tag:blogger.com,1999:blog-80770144128401918032024-02-19T17:39:07.416-08:00disolucion y precipitacion de solidosJESUS FLOREZhttp://www.blogger.com/profile/09596257469741891185noreply@blogger.comBlogger6125tag:blogger.com,1999:blog-8077014412840191803.post-6417932727674927762011-06-20T10:25:00.001-07:002011-06-20T10:27:05.169-07:00tablas del producto de solubilidad<img height="640" src="http://www.utim.edu.mx/~navarrof/Docencia/QuimicaAnalitica/MatAuxiliar/kps1.jpg" width="391" /><img height="640" src="http://www.utim.edu.mx/~navarrof/Docencia/QuimicaAnalitica/MatAuxiliar/kps2.jpg" width="336" />JESUS FLOREZhttp://www.blogger.com/profile/09596257469741891185noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8077014412840191803.post-22122369170879347802011-06-18T14:02:00.000-07:002011-06-24T14:09:29.611-07:00problemas resueltos<div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><i>1. </i>Las constantes de solubilidad para el AgCl y CaF<sub>2</sub> a 25 ºC son K<sub>S</sub>=3·10<sup>-10</sup> y K<sub>S</sub>=3·10<sup>-11</sup>, respectivamente. Calcúlense las solubilidades de ambas sales en agua pura.</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><i>2. </i>La constante de solubilidad para el AgCl a 25 ºC es K<sub>S</sub>=3·10<sup>-10</sup>. Calcúlense las solubilidades de esta sal en disoluciones 10<sup>-3</sup> M y 10<sup>-5</sup> M de NaCl.</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><i>3. </i>La constante de solubilidad para el CaCO<sub>3</sub> a 25 ºC es pK<sub>S</sub>=8.3. Calcúlese la solubilidad de esta sal en agua pura y compárese con la que tendría teóricamente si el carbonato no reaccionase con el agua (es decir, no se diera la hidrólisis del carbonato).</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><i>4. </i>Las constantes de solubilidad a 25 ºC para el CaCO<sub>3</sub> y MgCO<sub>3</sub> son, respectivamente, pK<sub>S</sub>=8.3 y pK<sub>S</sub>=4.4. Calcúlense las solubilidades de estas sales en agua pura en equilibrio con una atmósfera promedio (P<sub>CO</sub><sub>2</sub>=10<sup>-3.5</sup> atm, pK<sub>H</sub>=1.46) cuando se disuelven conjuntamente.</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><i>5. </i>La constante de solubilidad para el CaCO<sub>3</sub> a 25 ºC es pK<sub>S</sub>=8.3. Calcúlese el pH al que precipitará esta sal al disolver 2·10<sup>-4</sup> mol l<sup>-1</sup> a) en agua pura aislada de la atmósfera; b) en agua pura en equilibrio con una atmósfera promedio (P<sub>CO</sub><sub>2</sub>=10<sup>-3.5</sup> atm, pK<sub>H</sub>=1.46); c) en una disolución 1·10<sup>-4</sup> M de CaCl<sub>2</sub> (totalmente soluble).</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><i>6. </i>La constante de solubilidad para el CaCO<sub>3</sub> a 25 ºC es pK<sub>S</sub>=8.3. Establézcase si un depósito de 10 m<sup>3</sup> de agua abierto a la atmósfera (P<sub>CO</sub><sub>2</sub>=10<sup>-3.5</sup> atm, pK<sub>H</sub>=1.46), con una concentración total de iones Ca<sup>2+</sup> de a) 5·10<sup>-3</sup> M, b) 1·10<sup>-3</sup> M, precipitará carbonatos a si el pH del depósito es inicialmente 8.00. En caso afirmativo, calcúlese la cantidad de carbonato cálcico que precipita. En caso negativo, calcúlese la cantidad de carbonato sódico que habría que añadir para que comenzara la precipitación. Calcúlese también el pH final que tendría el agua en cada caso.</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"></span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><i>7. </i>La constante de solubilidad para el Fe(OH)<sub>3</sub> a 25 ºC es pK<sub>S</sub>=38.8. Calcúlese la solubilidad de esta sal en agua pura exenta de aire, la cantidad de sólido no disuelto, y el pH final que tendría el agua, al añadir 10<sup>-</sup></span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><sup><br />
</sup></span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><sup>8</sup> moles por litro de hidróxido férrico. Téngase en cuenta la formación de las siguientes especies solubles:</span></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"> FeOH<sup>2+</sup> = Fe<sup>3+</sup> + OH<sup>–</sup> pK=11.8 <img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/FeOH2+2.gif" /> = Fe<sup>3+</sup> + 2OH<sup>–</sup> pK=22.3</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/FeOH4-.gif" /> = Fe<sup>3+</sup> + 4OH<sup>–</sup> pK=34.4 </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"> solución:</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">1.</span>En primer lugar escribiremos los equilibrios de solubilidad para las sales:</div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"></span></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">AgCl(s) = Ag<sup>+</sup> + Cl<sup>–</sup> K<sub>S</sub>=[Ag<sup>+</sup>] [Cl<sup>–</sup>] S=[Ag<sup>+</sup>]=[Cl<sup>–</sup>]</div><div style="text-align: justify;">CaF<sub>2</sub> = Ca<sup>2+</sup> + 2 F<sup>–</sup> K<sub>S</sub>=[Ca<sup>2+</sup>] [F<sup>–</sup>]<sup>2</sup> S==[Ca<sup>2+</sup>]=[F<sup>–</sup>]/2</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Podemos sustituir las concentraciones iónicas expresándolas en función de la solubilidad:</div><div style="text-align: justify;">Para AgCl:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">K<sub>S</sub>=S<sup>2</sup> <img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_1_Sol1.gif" />= 1.73·10<sup>-5</sup> mol l<sup>-1</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Para CaF<sub>2</sub>:</div><div style="text-align: justify;">K<sub>S</sub>=Sx(2S)<sup>2</sup> <img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_1_Sol2.gif" /> mol L <sup>-1</sup></div><div style="text-align: justify;">Como puede verse, la solubilidad del CaF<sub>2</sub> es mayor que la del AgCl, a pesar de que la constante de solubilidad es menor. Ello se debe a que la disociación de una sal da lugar a más iones que la de la segunda.</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">2. Examinemos la disociación de las sales:</div><div style="text-align: justify;">AgCl(s) = Ag<sup>+</sup> + Cl<sup>–</sup> K<sub>S</sub>=[Ag<sup>+</sup>] [Cl<sup>–</sup>]</div><div style="text-align: justify;">NaCl(s) → Na<sup>+</sup> + Cl<sup>–</sup> </div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">El cloruro sódico se disocia totalmente y la concentración de cloruro corresponderá a la suma de la procedente del cloruro de plata (esto es, la solubilidad del AgCl) y a la aportada por el NaCl. Así pues, podemos escribir:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Ag<sup>+</sup>]= S</div><div style="text-align: justify;">[Cl<sup>–</sup>]=S+c</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Siendo <i>c</i> la concentración de NaCl. Sustituyendo en la expresión de K<sub>S</sub> se puede calcular la solubilidad. En el primer caso:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">S(S+10<sup>-3</sup>)=3·10<sup>-10</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Como S<<10<sup>-3</sup>, se puede despreciar en el término encerrado entre paréntesis y:</div><div style="text-align: justify;">S=3·10<sup>-7</sup> mol L <sup>-1</sup></div><div style="text-align: justify;">Que efectivamente es despreciable frente a 10<sup>-3</sup>.</div><div style="text-align: justify;">En el segundo caso tenemos,</div><div style="text-align: justify;">S(S+10<sup>-5</sup>)=3·10<sup>-10</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Ahora no se puede despreciar S frente a c, ya que de hacerlo quedaría S=3·10<sup>-5</sup>, mucho mayor que la concentraciónd e partida. Habría que resolver la ecuación de segundo grado:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">S<sup>2</sup> + 10<sup>-5</sup>S - 3·10<sup>-10 </sup>= 0</div><div style="text-align: justify;">La solución es:</div><div style="text-align: justify;">S=1.30·10<sup>-5</sup> mol L <sup>-1</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Alternativamente a esta formulación (que, por otro lado, es muy fácil de usar) se puede escribir una tabla simple para el sistema acuoso. En primer lugar tenemos que establecer como hemos hecho antes que, ya que hay una sola fuente de Ag<sup>+</sup>, la solubilidad buscada será la concentración de este ion. Por otra parte, las especies disueltas procedentes del agua no intervienen en el equilibrio, por lo que las ignoraremos. Así, tenemos las especies Ag<sup>+</sup>, Cl<sup>–</sup>, Na<sup>+</sup> y AgCl(s), y los componentes Cl<sup>–</sup>, Na<sup>+</sup> y AgCl. Escogemos este último como componente por el mismo motivo por el que lo hacíamos en el caso de los gases: una vez que hay algo de fase sólida es indiferente su cantidad, es decir, podemos no saber de qué concentración de sólido partimos, y por tanto no podemos establecer la cantidad de sólido en el equilibrio, al menos a priori. Con estos datos escribimos la tabla:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_2SolTabla.gif" /> </div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">El único balance molar interesante es el de Cl<sup>–</sup>:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">TOTCl<sup>–</sup>=-[Ag<sup>+</sup>]+[Cl<sup>–</sup>]=[NaCl]<sub>T</sub></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Ahora particularizamos para cada caso. En el primero:</div><div style="text-align: justify;">-[Ag<sup>+</sup>]+[Cl<sup>–</sup>]=10<sup>-3</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Podemos suponer que el término positivo es el dominante y:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Cl<sup>–</sup>]=10<sup>-3</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Sustituyendo en la constante de equilibrio:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Ag<sup>+</sup>]=3·10<sup>-10</sup>/10<sup>-3</sup>=3·10<sup>-7</sup> = S</div><div style="text-align: justify;">error en TOTCl<sup>– </sup>= -0.03%</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Para el segundo caso, </div><div style="text-align: justify;">-[Ag<sup>+</sup>]+[Cl<sup>–</sup>]=10<sup>-5</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Podemos suponer que el término positivo es el dominante y:</div><div style="text-align: justify;">[Cl<sup>–</sup>]=10<sup>-5</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Sustituyendo en la constante de equilibrio:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Ag<sup>+</sup>]=3·10<sup>-10</sup>/10<sup>-5</sup>=3·10<sup>-5</sup> </div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Resulta que el valor de Ag<sup>+</sup> sale mayor que el de Cl<sup>–</sup>, lo que no es posible (el balance molar sería negativo). Procedemos como hemos hecho otras veces modificando la concentración inicial:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Cl<sup>–</sup>]=10<sup>-5</sup>+3·10<sup>-5</sup>=4·10<sup>-5</sup></div><div style="text-align: justify;">[Ag<sup>+</sup>]=3·10<sup>-10</sup>/4·10<sup>-5</sup>=7.5·10<sup>-6</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">El error vuelve a ser muy alto. Si volvemos a corregir necesitaremos otras nueve iteraciones más para llegar a un valor dentro del 3% de error. Esto se debe a que las concentraciones buscadas son muy parecidas y el método de prueba y error no es el más idóneo. Para resolver el problema podemos escribir una concentración en función de la constante de solubilidad, y puesto que la solubilidad es igual a la concentración de ion plata:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"> <img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_2_Sol1.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Sustituyendo en el balance molar:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">que da lugar a la ecuación de segundo grado que vimos antes:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">S<sup>2</sup> + 10<sup>-5</sup>S - 3·10<sup>-10 </sup>= 0</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">de solución:<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_2_Sol2.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">S=1.30·10<sup>-5</sup> mol L <sup>-1</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">3. La disociación de la sal en agua sería:</div><div style="text-align: justify;"><br />
CaCO<sub>3</sub>(s) = Ca<sup>2+</sup> + <img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />pK<sub>S</sub>=8.3</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Si esta fuese la única reacción posible, la solubilidad vendría dada por:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">S<sup>2</sup> = 10<sup>-8.3</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Con lo que </div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">S=7.08·10<sup>-5</sup> mol l<sup>-1</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Sería la solubilidad en ausencia de otras complicaciones. Sin embargo, en el medio hay iones H<sup>+</sup> y OH<sup>–</sup>, procedentes de la autionización del agua, que reaccionarán con el carbonato, por lo que tendremos que considerar las reacciones:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>=<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />+ H<sup>+</sup> pK=6.3</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />= <img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />+ H<sup>+</sup> pK=10.3</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">A partir de estas reacciones tenemos las especies H<sup>+</sup>, OH<sup>–</sup>, H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>,<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />, <img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />, Ca<sup>2+</sup> y CaCO<sub>3</sub>(s), y los componentes H<sup>+</sup>, <img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />y CaCO<sub>3</sub>(s). Se ha elegido el carbonato porque es el que disolvemos y cabe esperar que el pH sea básico y el sólido para aislarlo en una única ecuación. La tabla queda:</div><div style="text-align: justify;"><u><br />
</u></div><div style="text-align: justify;"><u>Balances molares</u>:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">TOTH<sup>+</sup>=[H<sup>+</sup>]-[OH<sup>–</sup>]+2[H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>]+[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]=0</div><div style="text-align: justify;">TOT<sup> </sup><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />=[H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>]+[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]+[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]-[Ca<sup>2+</sup>]=0</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="middle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_3SolTabla.gif" /> </div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Cabe esperar que el pH sea básico, ya que disolvemos carbonato y esta especie es una base, por lo que depreciaremos en principio las concentraciones de H<sup>+</sup> y de ácido carbónico. Así, los balances quedan:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]=[OH<sup>–</sup>]</div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>]=[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]+[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">En esta ecuación podemos despreciar el bicarbonato y:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>]=[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]</div><div style="text-align: justify;">Como</div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>]x[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]=10<sup>-8.3</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">la solución sería:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>]=[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]=7.08·10<sup>-5</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">De la primera expresión tenemos que:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_3_Sol1.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">que llevándolo a la constante de equilibrio de la disociación del bicarbonato y operando:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="middle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_3_Sol2.gif" /> <img align="middle" height="14" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/flecha.gif" width="20" /> [<img align="middle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />][H<sup>+</sup>]<sup>2</sup>=10<sup>-24.3</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Con esto podemos calcular el pH que corresponde a nuestra solución:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[H<sup>+</sup>]=8.41·10<sup>-8</sup> pH=10.08</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Ahora veamos los errores:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]=[OH<sup>–</sup>]=1.19·10<sup>-4</sup> >> [<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">lo que implica que no podemos despreciar la concentración de bicarbonato. Si despreciamos la de carbonato:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>]=<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_3_Sol1.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_3_Sol3.gif" /> <img align="absmiddle" height="14" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/flecha.gif" width="20" /> [H<sup>+</sup>]=10<sup>-10</sup> pH=10</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_3_Sol3.gif" />=5·10<sup>-5</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>]=<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_3_Sol1.gif" />=10<sup>-4</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">El error cometido al despreciar el carbonato es del 50%. Esto es porque el pH que se obtiene está en torno al pK. </div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Podemos corregir la concentración de calcio:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>]=1·10<sup>-4</sup>+5·10<sup>-5</sup>=1.5·10<sup>-4</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">despejamos el carbonato en la constante de solubilidad:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]=10<sup>-8.3</sup>/1.5·10<sup>-4</sup>=3.34·10<sup>-5</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Calculamos la concentración de protones:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_3_Sol4.gif" /> <img align="absmiddle" height="14" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/flecha.gif" width="20" /> [H<sup>+</sup>]=1.22·10<sup>-10</sup> pH=9.91</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]=[OH<sup>–</sup>]=8.20·10<sup>-5</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>]=8.20·10<sup>-5</sup>+3.34·10<sup>-5</sup>=1.15·10<sup>-4</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">que sigue siendo muy diferente de la inicial. Usando este valor de nuevo:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]=10<sup>-8.3</sup>/1.15·10<sup>-4</sup>=4.36·10<sup>-5</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_3_Sol4.gif" /> <img align="absmiddle" height="14" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/flecha.gif" width="20" /> [H<sup>+</sup>]=1.07·10<sup>-10</sup> pH=9.97</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]=[OH<sup>–</sup>]=9.35·10<sup>-5</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>]=9.35·10<sup>-5</sup>+4.36·10<sup>-5</sup>=1.37·10<sup>-4</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Como puede verse los valores de pH siguen la secuencia 10, 9.91, 9.97. Esto es, aunque el método converge, lo hace muy lentamente, esto es, hay que emplear muchas iteraciones hasta que se consiga una solución. Podemos acelerar la convergencia tomando para la siguiente iteración el promedio de los valores anteriores:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">pH=(9.91+9.97)/2=9.94</div><div style="text-align: justify;">[H<sup>+</sup>]=1.15·10<sup>-11</sup></div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]=[OH<sup>–</sup>]=8.70·10<sup>-5</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_3_Sol3.gif" />=3.79·10<sup>-5</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>]=8.70·10<sup>-5</sup>+3,79·10<sup>-5</sup>=1.25·10<sup>-4</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Con este valor:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]=10<sup>-8.3</sup>/1.25·10<sup>-4</sup>=4.01·10<sup>-5</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_3_Sol4.gif" /> <img align="absmiddle" height="14" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/flecha.gif" width="20" /> [H<sup>+</sup>]=1.12·10<sup>-10</sup> pH=9.95</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Como el pH difiere sólo una centésima del anterior, el proceso de cálculo debe haber acabado. Podemos comprobarlo:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]=[OH<sup>–</sup>]=8.93·10<sup>-5</sup></div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>]=8.93·10<sup>-5</sup>+4.01·10<sup>-5</sup>=1.29·10<sup>-4</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Este valor difiere del anterior sólo en un 3% y estaría dentro del error admitido. </div><div style="text-align: justify;">Alternativamente, se pueden sustituir todas las especies por su expresión en función de la concentración de protones:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>]=[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]+[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]=<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_3_Sol5.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">y llevándolo a la constante de solubilidad:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_3_Sol6.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">que da lugar a la ecuación:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">10<sup>30</sup> [H<sup>+</sup>]<sup>4</sup>- [H<sup>+</sup>]-10<sup>-10.3</sup> =0</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Resolviendo obtenemos la solución:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[H<sup>+</sup>]=1.13·10<sup>-10</sup> pH=9.95</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">que es esencialmente igual a la obtenida por el otro método.</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">La solubilidad será igual a la concentración de ion calcio disuelto: 1.29·10<sup>-4</sup>, casi el doble de la que se obtenía bajo el supuesto de que la sal es inerte.</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">4. La disociación de las sales son:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">CaCO<sub>3</sub>(s) = Ca<sup>2+</sup> + <img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />pK<sub>S</sub>=8.3</div><div style="text-align: justify;">MgCO<sub>3</sub>(s) = Mg<sup>2+</sup> + <img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />pK<sub>S</sub>=4.4</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Además hay que considerar el equilibrio de solubilidad del CO<sub>2</sub>, con lo que </div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>]=10<sup>-1.46</sup>x10<sup>-3.5</sup>=10<sup>-4..96</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Además hay que tener en cuenta las disociaciones sucesivas del ácido carbónico:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>=<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />+ H<sup>+</sup> pK=6.3</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />= <img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />+ H<sup>+</sup> pK=10.3</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Si añadimos a las reacciones anteriores la autoionización del agua, podemos construir una tabla con las especies: H<sup>+</sup>, OH<sup>–</sup>, CO<sub>2</sub>(g), H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>,<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />, <img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />, Ca<sup>2+</sup>, CaCO<sub>3</sub>(s), Mg<sup>2+</sup> y MgCO<sub>3</sub>(s), y los componentes H<sup>+</sup>, CO<sub>2</sub>, CaCO<sub>3</sub> y MgCO<sub>3</sub>, con lo que la tabla queda:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_5SolTabla.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">El balance molar del protón es:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">TOTH<sup>+</sup>=[H<sup>+</sup>]-[OH<sup>–</sup>]-[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]-2[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]+2[Ca<sup>2+</sup>] +2[Mg<sup>2+</sup>] =0</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Supondremos, como en el problema anterior que:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"> [Ca<sup>2+</sup>]+[Mg<sup>2+</sup>] =[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]/2</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Por otro lado</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>][<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]=10<sup>-8.3</sup> </div><div style="text-align: justify;">[Mg<sup>2+</sup>][<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]=10<sup>-4.4</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Dividiendo término a término:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_5_Sol1.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">con lo que podemos despreciar la concentración de calcio frente a la de magnesio. Además:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_5_Sol2.gif" /> <img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_5_Sol3.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Sustituyendo en la constante de solubilidad del MgCO<sub>3</sub>:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_5_Sol4.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">La solución es:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[H<sup>+</sup>]=2.67·10<sup>-10</sup> pH=9.57</div><div style="text-align: justify;">[OH<sup>–</sup>]=3.75·10<sup>-5</sup></div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]=2.06·10<sup>-2</sup> [<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]=3.86·10<sup>-3</sup></div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>]=1.30·10<sup>-6</sup> [Mg<sup>2+</sup>]=1.03·10<sup>-2</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Estos valores originan una diferencia entre los términos positivos y negativos de TOTH<sup>+</sup> del 36%, muy elevado, debido a que la concentración de carbonatos a este pH es apreciable. </div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Tendremos que considerar la concentración de carbonato, con lo que:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"> [Mg<sup>2+</sup>] =[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]+ [<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]/2</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_5_Sol5.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Sustituyendo en la ecuación anterior:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_5_Sol6.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">La solución es:</div><div style="text-align: justify;">[H<sup>+</sup>]=2.94·10<sup>-10</sup> pH=9.53</div><div style="text-align: justify;">[OH<sup>–</sup>]=3.40·10<sup>-5</sup></div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]=1.87·10<sup>-2</sup> [<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]=3.19·10<sup>-3</sup></div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>]=8.97·10<sup>-7</sup> [Mg<sup>2+</sup>]=1.125·10<sup>-2</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Ahora la diferencia entre los términos positivos y negativos de TOTH<sup>+</sup> es del 0.3%. </div><div style="text-align: justify;">Las solubilidades de la sales son las concentraciones de los cationes.</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">5.La disociación de la sal en agua sería:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">CaCO<sub>3</sub>(s) = Ca<sup>2+</sup> + <img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />pK<sub>S</sub>=8.3</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Además hay que tener en cuenta las disociaciones sucesivas del ácido carbónico:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>=<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />+ H<sup>+</sup> pK=6.3</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />= <img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />+ H<sup>+</sup> pK=10.3</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Si toda la sal está disuelta, la concentración de iones calcio será la correspondiente a la cantidad de sal inicial:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>]=2·10<sup>-4</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Si hay precipitado, se debe cumplir que:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>][<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]=10<sup>-8.3</sup> </div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">La precipitación empezará justo cuando se den las dos condiciones simultáneamente. Por tanto, sustituyendo la concentración de calcio tenemos:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]=10<sup>-8.3</sup>/2·10<sup>-4</sup>=2.5·10<sup>-5</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Impondremos esta condición a cada uno de los casos:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">a) Como hemos disuelto 2·10<sup>-4</sup> M de carbonato y el sistema se encuentra aislado de la atmósfera, justo antes de precipitar esta será la suma de las concentraciones de las especies carbonatadas presentes en la disolución:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>]+[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]+[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]=2·10<sup>-4</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Como disolvemos una base, el pH será básico, por lo que podemos despreciar el ácido carbónico y sustituyendo,</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]=1.75·10<sup>-4</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Llevando las concentraciones a la segunda constante de disociación:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_6_Sol1.gif" />=7.16·10<sup>-12</sup> ( pH=11.15)</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Por encima de este valor de pH aumentará la concentración de carbonato y la sal precipitará. Por debajo de este pH la sal permanecerá totalmente disuelta</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">b) Hay que considerar el equilibrio de solubilidad del CO<sub>2</sub>: </div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>]=10<sup>-1.46</sup>x10<sup>-3.5</sup>=10<sup>-4..96</sup> </div><div style="text-align: justify;">Por otro lado</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_4_Sol1.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_4_Sol2.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Igualando esta concentración al valor anteriormente calculado:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[H<sup>+</sup>]=3.32·10<sup>-9</sup> pH=8.48</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">El pH es sensiblemente inferior al anterior porque ha aumentado la concentración total de especies carbonatadas debido a la disolución del CO<sub>2</sub>:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>]+[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]+[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]=10<sup>-4.96</sup>+1.66·10<sup>-3</sup>+2.5·10<sup>-5</sup>=1.70·10<sup>-3</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">c) En este caso:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>]=2·10<sup>-4</sup>+1·10<sup>-4</sup>=3·10<sup>-4</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]=10<sup>-8.3</sup>/3·10<sup>-4</sup>=1.67·10<sup>-5</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Operando como en el caso anterior:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_6_Sol2.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[H<sup>+</sup>]=4.06·10<sup>-9</sup> pH=8.39</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">6.</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"> Hay que considerar el equilibrio de solubilidad del CO<sub>2</sub>:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>]=10<sup>-1.46</sup>x10<sup>-3.5</sup>=10<sup>-4..96</sup> </div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Por otro lado</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_7_Sol1.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_4_Sol2.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Sustituyendo [H<sup>+</sup>]=10<sup>-8</sup> obtenemos la concentración de carbonato a este pH:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]=2.75·10<sup>-6</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Llevando este valor a la constante de solubilidad:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>]=10<sup>-8.3</sup>/2.75·10<sup>-6</sup>=1.82·10<sup>-3</sup>es la máxima concentración de iones calcio que admite el sistema.</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">En el caso a) la concentración de calcio es mayor que la máxima admisible, por lo que parte del calcio precipitará, modificando la concentración de carbonatos del sistema y modificando por tanto el pH. Para resolver este caso es necesario escribir la tabla definitoria del sistema. Para ello hay que considerar que partimos de una concentración de iones H<sup>+</sup> de 1·10<sup>-8</sup> M y que la concentración inicial de iones Ca<sup>2+</sup> puede provenir de la disolución de carbonato cálcico. Así, la tabla quedará como sigue (véase el problema 4.4):</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">TOTH<sup>+</sup>=[H<sup>+</sup>]-[OH<sup>–</sup>]-[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]-2[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]+2[Ca<sup>2+</sup>]=[H<sup>+</sup>]<sub>T</sub>=10<sup>-8</sup></div><div style="text-align: justify;"><sup><br />
</sup></div><div style="text-align: justify;"><img src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_7SolTabla.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">El pH final no será muy distinto del inicial, por lo que haremos las mismas aproximaciones que en los problemas anteriores y:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">2[Ca<sup>2+</sup>]-[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]=10<sup>-8</sup></div><div style="text-align: justify;"><sup><br />
</sup></div><div style="text-align: justify;">A la vista de la concentración máxima de calcio admitida a pH=8, podemos despreciar el término de la derecha y:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>]=[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]/2</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"> <img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_4_Sol3.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">La solución es:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[H<sup>+</sup>]=5.33·10<sup>-9</sup> pH=8.27</div><div style="text-align: justify;">[OH<sup>–</sup>]=1.88·10<sup>-6</sup> [<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]=1.03·10<sup>-3</sup></div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]=9.69·10<sup>-6</sup> [Ca<sup>2+</sup>]=5.16·10<sup>-4</sup></div><div style="text-align: justify;"><sup><br />
</sup></div><div style="text-align: justify;">Estos valores originan una diferencia entre los términos positivos y negativos de TOTH<sup>+</sup> del 1.1% (despreciando el término de la derecha), dentro del margen de error aceptable.</div><div style="text-align: justify;">Para saber la cantidad de sólido precipitado utilizamos otro balance molar:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">TOTCaCO<sub>3</sub>=[Ca<sup>+</sup>]+[CaCO<sub>3</sub>(s)]= [CaCO<sub>3</sub>]<sub>T</sub></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">De aquí tenemos:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[CaCO<sub>3</sub>(s)]=5·10<sup>-3</sup>-5.16·10<sup>-4</sup>=4.48·10<sup>-3</sup> mol L<sup>-1</sup></div><div style="text-align: justify;">Como el volumen es de 10 m<sup>3</sup>=10<sup>4</sup> L, precipitarán</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">4.48·10<sup>-3</sup> mol L<sup>-1</sup>x10<sup>4</sup> L=44.8 moles de carbonato cálcico</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Como la masa molecular del carbonato cálcico M=100 g mol<sup>-1</sup>, habrán precipitado 4.48 Kg de esta sal.</div><div style="text-align: justify;">En el caso b) la concentración de calcio es menor que la concentración máxima de calcio admitida por el sistema, por lo que no habrá precipitación. Añadiremos la cantidad necesaria de carbonato sódico para que comience la precipitación. En este caso, la concentración de calcio presente en la disolución será todo el calcio que tenemos, esto es:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Ca<sup>2+</sup>]=1·10<sup>-3</sup> M</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Con lo que:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]=10<sup>-8.3</sup>/1·10<sup>-3</sup>=5·10<sup>-6</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Operando como en el caso anterior:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_7_Sol1.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[H<sup>+</sup>]=7.42·10<sup>-9</sup> pH=8.13</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">La cantidad de carbonato sódico que habrá que añadir será la diferencia entre la concentración total de las especies carbonatadas antes y después de la adición.</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">C<sub>T</sub>=[H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>]+[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]+[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/CO32-.gif" />]</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Como</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" height="40" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_7_Sol2.gif" width="111" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]=5.50·10<sup>-4</sup> (antes)<sup> </sup>[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/HCO3-.gif" />]=7.41·10<sup>-4</sup> (después)</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>]<sub>añadido</sub>=10<sup>-4.96</sup>+7.41·10<sup>-4</sup>+5·10<sup>-6</sup>-(10<sup>-4.96</sup>+5.50·10<sup>-4</sup>+2.75·10<sup>-6</sup>)=1.93·10<sup>-4</sup> mol L<sup>-1</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Como el volumen es de 10<sup>4</sup> L, harán falta</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">1.93·10<sup>-4</sup> mol L<sup>-1</sup>x10<sup>4</sup> L=1.93 moles de carbonato cálcico</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Como la masa molecular del carbonato sódico M=106 g mol<sup>-1</sup>, harán falta 205 g de esta sal.</div><i></i><br />
<div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">7. La disociación del hidróxido férrico sería:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Fe(OH)<sub>3</sub>(s) = Fe<sup>3+</sup> + 3OH<sup>–</sup> pK=38.8</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">A partir de estas reacciones tenemos las especies H<sup>+</sup>, OH<sup>–</sup>, FeOH<sup>2+</sup>, <img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/FeOH2+2.gif" />, <img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/FeOH4-.gif" />, Fe<sup>3+</sup> y </div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Fe(OH)<sub>3</sub>(s), y los componentes H<sup>+</sup>, y Fe(OH)<sub>3</sub>(s). La tabla queda:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_8SolTabla.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">TOTH<sup>+ </sup>= [H<sup>+</sup>] - [OH<sup>–</sup>] + 2[FeOH<sup>2+</sup>] + [<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/FeOH2+2.gif" />] –[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/FeOH4-.gif" />] + 3[Fe<sup>3+</sup>]=0</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">o sea: </div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[H<sup>+</sup>]+2[FeOH<sup>2+</sup>]+[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/FeOH2+2.gif" />]+3[Fe<sup>3+</sup>]=[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/FeOH4-.gif" />]+[OH<sup>–</sup>] Como </div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Fe<sup>3+</sup>] [OH<sup>–</sup>]<sup>3</sup>=10<sup>-38.8</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">podemos despejar la concentración de Fe<sup>3+</sup> y, sustituyendo el OH<sup>–</sup> por 10<sup>-14</sup>/[H<sup>+</sup>]:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Fe<sup>3+</sup>]= 10<sup>3.2</sup> [H<sup>+</sup>]<sup>3</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Llevando este valor a las diferentes constantes de equilibrio:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[FeOH<sup>2+</sup>]=10[H<sup>+</sup>]<sup>2</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/FeOH2+2.gif" />]=10<sup>-2.5</sup>[H<sup>+</sup>]<sup>2</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/P4_8_Sol1.gif" /></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Supondremos de entrada que en la derecha se pueden despreciar los OH<sup>–</sup> y en la izquierda el término dominante es el ion H<sup>+</sup>:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[H<sup>+</sup>]=[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/FeOH4-.gif" />]</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">De donde se obtiene que</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[H<sup>+</sup>]=10<sup>-9.2</sup>=6.31·10<sup>-10</sup> </div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">y</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[OH<sup>–</sup>]=1.6·10<sup>-5</sup>>>[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/FeOH4-.gif" />]</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">lo que contradice la hipótesis de partida, pero indica que la especie dominante en la derecha es el OH<sup>–</sup>. Haciendo esta suposición:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[H<sup>+</sup>]=[OH<sup>–</sup>]=10<sup>-7</sup> pH=7.00</div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/FeOH4-.gif" />]=10<sup>-11.4</sup> =3.98·10<sup>-12</sup><<[OH<sup>–</sup>]</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">En principio parece que la hipótesis es correcta. Calculemos el resto de las especies:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Fe<sup>3+</sup>]= 10<sup>-17.8</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[FeOH<sup>2+</sup>]=10<sup>-13</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/FeOH2+2.gif" />]=10<sup>-9.5</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Estos valores llevan a una diferencia entre los dos términos de la ecuación utilizada del 0.3%.</div><div style="text-align: justify;">La solubilidad del hidróxido férrico será la suma de las concentraciones de las especies disueltas:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">S=[FeOH<sup>2+</sup>]+[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/FeOH2+2.gif" />]+[Fe<sup>3+</sup>]+[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/FeOH4-.gif" />]=3.20·10<sup>-10</sup> mol L<sup>-1</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Como </div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">TOTFe(OH)<sub>3</sub>=[FeOH<sup>2+</sup>]+[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/FeOH2+2.gif" />]+[Fe<sup>3+</sup>]+[<img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/FeOH4-.gif" />]+[Fe(OH)<sub>3</sub>(s)]=[Fe(OH)<sub>3</sub>]<sub>T</sub>=10<sup>-8</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">De aquí tenemos que:</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">[Fe(OH)<sub>3</sub>(s)]=9.68·10<sup>-9</sup> mol L<sup>-1</sup></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">Esto es, el 96.8% del hidróxido férrico se encuentra como sólido y sólo un 3.2% está disuelto.</div><div style="text-align: justify;"> La cantidad inicial de hidróxido férrico es 10<sup>-8</sup> mol·L<sup>-1</sup> y la que queda sin disolver es 9.68·10<sup>-9</sup> mol L<sup>-1</sup>. Así, esto representa el ( 9.68·10<sup>-9</sup> / 10<sup>-8</sup>)x100= 96.8% como sólido y el 100-96.8=3.2% disuelto.<br />
<br />
<br />
<div style="text-align: center;"><br />
</div></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><b>TODOS ESTOS PROBLEMAS FUERON HECHOS POR JOSÉ MIGUEL RODRIGUEZ MELLADO</b><br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<div style="text-align: center;">BIBLIOGRAFIA</div><div style="text-align: center;"><br />
</div><div style="text-align: center;"><br />
</div><div style="text-align: center;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"></div><ul><li><a href="http://cabierta.uchile.cl/revista/25/articulos/pdf/edu1.pdf">http://cabierta.uchile.cl/revista/25/articulos/pdf/edu1.pdf</a></li>
<li><a href="http://es.scribd.com/doc/22827289/Prueba-de-Levene">http://es.scribd.com/doc/22827289/Prueba-de-Levene</a></li>
<li><a href="http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/materiales_tic/biomoleculas/salenagua.gif">http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/materiales_tic/biomoleculas/salenagua.gif</a></li>
<li><a href="http://www.utim.edu.mx/~navarrof/Docencia/QuimicaAnalitica/MatAuxiliar/tablaskps.htm">http://www.utim.edu.mx/~navarrof/Docencia/QuimicaAnalitica/MatAuxiliar/tablaskps.htm</a></li>
<li><a href="http://www.unalmed.edu.co/~cgpaucar/kps.pdf">http://www.unalmed.edu.co/~cgpaucar/kps.pdf</a></li>
<li><a href="http://www.unsa.edu.ar/natura/Qu%EDmica%20Agr%EDcola/PPtacion/Kps-al-todo.pdf">http://www.unsa.edu.ar/natura/Qu%EDmica%20Agr%EDcola/PPtacion/Kps-al-todo.pdf</a></li>
</ul><br />
<div style="text-align: center;"><br />
</div><div style="text-align: center;"><br />
</div><div style="text-align: center;"><br />
</div><div style="text-align: center;"><br />
</div></div>JESUS FLOREZhttp://www.blogger.com/profile/09596257469741891185noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8077014412840191803.post-30527710037888126272011-06-18T13:03:00.000-07:002011-06-22T13:40:41.455-07:00disolucion y precipitacion de solidos<h1 class="firstHeading" id="firstHeading" style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-size: small;"><span class="Apple-style-span" style="font-weight: normal;"><div class="MsoNormal" style="line-height: normal; mso-margin-bottom-alt: auto; mso-margin-top-alt: auto; mso-outline-level: 1; text-align: justify;"><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">Un precipitado es el</span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"><a href="http://www.blogger.com/wiki/S%C3%B3lido"><span style="color: blue;">sólido</span></a></span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">que se produce en una</span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"><a href="http://www.blogger.com/wiki/Disoluci%C3%B3n"><span style="color: blue;">disolución</span></a></span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">por efecto de una</span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"><a href="http://www.blogger.com/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmica"><span style="color: blue;">reacción química</span></a></span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">o</span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"><a href="http://www.blogger.com/wiki/Bioqu%C3%ADmica"><span style="color: blue;">bioquímica</span></a>. A este proceso se le llama precipitación. Dicha reacción puede ocurrir cuando una sustancia</span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"><a href="http://www.blogger.com/wiki/Insoluble" title="Insoluble"><span style="color: blue;">insoluble</span></a></span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">se forma en la disolución debido a una reacción química o a que la disolución ha sido</span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"><a href="http://www.blogger.com/wiki/Sobresaturada" title="Sobresaturada"><span style="color: blue;">sobresaturada</span></a></span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">por algún compuesto, esto es, que no acepta más</span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"><a href="http://www.blogger.com/wiki/Soluto"><span style="color: blue;">soluto</span></a></span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"> </span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;">y que al no poder ser disuelto, dicho soluto forma el precipitado.</span><b><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 24pt;"><o:p></o:p></span></b><br />
<span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"><br />
</span><br />
<span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"><img height="210" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhjBJlARebVYJ8n7kISDntVoVn8qUNZC6CrUDHOpIwqUIdfB-8BWm9jNvNm_p0f4zL_YBoTEdlScbFJe0h20ndzwAW61MnJfDy_K7PSDkA0oJb6nmbtA5s3-gvjwDLFvw-2j4D-nvAKY_sn/s400/solucion_final.png" width="400" /></span><br />
<span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"><br />
</span><br />
<span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 12pt;"><br />
</span></div><div class="MsoNormal" style="line-height: normal; margin-bottom: .0001pt; margin-bottom: 0cm; text-align: justify;"><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 13.5pt;">En la mayoría de los casos, el precipitado (el sólido formado)</span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 13.5pt;"> </span><i><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 13.5pt;">cae</span></i><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 13.5pt;"> </span><span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 13.5pt;">al fondo de la disolución, aunque esto depende de la densidad del precipitado: si el precipitado es más denso que el resto de la disolución, cae. Si es menos denso, flota, y si tiene una densidad similar, se queda en suspensión.<o:p></o:p></span><br />
<span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 13.5pt;"><br />
</span><br />
<span style="color: black; font-family: 'Times New Roman', serif; font-size: 13.5pt;"><img height="305" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjIbp26IEC_RcVj715qP6ndPN3WhzAZfsonxoS5fCgn_ikwiDN1mVOm1CcuOtTufQ5pKJELS9_R0ZVgZ1mdFZB7X0qWpcT69VaF8XAp-yze5Rv_nkj7wTHUOsWkbDptXfpGquWYqMN_k7I/s400/786px-Precipitation_solide_principe_general.svg" width="400" /></span></div></span></span></h1><div id="bodyContent"><div style="text-align: justify;">El efecto de la precipitación es muy útil en muchas aplicaciones, tanto industriales como científicas, en las que una reacción química produce sólidos que después puedan ser recogidos por diversos métodos, como la <a href="http://www.blogger.com/wiki/Filtraci%C3%B3n">filtración</a>, la <a href="http://www.blogger.com/wiki/Decantaci%C3%B3n">decantación</a> o por un proceso de <a class="mw-redirect" href="http://www.blogger.com/wiki/Centrifugado" title="Centrifugado">centrifugado</a>.<br />
<br />
<img height="269" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg5wFO6It_b2z7St35GJuaAthh6jdZoeczL4Zo2cvcn1dyYCrPaOk3Tb5pgxafxc3Wssalon4qtMRpA_JnGdCwGmV6FIvesDT1ijmrAkp0huICiu4rz5WFgE173XWAFdqnQwCOcJ3O8Z_DJ/s400/solubilidad_4.jpg" width="400" /><br />
<br />
<br />
</div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;">En síntesis, la precipitación es la sustancia sólida visible que se forma al combinar varias sustancias.</div></div>JESUS FLOREZhttp://www.blogger.com/profile/09596257469741891185noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8077014412840191803.post-56813411837125286882011-06-18T04:35:00.000-07:002011-06-24T13:52:14.832-07:00INTRODUCCIÓN<div style="text-align: justify;">OBJETIVOS<br />
<br />
<br />
<ul><li>poder ofrecer una informacion completa sobre la disolucion y precipitacion de solidos.</li>
<li>poder determinar el producto de solubilidad de cualquier tipo de sal formada, conociendo o no su solubilidad. </li>
<li></li>
<li>Analizar la influencia de la temperatura sobre la solubilidad. </li>
</ul><br />
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<br />
<br />
<div style="text-align: center;"><img height="220" src="http://html.rincondelvago.com/000151151.png" width="400" /></div><br />
<br />
<br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">El agua es rica en una amplia variedad de elementos, muchos de los cuales provienen de la disolución de rocas y minerales de la corteza terrestre. Los ríos transportan anualmente unos 500 mg l<sup>-1</sup> de rocas continentales a los océanos, una quinta parte de ellas como sólidos disueltos y el resto como <a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Aguas_residuales">materia en suspensión</a>. Estos materiales también son ricos en materia orgánica que se mineraliza a través de los ciclos biogénicos.</span><br />
<br />
<img height="640" src="http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/materiales_tic/biomoleculas/imagenes/ani_water_pitcher3.gif" width="528" /><br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><br />
</div><br />
</div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">La disolución de sólidos y su posterior precipitación implican cambios de fase desde <i>especie disuelta en agua</i> hacia <i>especie precipitada en los sedimentos</i>. Las condiciones en que se da la disolución de rocas y minerales continentales y la precipitación en los sedimentos oceánicos son muy diferentes. El agua de lluvia, con fuerza iónica muy baja, atravesando un suelo con una presión parcial de CO<sub>2</sub> relativamente alta debido a la actividad microbiana, tiene un importante poder corrosivo. El agua marina de contenido salino elevado (elevada fuerza iónica) está prácticamente en equilibrio con la atmósfera, con una presión parcial de CO<sub>2</sub> muy baja y, por tanto, un menor poder corrosivo. Además, la intervención de microorganismos en estos procesos es más relevante en los océanos que en las aguas continentales. </span><br />
<br />
<br />
<div style="text-align: center;"><img height="640" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhodbs3Ki_eyc_OllpmgAw3rzqMDUaYJx6-jqWUmDJUc48yjYoNvX_eEW-qoEraDyd2Nl53wMwTSY8X6ZyR4nlKwCiexNiD1cIECAr6ouM98HdIdNxRwsjGPZ2KzDSA5yJnhZRwz2_2jDK7/s640/chucho3.jpeg" width="425" /></div></div><div style="text-align: justify;"><br />
<br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">La meteorización de las rocas conduce a la emigración de los cuatro cationes mayoritarios hacia las aguas. Hay además un enriquecimiento en metales del agua por disolución de carbonatos, sulfatos, sulfuros y cloruros, sobre todo, esto es, además de óxidos e hidróxidos, cualquier sistema acuoso contiene otras especies de fisicoquímica más compleja como carbonatos, sulfuros y fosfatos.</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">De todo lo dicho se infiere la importancia que tiene la disolución y precipitación de diferentes especies. Puesto que el sistema de carbonatos regula fundamentalmente el <a href="http://es.wikipedia.org/wiki/PH"><span class="Apple-style-span" style="color: red;">pH</span></a> y la alcalinidad de la mayoría de los sistemas acuáticos naturales, será la precipitación de carbonatos la que tendremos fundamentalmente en consideración. </span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">La cantidad de una sal que se disuelve en agua depende de la naturaleza de la sal y de la temperatura. La <i>solubilidad</i> de una sal es la concentración que se disuelve a una temperatura dada. Si es suficientemente baja se establece el <i>equilibrio de solubilidad</i> entre el sólido y los iones disueltos. La constante de equilibrio K<sub>S</sub> se relaciona con la solubilidad, S:</span></div><div style="text-align: justify;"><div style="text-align: center;"><br />
</div></div><div style="text-align: justify;"><div style="text-align: center;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">M<sub>n</sub>X<sub>m</sub>(s) = n M<sup>m+</sup> + m X<sup>n-</sup> K<sub>S</sub>=<img src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/Cap4_Intro_1.gif" /> S= <img align="absmiddle" src="http://www.uco.es/~qf1romej/FQA/ProbRes/Cap4_Intro_2.gif" /></span></div><div style="text-align: center;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"></div><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Los iones generados (sobre todo los aniones) pueden intervenir en reacciones ácido-base, modificando el pH y la alcalinidad del agua.</span><br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><iframe allowfullscreen='allowfullscreen' webkitallowfullscreen='webkitallowfullscreen' mozallowfullscreen='mozallowfullscreen' width='320' height='266' src='https://www.youtube.com/embed/L8DHvgZ2A-k?feature=player_embedded' frameborder='0'></iframe></div><br />
<br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Obsérvese que las concentraciones iónicas se refieren a <i>concentraciones de equilibrio</i>. Si las concentraciones iónicas son distintas a estas, el sistema no se encontrará en equilibrio. Es inmediato concluir mediante la aplicación del <a href="http://www.unlu.edu.ar/~qgeneral/lechatlier.PDF">principio de Le Chatelier </a>que si el producto iónico, esto es, el producto de las concentraciones <i>actuales</i> de los iones elevados a los correspondientes coeficientes, es menor que K<sub>S</sub>, entonces la sal se encontrará completamente disuelta y no habrá fase sólida. Por el contrario, si el producto iónico es mayor que K<sub>S</sub>, se producirá la precipitación de los iones para formar más fase sólida, hasta que el producto iónico iguale la constante de equilibrio de solubilidad.</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Una última acotación. En muchos casos se denomina a la constante anterior <i>producto de solubilidad</i>, para indicar que se utilizan concentraciones iónicas. La constante de equilibrio termodinámica utiliza actividades iónicas y es para la que se reserva la denominación de constante de solubilidad. En este texto utilizaremos el segundo término, aunque refiriéndonos a concentraciones. </span><br />
<br />
<br />
<div style="text-align: center;"><div class="separator" style="clear: both; text-align: left;"><img height="289" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg43U_3P1w7XsAlUB6rEn1gQxuj95XqNz6A9ZmhOJSPscprmHYFkG0yfHZJpCG_WlyAJv_4NV8xkDzeSkXea1_TzrYdSj-eDt5vdKrTwILS6PB9GXDAti5qs2IeY-E3cM98sMIAnznpvfy-/s640/CMAP+TOOL+DEL+BLOG.jpg" width="640" /></div><br />
</div><div style="text-align: center;"><br />
<div style="text-align: justify;"></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">El estudio de especies iónicas en soluciones acuosas son de gran importancia en </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">muchas áreas de la química, como por ejemplo en la electro-química (se utiliza en la </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">refinación y obtención del cobre entre otras utilidades), en la química orgánica, en la </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">medicina (química farmacológica), etc. </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">El equilibrio químico puede tener distintos niveles de complejidad. El nivel </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">básico y más simple es aquel donde la especie es disuelta en “agua pura” sin otras </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">especies ni iones en ella (lo cual sería un caso ideal), luego viene otro nivel más </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">complejo donde hay iones comunes u otras sales que reaccionan entre ellas formando </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">otras sales menos solubles (que es un caso más real y “cotidiano”). En este apunte se </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">tratarán todas y se verán sus aplicaciones, consecuencias y utilidades. </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: center;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">ESPECIES IÓNICAS</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Para poder distinguir una especie iónica, debemos recordar sus propiedades. En </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">primer lugar, se define especie iónica como aquel compuesto que está unido por un enlace </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">iónico. El enlace iónico está presente cuando entre 2 átomos o complejo atómico haya </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">una diferencia de electronegatividad ≥2. Se sabe que en la realidad no existe un </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">compuesto 100% iónico ni 100% covalente, sino que están en cierto porcentaje, como por </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">ejemplo en el caso de NaCl, se tiene que este compuesto tiene 8.1% de naturaleza </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">covalente y 91.9% naturaleza iónica. Esto se debe a que sólo podemos trabajar con </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">probabilidades, y estos porcentajes corresponde a la probabilidad encontrar este </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">compuesto en el estado correspondiente. Entonces, si un compuesto tiene más de un </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">50% de naturaleza iónica, entonces se dice que es un compuesto iónico. Si un compuesto </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">tiene más de un 50% de naturaleza covalente, entonces se dice que es covalente. </span></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Un enlace iónico se produce cuando una especie (átomo o conjunto de átomos) es </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">más electronegativo que la otra. En estos casos se produce un “desplazamiento” de la </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">nube electrónica, produciendo que los electrones pasen “más tiempo” alrededor de una </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">especie que de la otra, lo cual causa que una especie esté más cargada negativamente y </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">la otra positivamente, lo cual conduce a que se produzca una polaridad en la molécula. </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Esta polaridad es lo que caracteriza a un enlace iónico. </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"> Las propiedades fundamentales de los compuestos iónicos son: </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">1. todos son sólidos en condiciones normales (25 °C y 1 atm), </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">2. son solubles en H2O (y otros solventes polares), </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">3. sales fundidas son conductoras de electricidad, </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">4. soluciones con sales disueltas también son conductoras. </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">5. en estado sólido NO son conductores </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Los compuestos iónicos se pueden dividir en 2 grupos: electrolitos fuertes y </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">electrolitos débiles. Los electrolitos fuertes son aquellas que se ionizan casi al 100%, y </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">los electrolitos débiles son aquellas que sólo un 5% de todo el compuesto sumergida en </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">agua se disuelve. De los electrolitos débiles, o sales pocos solubles, será nuestro tema de </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">estudio.</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Ejm.:</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">• NaCl: </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"> </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"> χNa</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">= 0,9 </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"> χCl</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">= 3,0</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"> </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">⇒ ∆χ= 3,0 - 0,9 = 2,1 </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"> Estos compuestos, al ser sumergidos en un medio acuoso se disocian formando </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">iones mediante una ruptura heterolítica, ie, el compuesto más electronegativo atrae </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">hacia él los electrones compartidos en el enlace si se le compara con su vecino, menos </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">electronegativo. </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Ejm.:</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">• NaCl: </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: center;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Na</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">• •</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Cl</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">(</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">s</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">) + </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">H</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">2</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">O</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">→</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Na </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">↓ • • </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Cl</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"> → </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Na </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">+</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">(</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">ac</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">)</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"> </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">+</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Cl</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">−</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">(</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">ac</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">)</span></div><div style="margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; margin-right: 0px; margin-top: 0px; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">en la figura anterior los • son los electrones que está compartiendo cada átomo. Al mezclar la sal en agua, ésta se </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">disocia y se “rompe” el enlace (señalada en la flecha), donde el cloro se “lleva” los dos electrones del enlace, donde </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">uno es del cloro y el otro es del sodio, creando así los iones Na</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">+</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">y Cl</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">- </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">cuando se disocian. </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Esto sucede en los compuestos iónicos, ya que se tiene que una especie es más </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">electronegativa que la otra (donde generalmente la otra es más bien electropositivo, lo </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">cual significa que tiene una tendencia a perder electrones para quedar más estables), lo </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">que genera una mayor atracción de los electrones hacia esa especie en vez de la otra. </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Esto no sucede con los compuestos covalentes, ya que en este caso, ambos compuestos </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">tiene una electronegatividad similar, lo cual significa que ambos atraen a los electrones </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">con la misma “fuerza”, luego, en la disociación, el electrón de cada compuesto se va con </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">su correspondiente compuesto o átomo. </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Estos compuestos son prácticamente insolubles en líquidos apolares como por e</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">jemplo el benceno o octano (“gasolina”), esto se debe a que, como la sal es un </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">compuesto polar, se necesita de 2 polos para poder romper el enlace que los mantiene </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">unidos, sin embargo, los compuestos apolares sólo tienen 1 polo, lo cual sólo podrían </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">“tirar” de el polo opuesto de la sal y el otro polo no tiene quien lo tire para separar la </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">sal. </span></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Si tomamos el caso anterior, donde se mezcla cloruro de sodio en agua, la </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">polaridad del agua “rompe” el enlace iónico y luego envuelve los iones con la zona de </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">carga correspondiente del agua.</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: center;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">SALES POCO SOLUBLES</span></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Una de las aplicaciones más sencillas en un equilibrio químico es el hallar la </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">concentración de una sal poco soluble. Por ejemplo, si tomamos la disociación del </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">cloruro de plata en un medio acuoso, tenemos lo siguiente: </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">AgCl</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">( </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">s</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">)</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">↔ </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Ag</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">+</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">(</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">ac</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"> ) </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">+</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"> </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Cl</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">−</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">(</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">ac</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"> )</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"> </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">donde, al ser alcanzado el equilibrio, se llega que se ha disuelto sólo 1,67 x 10</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">-5</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">mol. </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Aunque esta cifra pueda parecer insignificante para uno, este valor puede ser de gran </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">importancia dentro de un laboratorio. Por esta razón, es de interés encontrar las </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">solubilidades de distintas sales mediante expresiones cuantitativas. </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Para ello, procederemos a determinar la constante de equilibrio de la reacción </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">anterior: </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: center;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">K</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">=</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">[ </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Ag</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">+</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">][ </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Cl</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">−</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">]</span></div><div style="text-align: center;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"> [ </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">AgC</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">l</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">(s)</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">] </span></div><div style="text-align: center;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">pero, recordando que la concentración de un sólido es una constante, entonces podemos </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">definir una nueva constante: </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">K</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">ps</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">=</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">[</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Ag </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">+</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"> ]</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">[</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Cl</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"> </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">−</span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">] </span></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Esta nueva constante es el producto de solubilidad de la sal cloruro de plata (AgCl). </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">El producto de solubilidad es el producto entre la concentración de los iones formados </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">por la sal poco soluble. Entonces, también podemos decir que esta constante nos puede </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">decir cuán soluble es una sal, al obtener numéricamente una cantidad. Con esto, 5 </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">podemos decir que: a mayor Kps implica mayor solubilidad, y a menor Kps implica </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">menor solubilidad. </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Como consecuencia, tenemos que la constante de equilibrio de la reacción </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">anterior es el producto de las concentración de los iones disueltos en el medio acuoso. </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Por esta razón, se le ha llamado constante de producto iónico, o más comúnmente </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">producto de solubilidad. </span></div><div style="text-align: justify;"><br />
</div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">En la realidad, se suele utilizar este constante de equilibrio de electrolitos fuertes sólo en </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">los casos de baja solubilidad por 3 razones principalmente: </span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">1. soluciones concentradas de electrolitos no son soluciones ideales, y las expresiones </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">sencillas de la constante de equilibrio no son aplicables, sino que hay que buscar modelar </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">de otra forma estas soluciones no-ideales con una rigurosidad mayor;</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">2. en problemas de análisis químico, se aprovecha la diferencia de solubilidad entre 2 sales (o </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">más) poco solubles, donde tiene más valor lo deducido con la constante de equilibrio;</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">3. debido a la baja concentración, lo que implica pequeñas cantidades de sustancias que </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">intervienen, no se puede calcular directamente la solubilidad de estas sales, sin embargo, </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">se puede detectar pequeñas cantidades de iones sueltos mediante la medición de voltaje de </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">una pila electroquímica. Estas mediciones dan directamente el Kps de la sal, y con esto se </span><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">puede determinar la solubilidad de la sal en juego.</span></div></div></div>JESUS FLOREZhttp://www.blogger.com/profile/09596257469741891185noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8077014412840191803.post-68670619449276100702011-04-29T18:29:00.000-07:002011-06-24T13:02:08.485-07:00tratamientos para la eliminacion de materia disuelta<span class="long-title" dir="ltr" id="eow-title" title="Como Hacer un Blog Optimizado en Blogger paso a paso parte 1"></span><br />
<div align="left"></div><div align="left"><div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg97kNK5n5cUpodMFkJBrike6mb4SskmLp0-0vk_5zaYY83bzhCjCdMr0uVlCTGZGaDkg92ZL19Ljuv09gFAxQYTK8dCa0H21gMW3dOH8OZRgzISYD5BmHQS0CKvnXLq2fX04Wzex7jSlmc/s1600/chucho2.jpeg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="400" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg97kNK5n5cUpodMFkJBrike6mb4SskmLp0-0vk_5zaYY83bzhCjCdMr0uVlCTGZGaDkg92ZL19Ljuv09gFAxQYTK8dCa0H21gMW3dOH8OZRgzISYD5BmHQS0CKvnXLq2fX04Wzex7jSlmc/s400/chucho2.jpeg" width="264" /></a></div><br />
</div><div style="text-align: left;"><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;"></span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;"><br />
</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Al igual que en el caso de la materia en suspensión, la materia disuelta puede tener características y concentraciones muy diversas: desde grandes cantidades de sales inorgánicas disueltas (<a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Salmuera"><span class="Apple-style-span" style="color: black;">salmueras</span></a>) orgánicas (materia orgánica biodegradable en industria de alimentación) hasta extremadamente pequeñas cantidades de inorgánicos (metales pesados) y orgánicos (pesticidas) pero necesaria su eliminación dado su carácter peligroso.</span></div><br />
<div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Algunos de estos tratamientos están siendo desplazados por otros más avanzados y emergentes, como son los procesos de oxidación avanzada y las operaciones con membrana, y especialmente en el caso de las aguas industriales. Por esta razón, merecen una mayor atención y se describirán en capítulos dedicados exclusivamente a ellos.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"> <b>Precipitación</b></span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Consiste en la eliminación de una sustancia disuelta indeseable, por adición de un reactivo que forme un compuesto insoluble con el mismo, facilitando así su eliminación por cualquiera de los métodos descritos en la eliminación de la materia en suspensión.</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span><br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;"><object class="BLOGGER-youtube-video" classid="clsid:D27CDB6E-AE6D-11cf-96B8-444553540000" codebase="http://download.macromedia.com/pub/shockwave/cabs/flash/swflash.cab#version=6,0,40,0" data-thumbnail-src="http://3.gvt0.com/vi/7m_fEXqIsYM/0.jpg" height="266" width="320"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/7m_fEXqIsYM&fs=1&source=uds" /><param name="bgcolor" value="#FFFFFF" /><embed width="320" height="266" src="http://www.youtube.com/v/7m_fEXqIsYM&fs=1&source=uds" type="application/x-shockwave-flash"></embed></object></div><span class="Apple-style-span" style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Algunos autores incluyen en este apartado la coagulación-floculación. Sin embargo, el término precipitación se utiliza mas para describir procesos como la formación de sales insolubles, o la transformación química de un ión en otro con mayor o menor estado de oxidación que provoque la formación de un compuesto insoluble.</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Un reactivo de muy frecuente uso en este tipo de operaciones es el Ca2+, dada la gran cantidad de sales insolubles que forma, por ejemplo es el método utilizado para la eliminación de fosfatos (nutriente). Además posee cierta capacidad coagulante, lo que hace su uso masivo en aguas residuales urbanas y muchas industriales de características parecidas.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"> <b>Procesos Electroquímicos</b></span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Está basado en la utilización de técnicas electroquímicas, haciendo pasar una corriente eléctrica a través del agua (que necesariamente ha de contener un electrolito) y provocando reacciones de oxidación-reducción tanto en el cátodo como en el ánodo. Por tanto se utiliza energía eléctrica como vector de descontaminación ambiental, siendo su coste uno de las principales desventajas de este proceso. Sin embargo como ventajas cabe destacar la versatilidad de los equipos, la ausencia tanto<span class="apple-converted-space"> </span>de la utilización de reactivos como de la presencia de fangos y la selectividad, pues controlar el potencial de electrodo permite seleccionar la reacción electroquímica dominante deseada.</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;"><br />
</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><div style="text-align: center;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;"><img height="298" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhpdVUB4p0F7F_g9Cr49XBTD0t3VnkwizTnjEwZaQILA25aG8hmDkRe_HdJ2247Qqeu9wPcl7d3lLxrBufkVhmneu7XgL77O-l9uAQN0ODj5Cn5S27VzPtB79X8rCU9_RFKLJrLR8FJ1jwB/s400/chucho.jpeg" width="400" /> </span></div><span class="Apple-style-span" style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;"><br />
</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Las consecuencias de las reacciones que se producen pueden ser indirectas, como en el caso de la electrocoagulación, electroflotación o electrofloculación, donde los productos formados por electrolisis sustituyen a los reactivos químicos, y supone una alternativa con futuro a la clásica adición de reactivos.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Sin embargo, la aplicación que está tomando un auge importante es en el tratamiento de aguas residuales industriales, a través de una oxidación ó reducción directa.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">·<span class="apple-converted-space"> </span>Oxidación en ánodo:<span class="apple-converted-space"> </span>En el ánodo se puede producir la oxidación de los compuestos a eliminar, tanto orgánicos como inorgánicos. Esta oxidación se puede producir directamente por una transferencia de electrones en la superficie del ánodo o bien por la generación de un agente oxidante<span class="apple-converted-space"> </span><i>in-situ.<span class="apple-converted-space"> </span></i>En este último caso se evita manipular agentes oxidantes. Entre las aplicaciones de la oxidación directa cabe destacar el tratamiento de cianuros, colorantes, compuestos orgánicos tóxicos (en algunas ocasiones haciéndolos más biodegradables), incluso la oxidación de Cr (III) a Cr(VI), más tóxico pero que de esta forma puede ser reutilizado. En rango de concentraciones con posibilidades de utilizar este tipo de tratamiento también es muy amplio.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">·<span class="apple-converted-space"> </span>Reducción en cátodo:<span class="apple-converted-space"> </span>La principal aplicación de esta posibilidad es la reducción de metales tóxicos. Se ha utilizado en situaciones, no poco frecuentes, de reducción de metales catiónicos desde varios miles de ppm’s de concentración hasta valores incluso por debajo de la ppm. Hay una primera etapa de deposición del metal sobre la superficie del cátodo que ha de continuarse con la remoción del mismo. Esto se puede hacer por raspado, disolución en otra fase, etc.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">El reactor electroquímico utilizado suele ser de tipo filtro-prensa, semejante a las pilas de combustible. Este sistema permite un crecimiento modular del área. Básicamente cada módulo se compone de un elemento catódico de bajo sobrevoltaje a hidrógeno (Pt, Au, Acero Inoxidable, Ni,..) y un elemento anódico que utiliza como base óxidos de metales nobles.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><b><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Intercambio Iónico</span></b></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Es una operación en la que se utiliza un material, habitualmente denominado resinas de intercambio iónico, que es capaz de retener selectivamente sobre su superficie los iones disueltos en el agua, los mantiene temporalmente unidos a la superficie, y los cede frente a una disolución con un fuerte regenerante. </span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">La aplicación habitual de estos sistemas, es por ejemplo, la eliminación de sales cuando se encuentran en bajas concentraciones, siendo típica la aplicación para la desmineralización y el ablandamiento de aguas, así como la retención de ciertos productos químicos y la desmineralización de jarabes de azúcar.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Las propiedades que rigen el proceso de intercambio iónico y que a la vez determinan sus características principales son las siguientes:</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">· Las resinas actúan selectivamente, de forma que pueden preferir un ión sobre otro con valores relativos de afinidad de 15 o más.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">· La reacción de intercambio iónico es reversible, es decir, puede avanzar en los dos sentidos.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">· En la reacción se mantiene la electroneutralidad. Hay sustancia naturales (<a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Zeolita">zeolitas</a>) que tienen capacidad de intercambio, pero en las industrias se utilizan resinas poliméricas de fabricación sintética con muy claras ventajas de uso.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Entre las ventajas del proceso iónico en el tratamiento de aguas cabe destacar:</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">· Son equipos muy versátiles siempre que se trabaje con relativas bajas concentraciones de sales.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">· Actualmente las resinas tienen altas capacidades de tratamiento, resultando compactas y económicas</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">· Las resinas son muy estables químicamente, de larga duración y fácil regeneración</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">· Existe cierta facilidad de automatización y adaptación a situaciones específicas</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><b><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Adsorción</span></b></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">El proceso de adsorción consiste en la captación de sustancias solubles en la superficie de un sólido. Un parámetro fundamental es este caso será la superficie específica del sólido, dado que el compuesto soluble a eliminar se ha de concentrar en la superficie del mismo. La necesidad de una mayor calidad de las aguas está haciendo que este tratamiento esté en auge. Es considerado como un tratamiento de refino, y por lo tanto al final de los sistemas de tratamientos más usuales, especialmente con posterioridad a un tratamiento biológico.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Solubilidad: Menor solubilidad, mejor adsorción.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Estructura molecular: Más ramificada, mejor adsorción.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Peso molecular: Grandes moléculas, mejor adsorción.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Problemas de difusión interna, pueden alterar la norma.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Polaridad: Menor polaridad, mejor adsorción.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Grado de saturación: Insaturados, mejor adsorción.</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">El sólido universalmente utilizado en el tratamiento de aguas es el carbón activo, aunque recientemente se están desarrollando diversos materiales sólidos que mejoran, en ciertas aplicaciones, las propiedades del carbón activo.</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Hay dos formas clásicas de utilización de carbón activo, con propiedades diferentes y utilizadas en diferentes aplicaciones:</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><strong><span style="font-weight: normal;">·</span></strong><span class="apple-converted-space"> </span><strong><span style="font-weight: normal;">Carbón activado granular (GAC).</span></strong><span class="apple-converted-space"> </span>Se suele utilizar una columna como medio de contacto entre el agua a tratar y el carbón activado, en la que el agua entra por la parte inferior y asciende hacia la superior. El tamaño de partícula en este caso es mayor que en el otro. Se suele utilizar para eliminar elementos traza, especialmente orgánicos, que pueden estar presentes en el agua, y que habitualmente han resistido un tratamiento biológico. Son elementos, que a pesar de su pequeña concentración, en muchas ocasiones proporcionan mal olor, color o sabor al agua.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><strong><span style="font-weight: normal;">·</span></strong><span class="apple-converted-space"> </span><strong><span style="font-weight: normal;">Carbón activo en polvo (CAP)</span></strong>.<span class="apple-converted-space"> </span>Este tipo de carbón se suele utilizar en procesos biológicos, cuando el agua contiene elementos orgánicos que pueden resultar tóxicos. También se suele añadir al agua a tratar, y pasado un tiempo de contacto, normalmente con agitación, se deja sedimentar las partículas para su separación previa. Suelen ser operaciones llevadas a cabo en discontinuo.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">La viabilidad económica de este proceso depende de la existencia de un medio eficaz de regeneración del sólido una vez agotada su capacidad de adsorción. El GAC se regenera fácilmente por oxidación de la materia orgánica y posterior eliminación de la superficie del sólido en un horno. Las propiedades del carbón activo se deterioran, por lo que es necesario reponer parte del mismo por carbón virgen en cada ciclo. Por otro lado el CAP es más difícil de regenerar, pero también es cierto que es más fácil de producir.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">El coste es un parámetro importante a la hora de la elección del adsorbente.</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Alternativas al carbón activo son las zeolitas, arcillas (montmorillonita, sepiolita, bentonita, etc.), los denominados adsorbentes de bajo coste, procedentes en su mayor parte de residuos sólidos orgánicos. Recientemente se están desarrollando derivados de polisacáridos (biopolímeros derivados del almidón) .</span><br />
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">La aplicaciones de la operación de adsorción es amplia, desde un amplio abanico de sustancias orgánicas (colorantes, fenol, <a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Tiol">mercaptanos</a>, etc) hasta metales pesados en todos sus estados de oxidación.</span></div><div class="MsoNormal" style="line-height: normal; margin-bottom: .0001pt; margin-bottom: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;"><br />
</span></div></div>JESUS FLOREZhttp://www.blogger.com/profile/09596257469741891185noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-8077014412840191803.post-30227680163261692362011-03-26T15:11:00.000-07:002011-06-24T13:03:31.233-07:00disolucion de solidos<div style="text-align: justify;"><img height="176" src="http://www.um.es/molecula/grafagua/hidrata.gif" width="400" /><br />
<div class="MsoNormal" style="line-height: normal; margin-bottom: .0001pt; margin-bottom: 0cm; text-align: justify;"><br />
</div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span style="color: black;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">La disolución de un sólido supone la ruptura de los enlaces de la red cristalina y la consiguiente disgregación de sus componentes en el seno del líquido. Para que esto sea posible es necesario que se produzca una interacción de las moléculas del disolvente con las del soluto, que recibe el nombre genérico de<span class="apple-converted-space"> </span><i><a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Solvataci%C3%B3n">solvatación. </a></i></span><o:p></o:p></span><br />
<span style="color: black;"><br />
</span></div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><br />
<img height="157" src="http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/materiales_tic/biomoleculas/salenagua.gif" width="400" /><br />
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</div><div style="margin-bottom: .0001pt; margin: 0cm; text-align: justify;"><span style="color: black; font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Cuando una sustancia sólida se sumerge en un disolvente apropiado, las moléculas (o iones) situadas en la superficie del sólido son rodeadas por las del disolvente; este proceso lleva consigo la liberación de una cierta cantidad de energía que se cede en parte a la red cristalina y permite a algunas de sus partículas componentes desprenderse de ella e incorporarse a la disolución. La repetición de este proceso produce, al cabo de un cierto tiempo, la disolución completa del sólido. En algunos casos, la energía liberada en el proceso de solvatación no es suficiente como para romper los enlaces en el cristal y, además, intercalar sus moléculas (o iones) entre las del disolvente, en contra de las fuerzas moleculares de éste.<o:p></o:p></span></div><div class="MsoNormal" style="line-height: normal; margin-bottom: .0001pt; margin-bottom: 0cm; text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Para que la energía de solvatación tome un valor considerable es necesario que las interacciones entre las moléculas del soluto y entre las del disolvente sean de la misma naturaleza. Sólo así el fenómeno de la solvatación es lo suficientemente importante como para dar lugar por sí solo a la disolución del cristal. Ello explica el viejo aforismo de que «lo semejante disuelve a lo semejante». Los disolventes apolares como el agua son apropiados para solutos polares como los sólidos iónicos o los sólidos formados por moléculas con una cierta polaridad eléctrica. Por su parte, los disolventes apolares, como el benceno (C6H6), disuelven las sustancias apolares como las grasas.</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Junto con los <i>factores de tipo energético, </i>como los considerados hasta ahora, que llevan a un sistema sólido/líquido a alcanzar un estado de menor energía potencial, otros factores determinan el que la disolución se produzca o no de forma espontánea. Esta afirmación está respaldada por dos tipos de fenómenos: en primer lugar la existencia de procesos de disolución que implican una absorción moderada de energía del medio, lo cual indica que el sistema evoluciona hacia estados de mayor energía interna; en segundo lugar sustancias apolares como el tetracloruro de carbono (CCl<sub>4</sub>), aunque poco, se llegan a disolver en disolventes polares como el agua.</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;"><br />
</span></div><div style="text-align: justify;"><span class="Apple-style-span" style="font-family: Times, 'Times New Roman', serif;">Los procesos físico-químicos están influidos, además, por el <i>factor desorden, </i>de modo que tienden a evolucionar en el sentido en el que éste aumenta. La disolución, sea de sólido en líquido, sea de líquido en líquido, aumenta el desorden molecular y por ello está favorecida. Contrariamente, la de gases en líquidos, está dificultada por el aumento del orden que conllevan. Del balance final entre los efectos de ambos factores, el de energía y el de desorden, depende el que la disolución sea o no posible.</span></div>JESUS FLOREZhttp://www.blogger.com/profile/09596257469741891185noreply@blogger.com0