17 Precipitación PH AULA

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=


- 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


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


)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)


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 ?


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


+ ++= 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


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 +=

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