Problemas de Complejos-Equilibrios Problema nº 9

J. Hernández Méndez

C-9.- Se tienen 10 ml de una disolución de Ca(II) 1 0-2 M tamponada a pH=10. Calcular la concentración de Ca 2+ cuando a dicha disolución se le añaden: a) 5.0 ml de AEDT 10 -2 M b) 10.0 ml de AEDT 10 -2 M c) 12.0 ml de AEDT 10 -2 M En los tres casos se puede formar el complejo CaY2-

2 2Ca AEDT CaY+ −+ ⇌ Datos: Sistema Ca-Y4- log βCaY=11 Sistema H4Y pK1=1.9 pK2=2.5 pK3=6.3 pK4=11 A pH 10 el Ca2+ no presenta reacciones parásitas, pero sí el Y4-. Se calcula el valor del coeficiente de reacción parásita conociendo que a pH=10 la especie predominante es HY3-:

2 3 4-10

-11

4 3 4 2 3 4 1 2 3 4

101 1 ; 11

10y y

H H H H

K K K K K K K K K Kα α

+ + + + = + + + + = + =

con este valor se calcula el de la constante condicional: 11

´ ´ 9.9510; 10

11

CaYCaY CaY

Y

ββ βα

= = =

En los tres casos que se proponen se produce la reacción de formación del complejo, pero dada la relación estequiométrica del complejo y las concentraciones de especies que se ponen, las situaciones son diferentes. a) 10.0 ml de Ca 2+ 10-2 M + 5.0 ml de AEDT 10 -2 M = 15 ml Ca2+ 6.6x10-3 M; AEDT 3.3x10-3 M

2 2-

-3 -3

-3 -3

6.6 10 3.3 10 -

3.3 10 ? 3.3 10

Ca AEDT CaYinicialesfinales

+ +× ×× ×

⇌

como queda Ca2+ sin reaccionar la contestación a este apartado es Ca2+=3.3x10-3 M. b) 10.0 ml de Ca 2+ 10-2 M + 10.0 ml de AEDT 10 -2 M = 15 ml Ca2+ 5x10-3 M; AEDT 5x10-3 M

2 2-

-3 -3

-3

5 10 5 10 -

5 10

Ca AEDT CaYinicialesfinales x x x

+ +× ×

× −

⇌

Aplicando la constante condicional:

( )32

´ 9.95 9.95 2 4 7

22 4

5 10 10 ;10 ; ´ 7.5 10

´CaY

xCaYx Ca Y

xCa Yβ

−−+ − −

+ −

⋅ − = = = = = = ⋅

b) 10.0 ml de Ca 2+ 10-2 M + 12.0 ml de AEDT 10 -2 M=15 ml Ca2+ 4.5x10-3 M; AEDT 5.4x10-3 M

2 2-

-3 -3

-4 -3

4.5 10 5.4 10 -

9.10 4.5 10

Ca AEDT CaYinicialesfinales y y y

+ +× ×

+ × −

⇌

Aplicando la constante condicional:

( )( )

-3 -3

9.95 -10 2 -10

9.95 -4-4

4.5 10 - 4.5 10 10 ; 5.6 10 ; 5.6 10

10 9 109.10

yy Ca

y y

+× ×

= = = × = × × ⋅+