Análisis Químico - Segunda Semana

8/16/2019 Análisis Químico - Segunda Semana

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Segunda semanaLEY DE ACCION DE MASAS

La mayoría de las reacciones analíticas son reversibles. Esto

signifca que los productos de una reacción dada reaccionanentre si al menos en alguna cantidad para dar las sustanciasiniciales. Consideremos una reacción reversible entre lassustancias A y B a una determinada temperatura para dar lassustancias C Y de acuerdo con la siguiente ecuación

A ! B " C !

Al principio de la reacción solo se #allan presentes las

sustancias A y B$ a medida que se producen las reacciones vandisminuyendo sus concentraciones y a cierta velocidad van aproducirse C y $ entonces la velocidad de la reacción entre Ay B en un momento dado es proporcional a las concentracionese%ectivas de A y B en este momento la velocidad directa se

e&presa de la siguiente %orma'


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donde A y B son las concentraciones molares e%ectivas de Ay B respectivamente y - es una constante a unatemperatura dada entonces a medida que las sustancias Cy aumentan reaccionan entre si a una velocidad cada ve2mayor para dar A y B. La velocidad de reacción en unmomento dado es proporcional al producto de lasconcentraciones C y .

d)C* + dt , (d)* + dt , -)C*)*/ , 03

d& + dt , cambio de velocidad con respecto al tiempo.

Cuando se alcan2a el equilibrio estas dos velocidades son

iguales. -)A*)B* , -)C*)*

- + - , )C*)* + )A*)B* , - 4constante de equilibrio5


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En %orma general' aA ! bB !..." cC ! d ! ...

La constante de equilibrio se e&presa' - , )C*c)*d)A*a)B*b

)A*$)B*$)C*$)* , concentracionesa$b$c$d , coefcientes

- , constante de equilibrio

Esta ecuación representa la ley de acción de masas$el signifcado %ísico de - esta dado por -+-6indica cuantas veces la velocidad de la 7& directaes mayor que la velocidad la 7& inversa cuandolas concentraciones son iguales a 89 dada.


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Ejemplo: en la ecuación' • A !3 B " C ! la velocidad de reacción entre A y B es

proporcional a la concentración de A y al cuadrado deconcentración de B de aquí en el equilibrio.

)C*)* , - )A*)B* 3

• e dos reacciones que se desarrollan al mismo tiempo la que sedesarrolla de derec#a a i2quierda : es reacción inversa y la que sedesarrolla de i2quierda a derec#a ; reacción directa.

• La causa del establecimiento del equilibrio químico es la nivelaciónde las velocidades de la reacción directa e inversa que se reali2acomo consecuencia del cambio de las concentraciones en la unidaddel tiempo.

NOTA: Esta ley sólo es aplicable a los no electrolitos y electrolitosd


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$ROD%CTO DE SOL%&ILIDAD Es el producto de las concentraciones o actividades

de los iones de un electrolito poco soluble ensolución saturada a temperatura constante esuna magnitud constante y se designa por Ds. Lasconcentraciones o actividades entran en el Ds conlas potencias iguales al nGmero de iones que

toman parte en el proceso de disociación.Eemplo' Ca3! ! D@F( ; CaF4D@53

Ds CaF4D@53 , )Ca3!*F )D@F(*3

ebemos tener en cuenta que para un compuestopoco soluble dado que Ds H 1I(J podemosdespreciar los coefcientes de actividad y si Ds K1I J los coefcientes en actividad tienen que serconsiderados. Cuando consideramos el Ds H o


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$!o'lema: Calcular el D>.AgCl a 3M IC$ si lasolución saturada de AgCl contiene 1$NO&1I(F g+L

AgCl " Ag! ! Cl(

Ds. AgCl , )Ag!* )Cl(* allando la concentración molar de )Ag!* , )Cl(*

DP.AgCl , 1F$F g+mol

CP , 1$NO & 1I F g+L + 1F$F g+mol , 1$F &1I(M P

Ds. AgCl , )1$F&1I(M* )1$.F&1I(M* , 1$JN & 1I(1I

Entonces para determinar el Ds de un


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SOL%&ILIDADLa solubilidad de un electrolito se calcula multiplicando la

concentración por su peso molecular del compuesto y calculando la

solubilidad a partir del -ps o Ds de la siguiente %órmulaS ( )*$s+

Las %órmulas para encontrar la solubilidad a partir del Ds para los

di%erentes electrolitos son'

,+"ompues#o de f-!mula

gen.!"a A&: eemploQAgCl la solubilidad es Ds ,

>3$Ds , 1I(1I

Entonces > , R 41I(1I5 , 1I(M

0+ "ompues#o de la fo!mula

gen.!"a A&0: eemploQ Sn4@53 Sn4@53 " Sn3!

! 34@(5

)A!3* , >)B(* , 3>

siendo' )A!3* , )Sn!3*

)B(* , )@(*, 3 , F


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1+ "ompues#os de la f-!mula gen.!"a A0&1: eemploQ Bi3>F

A3BF " A3 ! BF !

)A!F* , 3> )B(3* , F>

Ds , 1IN >M

> , MR4Ds+1IN5 para Bi3>

F > ,

(1I(1J mol+L Entonces en %orma general'

AmBn el Ds , )Aa!

* m

)Bb

*n

onde')Aa!* , m>)Bb* , n>


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2ACTORES 3%E IN2L%YEN EN LASOL%&ILIDAD

,+ Solu'ldad del "ompues#o 4ue se p!e"p#a

' la separación esmas completa cuando menos soluble sea el compuesto que seprecipita por eemplo' el Db3! puede ser precipitado como cloruro ocomo sul%uro o como sul%ato cuyos valores del Ds y solubilidad sonlos siguientes'

• DbCl3

Ds 41$O & 1I(M5>olubilidad 41$O & 1I(35

• Db>@Ds 41$O & 1I(N5>olubilidad 41$3O & 1I(5

• Db>Ds 43$M & 1I(3J5>olubilidad 4M & 1I(15


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0emos que el compuesto mas soluble es el DbCl3 y el menossoluble es el Db> por lo tanto la precipitación en %orma desul%uro es mas completa que en %orma de cloruro.

0+ Can#dad del !ea"#5o p!e"p#an#e ag!egado: laprecipitación puede ser pr=cticamente completasolamente con la condición de que la cantidad delreactivo precipitante que se agrega no sea menor que la

cantidad equivalente$ es decir $ la e&igida por la ecuaciónde la reacción$ por lo tanto el e&ceso del reactivoprecipitante aumenta la solubilidad del precipitado.

En consecuencia el aumento de concentración delprecipitado disminuye la solubilidad y el e&ceso dereactivo precipitante aumenta la solubilidad 4aunque seapequeTo5


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1+ El 5alo! del $H de la solu"-n: para obtener una separaciónsufcientemente completa de los iones #ace %alta regular el Dde la solución para ello se aTade a la solución en ensayo$=cidos$ =lcalis o me2clas reguladoras respectivamente.

+ Efe"#o on "om6n: Un compuesto poco soluble en agua puraes aGn menos soluble en una solución que contiene un ioncomGn del mismo compuesto.

• Dor lo tanto en una reacción cualquiera el despla2amientopuede producirse a la derec#a o a la i2quierda por el principiode Lec#etelier y en el caso inverso cuando se le adiciona un iónconGn quedar= la sustancia original sin ioni2ar.

• Entonces el e%ecto del ión comGn es el proceso por el cualdisminuye la disociación por adición de uno de sus iones


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Eemplo' El Ds de AgCl es 1I(1I. Calcular en cuanto

disminuye la solubilidad e&presada en g+L cuando seaTade Cl #asta obtener una solución I$I1V allando la solubilidad del AgCl en agua' > , 1I(M g+L >i el DPAgCl , 1F g+mol se obtiene > , 1F & 1I(M g+L Calculamos a#ora la solubilidad en Cl I$1V )Cl(* , I$I1 en la e&presión del -ps. >e tiene' )Ag!* & I$I1 , 1I(1I entonces )Ag!* , 1I(N ion gr de Ag! + LDor lo tanto la solubilidad disminuye casi como 1II veces

con respecto al agua pura que es 1F & 1I(M


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Con"lusones: Dara las sustancias pocos solubles mas

que el valor de solubilidad interesa el Ds$ es decir quetoda ve2 que una solución se encuentra cationes A! como aniones B( de modo que su concentración supereel Ds del compuesto AB$ la solución resulta saturada deAB por lo tanto debe precipitar.

>i -i K Ds si tiene precipitación>i -i , Ds la solución esta saturada.>i -i H Ds no se tiene precipitación$ el precipitado se

redisuelve #asta -i , Ds


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7+Efe"#o salno: así como los electrolitos %uertes en unasolución contiene un ion comGn y este rebaa el gradode solubilidad e&isten otros iones que no son comunesa dic#os electrolitos los cuales aumentan el grado de

solubilidad a este e%ecto se llama e%ecto salino$ lacausa %ísica del incremento de la solubilidad estaclara$ limitados en sus movimientos por las %uer2asinteriónicas de los iones c#ocan %uertemente con lasuperfcie de los cristales del compuesto$ dic#ocompuesto aumenta su solubilidad debido a los iones

que no son comunes.Eemplos' una sal que contiene Db>@ luegointroducimos -V@F o VaV@F$ el proceso desolubili2acion de Db>@ aumenta debido a estos ionesque no son comunes.

S el 8 9 $s la solu"-n no es sa#u!adaS el 8 ( $s la solu"-n se! so'!esa#u!adaS el 8 ; $s la solu"-n se! sa#u!ada

No#a: la adición de un ion comGn disminuye

apreciablemente la ioni2ación tanto de un =cido d


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Ejemplo:

C3F@3 " ! ! C3F@3(

>i a esta disolución se le agrega unos cristales

de VaC3F@3 la concentración de iones acetatoaumentar=n por lo tanto aumenta la velocidadcon que los iones ! se combinan con los ionesacetato y esto despla2a el equilibrio de la

ioni2ación del =cido ac


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W>@LUCWXV E D7ECWDW8A@>•Cuando se trata de un sólido que puede

ser un mineral $ una sal$ o la %ormación deun precipitado$ la disolución se debe#acer usando =cidos $ bases u otrosreactivos en concentraciones adecuadas.

• Me"ansmos de dsolu"-n de$!e"p#ados

• ,da"-n de uno de los

dos ones

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