con agua y mezclar perfectamente. Después de inyectar volúmenes iguales de la Preparación del estándar y de la Preparación de la muestra, de acuerdo a las condiciones descritas, se obtuvo lo siguiente: a) Calcular el contenido de Clorhidrato de Tiamina y Clorhidrato de Piridoxina en la muestra, en mg/2mL. Problema 39. Para determinar el contenido de glibenclamida (fármaco empleado en pacientes diabéticos para controlar los niveles de glucosa en sangre) en una muestra plasmática. Un estándar con 200 ng/mL de glibenclamida generó un pico de 5180 unidades de área al ser inyectado en un HPLC con detección UV. Para examinar la muestra se mide 1 mL de plasma y se extrae con 3 mL de cloroformo, se evapora a sequedad y se reconstituye con 250 [L de fase móvil. Al inyectar un volumen igual al del estándar, se obtuvieron los datos siguientes: Calcule el contenido de glibenclamida en la muestra reportando en [g/mL de plasma. Problemario de Cromatografia 23 Problema 40. a) Sabiendo que, a un caudal de 1 ml/min, el pico cromatográfico de la serotonina presenta un tiempo de retención de 4.2 min y una anchura a media altura de 30 s, calcule el factor de capacidad, el número de platos y la altura equivalente de plato teórico para una columna de 10 cm de longitud y 1.8 mL de volumen muerto b) Para medir serotonina (5-hidroxitriptamina) por el método del patrón interno, a una alícuota de 1.0 mL de una disolución de concentración desconocida se le añade 1 mL de una disolución que contiene 30 ng de N-metil- serotonina (patrón interno). Esta mezcla se trata adecuadamente para eliminar interferencias y se inyectan 10 [L de la muestra, obteniéndose un área de 2573832 para la serotonina y de 1719818 para la N- metilserotonina. Cuando se inyectó un volumen equivalente de una mezcla que contenía 5 ng de serotonina y 5 ng de N-metil-serotonina se obtuvieron áreas de 30885982 y 30956727 respectivamente. Calcular la cantidad de serotonina en ng en la muestra original PROBLEMARIO DE POTENCIOMETRIA Problemario de Potenciometría 24 I.INTRODUCCIÓN A LA ELECTROQUIMICA Problema 41. a) Considerar que las siguientes especies estan en condiciones estandar, ordenar en orden de fuerza creciente como agentes oxidantes en una disolucion acida (segun su E°): a) Cr2O7 2- , H2O2, Cu 2+ , Cl2, O2. b) Disponga tambien las especies siguientes en orden de fuerza creciente como agentes reductores en disolucion acida: Zn, I - , Sn 2+ , H2O2, Al. Problema 42. Para determinar si el ion Fe+3(0.025M) oxida espontáneamente al Fe(CN)6 -4 (0.4M) formando Fe(CN) 6-3 (0.16M) se proponen las semireacciones que ocurren en la celda . Indique: a) Quien es el anodo y quien es el catodo? b) Proponga la reaccion global de la celda. c) Determine el potencial de la celda en condiciones estandar y su respectiva fem. d) Indique si la reaccion es: espontanea o no espontanea. e) Es una celda galvanica o electrolitica? Problema 43. ¿Cuál es la reaccion de la siguiente celda, y su respectiva fem? .Es espontanea la reacción? Suponga que se trata de sistemas acuosos. Proponga las semirreacciones que ocurren en cada electrodo y sus respectivos potenciales en condiciones estandar. Indique: .Quien es el anodo y quien es el catodo? Determine el potencial de la celda en condiciones estandar. .Es una celda galvanica o electrolitica? Problemario de Potenciometría 25 II. POTENCIOMETRÍA DIRECTA Problema 44. Para determinar el contenido de calcio en un agua de caldera, se utilizo un electrodo de ion selectivo (ISE) para iones calcio. El electrodo responde segun la siguiente expresion: Dónde: [Ca 2+ ] es la concentracion en M y E es el potencial en voltios. Se toman 10 mL del agua y se aforan a 100mL. Al sumergir el electrodo, se toma una lectura de 790 mV. .Que concentracion de calcio en ppm tiene el agua de la caldera?. Datos útiles: PA Ca: 40 g/mol. Problema 45. Para conocer el contenido de litio en dos pilas Li-Cd de dos telefonos celulares diferentes, se pesaron 1.256 g y 1.114 g respectivamente del electrolito interno de cada una, se disolvieron en una solucion acidificada hasta un volumen de 250 mL y despues se tomaron 5 mL de esta solucion y se diluyeron a 50 mL. Para el analisis se utilizó un electrodo selectivo para el ion litio, dando los potenciales que se muestran abajo para cuatro soluciones estandar de LiCl y los de las soluciones problema: Problemario de Potenciometría 26 Problema 46. Para determinar el ion potasio (K + ) por el “metodo potenciometrico directo” con un determinado electrodo de ion selectivo, se preparó una serie de estandares, se adiciono el TISAB (solución liberadora de complejos y ajustadora de fuerza ionica) y al leer el potencial frente a un electrodo de referencia adecuado, los siguientes resultados fueron obtenidos: Una muestra de 40 mL es tratada en las mismas condiciones (alicuota, TISAB, par de electrodos, instrumento y condiciones de temperatura) y posteriormente se adicionan 20 mL de H2O destilada, obteniendose el valor de - 250 mV. .Que concentracion del ion potasio en mg/L contiene la muestra? Problema 47. El fluoruro en una pasta dental se determino por potenciometria directa, empleando un electrodo selectivo acoplado a un SCE. Se pesaron 5.846 g de la pasta, se disolvio y diluyo hasta un volumen de 250 mL. Una alicuota de 10 mL se llevo a un balon volumetrico de 250 mL, se le anadio 2.5 mL de solucion 1M de NaCl y se completo el volumen. La solucion resultante genero un potencial de 45.6 mV Si el electrodo responde segun la siguiente expresion: donde [F-] es concentracion en moles/L y E es el potencial en voltios, calcular los mg de fluor por cada 100 g de la pasta. (PA Fluor = 19) Problemario de Potenciometría 27 Problema 48. Se desea saber si el agua de una pecera es apta para colocar peces en ella. Se sabe que la dosis letal para la mayoria de los peces es de 1 mg/L para el amoniaco; Para analizar el agua, se utilizo un electrodo selectivo para amoniaco y se mide el voltaje de una muestra de 100 mL de agua, el cual fue de 339 mV. Aparte, se preparo una curva de calibracion, obteniendose los siguientes resultados: Calcule la concentracion de amoniaco en el agua, en ppm, y determine si el agua es apta para los peces. Problema 49. Para evaluar si el agua de una pecera es apta para colocar peces en ella, se emplea una técnica potenciometrica. Se sabe que la dosis letal de amoniaco, para la mayoria de los peces es de 1 mg/L; a ecuacion que describe el comportamiento del amoniaco es: donde [NH3] es concentracion en M y E es el potencial en milivoltios. Para analizar el agua, se utilizo un electrodo selectivo para amoniaco. Se miden 50.0 mL de agua de la pecera y se completa a 100 mL con agua destilada, posteriormente se mide el voltaje, resultando 0.279 V. Calcule la concentracion de amoniaco en el agua de la pecera, expresado en mg/L, y determine si el agua es apta para los peces. Problemario de Potenciometría 28 Problema 50. Para determinar el Ion Fluoruro por el metodo potenciometrico directo con un determinado electrodo de ion selectivo, se preparo una serie de estandares, se adiciono el TISAB (solucion liberadora se complejos y ajustadora de fuerza ionica) y al leer el potencial frente a un electrodo de referencia adecuado, los siguientes resultados fueron obtenidos: Si una muestra al ser tratada en las mismas condiciones (alicuota, solucion TISAB, par de electrodos, instrumento y condiciones de temperatura) el valor que presenta es de -125 mV. Que concentracion de ion Fluoruro en mg/L contiene la muestra? Problemario de Potenciometría 29 III. TITULACIONES POTENCIOMÉTRICAS Problema 51. Cual era el contenido de torio (en mg) de una muestra que necesito 35.0 ml de H2C2O4 0.0200 M para precipitar todo el oxalato de torio, Th(C2O4)2? Datos útiles: PA Th: 232 g/mol Problema 52. Para neutralizar completamente 1.1208 g de una muestra impura de oxido de calcio se requirio de un volumen de equivalencia de 20.8 mL de acido clorhidrico 0.8231N .Cual es la pureza expresada como CaO? Problema 53. Cuando se pone en contacto aluminio metalico con acido sulfurico, se forma sulfato de aluminio y se desprende hidrogeno. .Que volumen de una disolucion de acido sulfurico 1.40 M se necesita para reaccionar exactamente con 100 g de Al? Plantee la reaccion y resuelva el problema. Problemario de Potenciometría 30 Problema 54. Cuando se titula dioxido de manganeso con acido oxalico en presencia de acido sulfurico, la reaccion es: MnO2 + H + + H2C2O4 → CO2 + H2O + Mn +2 (sin balancear) .Que peso de dioxido de manganeso es reducido por 35 ml de acido oxalico 0.16 N? Problema 55. Una muestra de 48.4 ml de una solucion de HCl necesita 1.24 g de CaCO3 puro para su neutralizacion completa. Calcular la normalidad del acido. Problema 56. Una reaccion empleada para generar cloro en el laboratorio involucra como reactivos al dicromato de potasio y al ion cloruro: Cr2O7 −2 + Cl − + H + → Cr +3 + Cl2 + H2O (sin balancear) a) Que volumen de K2Cr2O7 0.40 N se necesita para liberar el cloro de 1.20 g de NaCl? b) Cuantos gramos de dicromato de potasio se necesitan? c) Cuantos gramos de cloro se liberan? d) Cuantos mililitros de cloro se liberan a condiciones estandar? Problemario de Potenciometría 31 Problema 57. Una muestra de 250 mg de un acido solido se disolvio en agua y fue neutralizado exactamente por 40 ml de una base 0.125 N. .Cual es el peso equivalente (g/eq) del acido? .Se podria saber el peso molecular? Problema 58. Para determinar los alcaloides totales en tabaco (Nicotina tabacum), se pesan 3.0421 g de una muestra, se adicionan 15 mL de una solucion saturada de Ba(OH)2, luego se vierten 100 mL de una mezcla de tolueno- cloroformo (90:10) dejando reposar 20 minutos , se filtran 20 mL de la capa organica y se pasa aire sobre la superficie para eliminar NH3 libre, se introducen los electrodos y se titula con HClO4 0.1012 N (en ac. acetico glacial), los datos obtenidos son : Si los alcaloides predominan son dibasicos : la nicotina ( mayoritaria ) y la nornicotina ( de estructura casi identica ) y atendiendo a la reaccion implicada: C10H14N2 + 2H + → [C10 H16 N2] ++ ¿Que cantidad de alcaloides totales contiene la muestra estudiada, como nicotina , en %? Problemario de Potenciometría 32 Problema 59. El potenciograma mostrado abajo pertenece a la titulacion potenciometrica de una muestra de desinfectante bucal a base de yodo. Se tomo una alicuta de este de 5 mL y se aforo a 100 mL. La titulacion se llevo a cabo con una solucion valorada de AgNO3 1.355 mN. Calcular el contenido de yodo en g/100mL de desinfectante bucal Rxn: I2 + 2e - = 2I Problema 60. Una tableta que contiene vitamina C se disuelve en suficiente agua y se titula con una solucion 0.10 N de NaOH. La vitamina C es el acido ascorbico, y la reaccion involucrada es: Si la tableta peso 625 mg, a) Cual es el % de vitamina C en el medicamento? b) Determinar el valor de las constantes de ambas disociaciones del acido, pKa1 y pka2 Problemario de Potenciometría 33 Problema 61. El acido sulfhidrico (H2S) de un aire contaminado se atrapa en un tubo de absorcion, a traves del cual se hacen pasar 8.0 m 3 de aire, luego se desorbe el H2S con acido y se titula con yodo 0.0220N en una titulacion redox: I2 + H2S = S + 2HI Se obtiene un Veq = 2.2 mL. Calcular la concentracion de H2S en ug/m 3 Problema 62. Se desea conocer la acidez de un vino tinto, para lo cual se realizo una titulacion potenciometrica. 10 mL de la muestra de vino tinto se valoraron utilizando NaOH 0.1 M, al graficar el volumen de titulante vs. La primera derivada del potencial respecto al volumen, se obtuvo el siguiente grafico: Reporte la acidez total expresada como gr de acido tartarico/L de vino. La reaccion de titulacion es: Problemario de Potenciometría 34 Problema 63. Se desea conocer la acidez de una sidra de manzana; para ello, se toma una alicuota de 50 mL, y para eliminar el CO2 se hierve por un minuto y se enfrian a temperatura ambiente. Se agregan aprox. 100 mL de agua destilada y se titula con NaOH 1.0N empleando un electrodo de vidrio/calomel: se obtienen los siguientes datos: Si la densidad de la sidra es de 0.8654 g/cm 3 , reporte el porcentaje de acidez, expresado como ácido tartárico. La reacción de neutralización es la siguiente: Problemario de Potenciometría 35 Problema 64. Se analiza una tableta de 650 mg de un producto de uso infantil que contiene vitamina C, se procede a triturar y se disuelve en 100 mL agua, se toma una alicuota de 25 mL y despues se titula con una solucion de NaOH 0.0170 N. Se conoce que la vitamina “C” es un acido diprotico y su masa molecular es 176 g/mol. Reporte los mg de vitamina C en la tableta. La etiqueta del producto indica un contenido de 100 mg de vitamina C en cada tableta, y se permite una variacion en este contenido de 90 a 105% El producto analizado cumple con la especificacion? Problema 65. Calcular la normalidad de una muestra desconocida de una base, de la cual se midieron primero 25 mL de la solucion problema, luego se depositaron en un vaso de precipitado y se le adicionaron 25 mL de H2O destilada, siendo estos titulados con HCl 0.1033 N obteniendose los siguientes datos: .Que tipo de base es? Problemario de Potenciometría 36 Problema 66. Calcular la normalidad de un acido, del cual se midieron 25 mL mas un volumen de H2O destilada de 15 mL aprox.; se le adiciono desde una bureta porciones de 1 mL de titulante de NaOH 0.1033N obteniendose los siguientes datos: ¿De que tipo de acido se trata? Problema 67. Al determinar la acidez presente en un liquido derivado de uvas, se empleo NaOH 0.1085 N y la tecnica potenciometrica. Al tomar una alicuota de 50.0 mL de muestra, adicionarle 50 mL de agua destilada y proceder a la titulacion, los datos obtenidos fueron los siguientes: ¿.Cuanta acidez expresada como tartrato acido de potasio en mg/100 mL, contiene la muestra? La estructura del compuesto es: Problemario de Potenciometría 37 Problema 68. Una muestra de 25 mL contiene 0.562 gr de NaHCO3. Esta muestra se utiliza para estandarizar una solucion de NaOH. En el punto de equivalencia se adicionaron 42.36 mL de NaOH. ¿Cual es la concentracion normal de NaOH? Problema 69. Una muestra de vinagre ha sido adulterada con acido clorhidrico. Se toman 36 mL de la muestra y se titulan con NaOH 0.1 M obteniendose los siguientes datos. Calcule: a) Cuantos gramos de HCl contiene la muestra? b) Cuantos gramos de CH3COOH contiene la muestra? c) Suponiendo que la densidad de la muestra es 1.03 g/cm 3 , calcule el porcentaje de HCl. PROBLEMARIO DE CONDUCTIMETRIA Problemario de Conductimetría 38 Problema 70. Una muestra de 800 mg de BaSO4 puro se disolvió en agua y fue neutralizado exactamente por 41 mL de sulfato de sodio 0.1672 N. ¿Cuál es el peso equivalente (g/eq) de la muestra de sulfato? a) 0.1167 b) 233.4 c) 0.008569 d) 116.7 Problema 71. ¿Cuántos mL de BaCl2 0.25 M se necesitan para precipitar todo el ion sulfato presente en 20 mL de una solución que contiene 100 g/L de Na2SO4? a) 56.3 b) 65.3 c) 8 d) 35.2 Problema 72. Una muestra de 3.4601g de un condimento alimenticio líquido fuertemente coloreado, fue analizada conductivamente para conocer su contenido de NaCl, para lo cual se emplea AgNO3 0.6506 N como solución titulante. Los resultados obtenidos fueron: ¿Qué cantidad de NaCl contiene en g/100 g del condimento? Problemario de Conductimetría 39 Problema 73. Para estudiar el contenido de ácido acetilsalicílico (AAS, C9H8O4) en una aspirina, se pesan 0.7372 g de la muestra pulverizada, se adicionan exactamente 25 mL de NaOH 0.4982N y se calienta a ebullición por 10 minutos, se enfría y se completa el volumen a 200 mL para someterla a una titulación conductimétrica empleando H2SO4 0.5112N para cuantificar el NaOH en exceso. Los datos obtenidos se presentan en la siguiente tabla Las reacciones que ocurren son Calcular el % de AAS en el medicamento. Problema 74. Una muestra con 2.2235 g conteniendo ácido benzoico se disuelve en un litro de agua. Una alícuota de 100 mL es titulada conductimétricamente con NaOH 1.0N y durante la valoración los siguientes datos son obtenidos Problemario de Conductimetría 40 Calcule la concentración de ácido benzoico en %. Problema 75. Una mezcla que se sabe contiene ácido acético y ácido clorhídrico se titula conductimétricamente con NH4OH 0.5 N. Se obtuvieron las siguientes lecturas relativas de conductividad de la solución en unidades arbitrarias. Calcule cuántos gramos de ácido clorhídrico y de ácido acético se encuentran presentes en la solución Problemario de Conductimetría 41 Problema 76. Una preparación para conservar el pan, contiene propionato sódico como ingrediente activo antihongos. Al ser estudiada por conductimetría titulándola con HCl 0.5322N, según la siguiente reacción: Los resultados al ser graficados presentan la figura siguiente: Si el peso de la muestra estudiada fue de 0.6926 g. ¿Qué % de propionato sódico contiene la preparación? Problema 77. Una solución coloreada conteniendo KCl, se titula conductimétricamente con AgNO3 0.5580 N y durante la valoración los siguientes datos son obtenidos: Considerando que la alícuota de la muestra analizada fue de 100 mL. Calcular la concentración de KCl en mg/L que contiene la muestra Problemario de Conductimetría 42 Problema 78. cidos que contienen son HCl 0.05 N y CH3 cido contenido en la n valorada de NaOH ndose los siguientes resultados a) n. b) Determine la cantidad de cido presente en la mezcla. Problemario de Conductimetría 43 Problema 79. Para realizar la cuantificación de los aniones de sulfatos en suelos salinos, se hace la validación de la técnica de titulación conductimétrica adecuada. Un extracto de 8.2843 g de pasta saturada, previamente seca en estufa a 104ºC, es disuelto con agua destilada a 100 mL. Posteriormente es tomada una alícuota de 25 mL y se afora con otros 25 mL más. Finalmente 5 mL de esta solución son transferidos a un vaso de precipitados y se adicionan aproximadamente 100 mL de agua para realizar su titulación. Los datos resultantes se grafican obteniéndose el conductigrama siguiente: ¿Cuál es el contenido de sulfatos como BaSO4 en g/10 g de pasta saturada? Problema 80. El ácido glutámico es un aminoácido neurotóxico que se utiliza en todos los productos alimenticios proteicos hidrolizados. Es considerado entre las sustancias más importantes para la corteza gris del cerebro y ayuda a mejorar la inteligencia. Para determinar su contenido en un producto comercial, se esan 825 mg de muestra y se diluyen con agua destilada a 50 mL. Una alícuota de 10 mL se transfiere a un vaso de precipitados y se adicionan aproximadamente 50 mL de agua destilada para realizar la titulación conductimétrica con una base adecuada. Los datos resultantes se grafican obteniéndose los datos siguientes: Problemario de Conductimetría 44 Si el peso molecular del ácido glutámico es 131.2 g/mol y solamente se titula el H+ del grupo carboxilo. ¿Cuál es el % de ácido glutámico contenido en la muestra? PROBLEMARIO DE AMPEROMETRIA Y COULUMBIMETRIA Problemario de Amperometria y Coulombimetria 45 I. COULUMBIMETRIA Problema 81. En la determinación de tioles presentes en un residuo industrial, se emplea la técnica de coulombimetría con las siguientes condiciones: corriente 10.6 mA (constante), tiempo 3 min 57.2 s. Si la reacción que ocurre es: Ag + R-SH = R-Sag + H + + e - donde R-SH es el tiol Teniendo en cuenta que el volumen de la muestra analizada fue de 100 Ml. ¿Qué cantidad de tioles totales como etanotiol CH3CH2SH en mg/L contiene la muestra del residuo industrial? Problema 82. A un potencial de -1.0 V vs. SCE, el CCl4 en metanol se reduce en un electrodo de mercurio de la siguiente forma: 2 2 3 ) l ( - + 4 Cl Hg + CHCl 2 Hg 2 + e 2 + H 2 + CCl 2 ?¬ A los -1.8 V el CHCl3 se reduce a metano: 2 2 4 - + 3 Cl Hg 3 + CH 2 Hg 6 + e 6 + H 6 + CHCl 2 ?¬ Se disolvió en metanol una muestra de 0.750 gr que contiene CCl4, CHCl3 y especies orgánicas inertes y se sometió a electrólisis a -1.0 V hasta que la corriente se aproximó a cero. Un coulombímetro indicó que se necesitaron 11.63 C para completar la reacción. Después, se ajustó el potencial del electrodo a -1.8 V, necesitándose 68.6 C más para esta nueva condición. a) Calcule el % de CCl4 y CHCl3 en la mezcla. Problemario de Amperometria y Coulombimetria 46 Problema 83. En la determinación coulombimétrica del ión permanganato mediante la generación de Fe 2+ a partir de Fe 3+ , todo el permanganato se redujo a Mn 2+ por medio de una corriente constante de 2.5 mA durante 10 minutos 27 segundos. a) Escribir las reacciones de oxidación y reducción correspondientes. b) Calcular la molaridad del permanganato (MnO4 - ) si el volumen inicial era de 25 mL. Problema 84. Se tomó una muestra de 5 mL de Brandy y se diluyó a un litro. El etanol contenido en una alícuota de 25 ml se destiló en 50 mL de dicromato de potasio 0.02 M oxidándose ácido acético por calentamiento. Después de enfriar el matraz se añadieron 20 mL de Fe 2+ 0.1253 M. El exceso de Fe 2+ se tituló en un coulombímetro requiriendo 4.36 minutos de aplicación de una corriente de 110 mA. Calcule el porcentaje en peso sobre volumen de alcohol en el Brandy. %=40.38 Problemario de Amperometria y Coulombimetria 47 II. AMPEROMETRIA Problema 85. Se pesó 1.037 g de una sal hidratada de aluminio (AlCl3∙3H2O, 98.7% de pureza) para usarla como referencia en un análisis de humedad por el método amperométrico. Calcular el contenido de agua en la sal en mg Problema 86. En una cantidad de AlCl3∙3H2O se encontraron 129.4 mg de agua de hidratación. Si el volumen de solución Karl- Fisher utilizado para titular esa cantidad de agua fue de 10.29 mL, calcular el factor Karl-Fisher Problema 87. Una muestra de azúcar recién salida del proceso en un ingenio fue analizada para saber su contenido de humedad mediante el método de Karl-Fisher. La muestra pesó exactamente 2.00 g y requirió de 3.82 mL del reactivo para notar el cambio de corriente en el amperímetro. Si el factor de la solución Karl-Fisher fue de 11.23, calcular el % de humedad en la azúcar Problemario de Amperometria y Coulombimetria 48 Problema 88. Para evaluar el contenido de sulfatos en un río, se realizó un muestreo adecuado y de la muestra final se tomó una alícuota de 25 mL del agua del río. Al titularse la muestra amperométricamente con una solución de Pb 2+ 0.0108 M, se obtuvo el siguiente gráfico: La reacción de titulación es: SO4 2- + Pb 2+ = PbSO4 (s). Calcular el contenido de sulfatos en el agua del río en mg/L. PROBLEMARIO DE POLAROGRAFIA Problemario de Polarografia 49 Problema 89. Se toma una muestra de sangre a un trabajador de una empresa que se dedica a recargar acumuladores automotrices. Se usa un polarógrafo para el análisis de plomo en sangre, con las siguientes características: coeficiente de difusión del plomo = 8.35 x 10 -6 cm 2 /seg, flujo másico del mercurio = 33.1 mg/s y el tiempo de goteo de 0.08 min. Se digiere una muestra de 30 mL y se analiza, obteniéndose una corriente de difusión de 0.39 µA. ¿Cuál es el contenido de plomo en la sangre del trabajador en ppm? Problema 90. El potasio puede determinarse polarográficamente por formación de tetrafenilborato (III) de potasio, el cual se disuelve en N, N-dimetil-formamida. Como electrólito de soporte se usa yoduro de tetrabutilamonio. Las impurezas del potasio en una sal de sodio se investigaron por disolución de 0.3 gr de la sal en 20 mL del disolvente, adición de tetrafenilborato y del electrólito de soporte y dilución a 50 mL. Se obtuvo una corriente de difusión de 5.32 µA. Se agregaron 10 mL de una solución estándar de potasio 6.0 × 10 -4 M y se produjo una corriente de difusión de 6.4 µA. Calcule el %de potasio en la muestra. Problemario de Polarografia 50 Problema 91. Se prepara una muestra de lodo de una planta de tratamiento de aguas residuales de la siguiente forma: Se pesan 2.5 gramos y se digieren durante 3 horas en agua regia. Después, el licor obtenido se afora a 500 mL y se toma una alícuota apropiada para analizarla por polarograf`ia. A esta muestra se le adiciona 1mL de solución estándar de arsénico (V) y del ion Hg2 2+ de concentracion 1mg/mL para ambos y se analiza de nuevo. Se muestran los polarogramas antes y después de la adición. a) Identificar y obtener el E1/2 de cada ion. b) Calcular el contenido de arsénico (V) en la muestra y reportarlo en mg/muestra.