17 Precipitación PH AULA
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QUIMICA ANALITICA GENERALQUIMICA ANALITICA GENERAL
QUI-390
EQUILIBRIO DE SOLUBILIDAD:
EFECTO DE LA ACIDEZ y COMPLEJAMIENTO
-
INTRODUCCINSolubilidad de molculas orgnicas
Variacin de la solubilidad de la Oxina en funcin del pH
ad)(solubilid M10s 30=
-
INTRODUCCINSolubilidad de molculas orgnicas
- La hidroxiquinolena, conocida como Oxina (que representaremos como HOx), es una molcula orgnica que posee propiedades acido base:
+ + OxHHOx HOxHOxH + ++29.52 =pKa9.91 =pKa
- Para una solucin acuosa saturada de Oxina tenemos que:
)(acHOxHOx ad)(solubilid M10k 3=)(acHOxHOx ad)(solubilid M10k =
Cmo afectar el pH a la solubilidad de esta molcula orgnica?
La solubilidad de esta sustancia est dada por:
++=++=
+
+
+
9.9
|9.5
2 10|
||10
1|HOx||Ox||OxH||HOx|SH
H
-
INTRODUCCINSolubilidad de molculas orgnicas
Variacin de la solubilidad de la Oxina en funcin del pH
++=
+
+
9.9
|9.5
10|
||10
1|HOx|SH
H
-
Objetivo: Separacin selectiva de dos o ms especies presentesen una mezcla.Si hay dos analitos, uno debe precipitar en las condicionespropuestas y el otro debe permanecer en solucin.
APLICACIN ANALTICA:
SEPARACIN:Precipitacin selectiva
SOLUBILIZACIN:Aumento solubilidad.
Tratamiento de muestras
( )
nm
nm
i nm
Kpss
=
+
nX
mMKpsKps =
ESTRATEGIAS DE ANALISIS
-
- Solubilizacin o precipitacin selectivas por formacin de sulfuros
- Precipitacin selectiva en funcin del pH a travs de la formacin dehidrxidos insolubles.
Ej. Para una solucin de Ag(I) y Al(III), es posible precipitar cuantitativamente (99.9%) Al(III) como hidrxido entre 4.8 < pH < 6.2
+ + OHMMOH+= OHMKps
APLICACIN ANALTICA
+ + HSHS 2
+ + HHSSH2
1Ka
2Ka+= 22 SMKps
+ + 22 SMMS- Solubilizacin o precipitacin selectivas por formacin de sulfuros
Ej. Para una solucin de Ni(II) y Mn(II), es posible precipitar cuantitativamente (99.9%) Ni(II) como sulfuro entre 3.8 < pH < 6.4
-
I. Solubilidad de hidrxidos
)(acMOHMOH CteMOH =+ + OHMMOH+= OHMKps
En una solucin saturada de MOH tenemos que
++ ++ HMOHOHM 2
+
+
=M
HMOHKa2
+ + HMOMOH
MOH
HMOKa
+
=1
El hidrxido es un anfolito:
+ ++== MOMMOHCs Mi
+=
MKa2MOH
Ka =1
La solubilidad del hidrxido esta dada por
++=++== +
++
|||||
1 12 H
Ka
Ka
HMOHMOMMOHCs Mi
-
I. Solubilidad de hidrxidos
)10( 7,8+ =+ KpsOHAgAgOH9,3
0 10)(==
acOHAgs
a) Solucin de Ag+ 10-2 M a la que se le adiciona de forma controlada hidrxido de sodio
a que pH comienza a precipitar la Ag+?
2,9>pH 2,9>pH
-
+ + OHAlOHAl 3)( 335,3210=Kps
2,112 10
+ =HAlO 530 10)(== OHAls
I. Solubilidad de hidrxidosa) Solucin de Al+3 10-2 M a la que se le adiciona de forma controlada hidrxido de sodio
OHAlOOHAlOHOHAl S 224)(3 2)()( ++
Detemine: Detemine:
a) El pH al cual se inicia la precipitacin de Al(OH)3 (pH1)
b) El pH al cual se considera que la precipitacin es cuantitativa (0,1%) (pH2)
c) El pH al cual se inicia la redisolucin de Al(OH)3 (pH3)
d) El pH al cual se considera que la redisolucin es cuantitativa (pH4)
-
I. Solubilidad de hidrxidos
Cmo vara la solubilidad de Al en funcin del pH?
+ ++= 233 )( AlOOHAlAlsi
a) A que se inicia la precipitacin de Al(OH)3 ?
MOH 2,102
5,323
1010
10
== 8.31 =pH
b) A que pH precipita cuantitativamente (99.9%) Al3+ como Al(OH)3?
El 0.1% de Al3+ queda en solucin
MAl 52
3 10100
1.010
+ == MOH 2.955,32
3
1010
10
==
8.42 =pH
-
c) A que pH comienza la redisolucin de Al(OH)3 ?
I. Solubilidad de hidrxidos
Se considera que se inicia la redisolucin, cuando se ha solubilizado el0,1% del Al(OH)3, en ese momento [AlO2-] = 10-5 M
MH 2.65
2.11
1010
10
+ == 2.63 =pH
d) A que pH se observa la redisolucin cuantitativa (99.9%) de Al(OH)3 ?
Se considera que la redisolucin es cuantitativa cuando se ha solubilizadoel 99,9% del Al(OH)3, en ese momento [AlO2-] = 9,99 10-3 M
d) A que pH se observa la redisolucin cuantitativa (99.9%) de Al(OH)3 ?
MH 2.92
2.11
1010
10
+ == 2.94 =pH
-
I. Solubilidad de hidrxidos
+ ++= 233 )( AlOOHAlAlsi
CONCLUSIN DEL ESTUDIO
/8,3
/2,6
1 2 3
+3Al 3)(OHAl 8,4
/3)(OHAl Disolucin Total
/2,92AlO
4 5
-
Se desea evaluar la separacin de La y Mn desde una solucin acida quees 0,05 M en La(III) y 0,02 M en Mn(II) a travs de la precipitacinselectiva en funcin del pH realizando la adicin de NaOH.
1) Determine cual in precipita primero por la adicin controlada deNaOH.
2) Determine en que condiciones es posible separar cuantitativamente(99%) ambos iones por adicin controlada de NaOH
pKps La(OH)3= 20 pKps Mn(OH)2= 12,7
I. Solubilidad de hidrxidos
-
II. Solubilidad de sales poco solubles
La solubilidad de un compuesto poco soluble puede variar con la acidez de una solucin.
+ + 22)(2 NOAgAgNOAgNO SMS 2.30 10
=2.310=Kps
Los iones NO2- se comportan como bases en solucin acuosa y participan en el siguiente equilibrio:
+ + 22 NOHHNO3.310=Ka
De esta manera, si el pH de la solucin es menor a 3.3 el equilibrio que tendr lugar en solucin ser:
2)(2 HNOAgHAgNO S ++++
Si agregamos protones al medio, se producir la protonacin del NO2-, y por ende, se favorecer la disolucin del nitrito de plata.
-
II. Solubilidad de sales poco solubles
2 )'('2NO
Kpss = 2 ||1'
+=
+
Ka
HKps
-
)()( acm
acn
nm nXmMXM+ +
nmmn XMKps +=
Para calcular la solubilidad de una sal poco soluble en un medio cido dado, se calcula el Kps a partir de la concentraciones totales
Si se modifican las condiciones del medio (cambios de pH, presencia de ligandos) tenemos que calcular Kps segn:
|)(||)(| jnjkn
kn
TOTAL LMOHMMM+ ++=
INTRODUCCIN
|)(| mkkm
TOTAL HXXX +=
( )
nm
nm
i nm
Kpss
=
+
( ) ( )nimi nsmsKps =n
Xm
MKpsKps =Kps condicional
Solubilidad condicional
-
+= 22 SMKps+ + 22 SMMS
+ + HHSSH 2
+ + HSHS 2
7
22 10
+
==SH
HSHKa
13
2
1 10
+
==HS
SHKa
II. Solubilizacin de sulfuros
2)( iIIS sKpsKps ==
Si el metal no participa en algn otro equilibrio, tenemos:
21
2
1)( 1 KaKa
H
Ka
HIIS
++
++=
2
21
2
1
2)(
' 1
++==
++
KaKa
H
Ka
HKpsKpss IISi
-
log is
2
13
2
1 + pKps
102
1 + pKps
pHpKpssi += 1021
log
II. Solubilizacin de sulfuros
2
21
2
1
2)(
' 1
++==
++
KaKa
H
Ka
HKpsKpss IISi
pH7 13
pKps21
pKpssi 2
1log =
pHpKpssi 2
1
2
13
2
1log +=