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Diagrama de especiacion — Transcript

by Omar Gonzalez Ortega, PhD · 2,612 words · 460 segments · language en · Watch on YouTube

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0:00vamos a revisar
0:03en conceptos que ya deberán conocer si
0:06ya se olvidaron pues esto servirá de
0:08recordatorio porque es crítico para el
0:11curso de separaciones
0:14y voy a usar con este el diagrama de
0:16especiación en la presentación pues
0:18veíamos el diagrama para glicinas
0:22y voy a hacer el ejemplo más sencillo
0:26que sería el ácido para un ácido
0:31mono práctico
0:33entonces
0:43instruye
0:48el diagrama de especiación
0:58así lo acepto
1:06en la literatura podemos encontrar el
1:08pecado del ácido acético y va a ser un
1:10valor de 4.76
1:17entonces qué es lo que vamos a hacer
1:18este valor que encontramos en la unidad
1:20en la literatura es para esta reacción
1:25la especie más proto nada
1:27que se despertó
1:33ahí está nuestra reacción de especiación
1:39entonces ahí para el caso del
1:43el ácido acético en una solución acuosa
1:45tienes dos especies esta va a ser la
1:49especie 1
1:51la del ácido acético como tal y la
1:54especie que
1:56llamamos personas
2:01este es el ácido acético como tal o la
2:03especie pues que correspondería ese
2:05nombre la otra especie es el acetato en
2:08solución a cosas que coexisten siempre
2:11esas dos especies porque la reacción
2:13está en equilibrio
2:15lo que ya vimos en la presentación es
2:17podemos mover la proporción de esas
2:20especies si cambiamos el ph que es
2:22precisamente el término lo que
2:24perseguimos pues es construir ese
2:26diagrama especiación ahí está entonces
2:30ahí está la reacción
2:33otra vez recalcó la reacción se escribe
2:35así como yo le escribí la especie proto
2:37nada se despertó y este valor es la
2:42constante de
2:44y obtenemos el valor de la constante de
2:46equilibrio para esta reacción
2:48entonces para esta reacción la constante
2:50se llama k
2:53y pues lo calculamos como
2:56los productos el producto de los
2:59productos
3:03entre el reactivo
3:05la ley está de acción de masas y
3:07aplicando que tenemos una solución
3:10diluida
3:12y aquí nos faltan al enunciado agregados
3:16y que vamos a construir para una
3:18concentración de 10.000 y malas
3:22es decir si lo estoy haciendo en
3:25laboratorio tomo ácido acético y la
3:27concentración con la que haría el
3:29cálculo sería 10.000 y molar o también
3:31podríamos tomar acetato de sodio y al
3:33final es lo mismo la concentración este
3:3510.000 molar es este
3:39para la especie de ácido acético o de
3:41acetato
3:44y disminuirlo and start para los
3:45cálculos bueno entonces ahí está la
3:47relación de equilibrio el valor de la
3:51constante pues ya lo conocemos lo
3:52podemos calcular de la definición del
3:55del pk que sería menos logaritmo de cada
3:58década y este valor pues es 4.36 desde
4:02el valor de la constante es conocido de
4:05esta ecuación pues no se conocen las
4:08concentraciones de las dos especies y la
4:11concentración de protones
4:14para entonces esta es
4:16la relación de equilibrio
4:25podemos ver otra ecuación del balance
4:31balance de masa
4:34de aceptar tu total
4:38entonces como digo hacían al laboratorio
4:39vas a preparar una solución y en el
4:42aborto vas a encontrar un frasco que
4:44dice ácido acético
4:47pero también puedes encontrar los acepta
4:49todo eso día
4:54disuelve el ácido acético en agua y va a
4:57ocurrir la reacción está en azul
5:02tú estás agregando si decides disolver
5:06pues está tú estás agregando el sistema
5:09solo la especie uno pero entonces entra
5:12arranca la reacción y parte de las
5:15moléculas de acetato por donde se hace
5:18tico una parte se convierte en estas no
5:20todas porque assange que es un ácido
5:22débil
5:23nos ocurre la reacción así como esta si
5:26por el contrario quieres es disolver la
5:30sal lo puedes hacer
5:32la reacción está representada por lo
5:34mismo no importa que disuelve si el
5:36suelo es el ácido o el acetato nada más
5:38que ahora estás adicionando todo el
5:40sistema y esta especie y va a ocurrir la
5:43reacción en el sentido de que unas
5:46moléculas de acetato se transforman en
5:49ácido acético
5:50y se alcance el equilibrio
5:53bueno entonces cuando nos refiere al
5:55balance de masa de acetato no lo voy a
5:59llamar así nada más me refiero a que la
6:02concentración no importa que a ello
6:04disuelto y al final el cálculo es sobre
6:07estos 10.000 imola es decir ese 10.000 y
6:10molar debe ser la suma de las
6:12concentración de las dos especies
6:17porque si no es así pues violamos la
6:19conservación de más las dos especies en
6:22cualquier no importa qué ph la suma nos
6:24tiene que dar 10.000 y molas que sobre
6:27el cálculo sobre lo que hicimos el
6:29cálculo
6:33bueno entonces de esta ecuación
6:37no conocemos ya contamos en las especies
6:40entonces voy a escribir aquí está
6:42nuestra ecuación 1 2
6:46y tenemos tres incógnitas hasta el
6:47momento
6:50y nos hace falta una ecuación o nos hace
6:52falta especificar algo entonces lo que
6:54vamos a hacer para construir el diagrama
6:56es
6:59es proponerse
7:03un valor de ph
7:07vamos a suponer el ph 0 de la definición
7:11del ph sería menos logaritmo de la
7:13concentración de protones
7:17y calculamos h
7:23en este caso pues sería uno
7:26pero no mola es la definición del ph
7:28pues está mal en unidades
7:30pero entonces la concentración de
7:32protones es uno más
7:36si el caché
7:40entonces ya no sería incógnita
7:44este valor de acá ya lo conocemos y lo
7:48que nos quedan entonces son dos
7:49ecuaciones y dos incógnitas
7:52se resuelven simultáneamente y vas a
7:56obtener dos valores
7:58es un valor para esto un valor para esta
8:01especie y otro valor para este para s&p
8:03h
8:07entonces qué va a pasar si lo empiezas a
8:10graficar
8:11y acá tienes ph lo que tienes
8:16especie de ácido acético
8:21la de acetato
8:24resuelve es el sistema de estas dos
8:26ecuaciones dos incógnitas para el ph 0
8:28es decir aquí vas a empezar acá abajo
8:33no puedo hacer de 0 a 14
8:39entonces los resuelves para p h 0 y te
8:42va a dar 2 puntos
8:44las dos concentraciones en equilibrio
8:46por el acetato
8:49vamos a tomar este
8:52y para preparar el ácido acético y por
8:56el acetato más andar acaben el 0
9:02en la parte superior puedo tener como
9:04límite el punto cero
9:07entonces en caché 0 predomina la especie
9:10de ácido acético
9:12domina esta y la otra la del hace tanto
9:16pues es despreciable pero es la solución
9:18a pero es lo que tienes que hacer es
9:20repetir el cálculo cambiando el ph pues
9:23ahora propone espeche igual a 1
9:26calculas con ese valor calculado con una
9:29nueva concentración de protones
9:36calculas nueva contracción de protones y
9:38vuelves a resolver las dos ecuaciones y
9:40te va a dar los valores ahora vas a ver
9:43que
9:44este baja
9:46en este bajo un poco
9:49mientras que el otro sube entonces el el
9:51ácido acético baja porque es esta parte
9:54de las moléculas de ácido acético están
9:56transformándose en acetato
10:00y entonces tendrás que repetir este
10:02proceso cambiándoles de pecho puedes
10:05hacerlo de una unidad en una unidad para
10:07llegar al 14 si así lo deseas
10:11si unes esos puntos que no obtengas vas
10:15a obtener algo de zinc
10:25el ácido acético
10:28y para el acetato
10:33así
10:41algo así
10:44y en algún punto
10:48y aquí pues más o menos me quedo más o
10:50menos pero en algún punto pues tienes
10:52una concentración de puntos 0 0 5 molas
10:55que sería la mitad la mitad de esta y en
11:00ese punto
11:03puedes verificar que eso ocurre cuando
11:05el phs 4.76 es decir cuando es igual al
11:09pk
11:11cuando son iguales la concentración de
11:13las dos especies es exactamente la misma
11:16si sigues o si el pp está por encima
11:18predomina entonces existe el pasar por
11:22encima del pk predomina esta especie la
11:25que ésta despertó nada tiene que la
11:27negativa si está hacia el pecho está por
11:29debajo del pk predomina el ácido de la
11:32especie que está pronto nada
11:36bueno entonces de esta manera es como se
11:38construyen diagramas de especiación
11:40pudieras tener
11:43pudieras tener sus moléculas como la de
11:46la presentación que era un ácido di
11:47práctico que la glicina era tenemos que
11:51construir el diagrama especiación por
11:52ejemplo del ácido fosfórico ahí tendrías
11:55que escribir las siguientes producciones
12:01el ácido empiezas con la especie más
12:03proto nada que serían tres pelotones
12:04strip prácticos y aquí hay un pecado uno
12:10de algún valor
12:12tomás la especie que ya ha perdido un
12:14protón y le quitas otro protón
12:20y esta esta reacción tiene un pecado
12:25tomás la especie que ya perdió dos
12:28protones
12:30y le quitas
12:32otros brotes
12:36y yo tengo esta ecuación está
12:38caracterizada por un pecado 3
12:41entonces por el caso del ácido fosfórico
12:43hay cuatro especies una
12:472
12:493
12:51y esta es la contra
12:53en el diagrama tendrías tres cruces
12:57cuatro especies y el procedimiento es el
13:01mismo
13:02primero hay que escribir la ecuación
13:05está el equilibrio nada más que ahora
13:06van a ser tres
13:10y luego hacer el balance total voy a
13:12escribir ustedes investiguen estos
13:14valores
13:15para el ácido fosfórico
13:18voy a escribir aquí abajo las ecuaciones
13:23sería alguno
13:25h 2 4 -
13:29ahora temas entre más
13:3284
13:36este vino de aquí
13:39esta brutal no es este
13:42y este es especial
13:46entonces de la manera escriben aquí es
13:49igual cada dos ya que es igual a tres
13:51ahí van a tener tres ecuaciones
13:55con cinco incógnitas las cuatro especies
13:59más la concentración de protones
14:03en lugar de tener una como ésta tienen
14:0613 y pero también pueden hacer siempre
14:08el balance total de masa total en este
14:11caso sería de fosfato entonces déjenme
14:15hacerlo acá balance de fosfato
14:19pensemos que lo estamos haciendo para
14:2110.000 y mole dar igual
14:24y series 1000 omar debe ser la suma de
14:26todas las especies la más por otro nada
14:30en la que se forma si se pierde un
14:32protón
14:34si se pierden 2
14:38si se pierden 3 que sería el fosfato
14:44ahí están
14:46en las especies
14:50el balance de masa de fosfato en donde
14:54tiene que cumplirse como digo el
14:56requisito de no importar qué forma está
14:58particularmente una molécula de fosfato
15:00la suma nos tiene que dar 10.000 mulas
15:03y entonces vas a tener una situación una
15:06vez que supones el ph y del ph igual a 3
15:11vas a tener cuatro ocasiones y cuatro
15:13incógnitas dos ecuaciones puedo hacer
15:15esta la 1 la 2 está la 3
15:19bien las que están acá abajo
15:28esta de aquí que va a ser la 1 la que
15:30escribas aquí para cada dos lados está
15:32la 3 y el balance de masa 4
15:35contribuciones 4 en cuentas las 50 zonas
15:38esperes y construyes el diagrama te va a
15:41dar cuatro valores uno para cada especie
15:43a ph tres los cambios del pachá 4 a 2 y
15:47resuelves otra vez y eventualmente una
15:49de las curvas y obtendrás el diagrama de
15:52de especiación
15:56este ha sido tríptico vas a tener más
15:59cruces
16:01y es pero así es que ese es el
16:02procedimiento para calcular diagramas de
16:05especiación en este vídeo también de una
16:09vez
16:12voy a calcular voy a contestar esta
16:15pregunta como podemos
16:20y predecir
16:23el ph
16:26de una solución
16:31ante soldados
16:35y esta va a ser un ejemplo vamos a
16:38vamos a disolver acetato de sodio
16:4310.000 y molas
16:46y lo que construimos auto fue el
16:49diagrama donde tú fijabas el valor de ph
16:51y y obtenían concentraciones la pregunta
16:54aquí es puedo yo predecir así disuelvo
16:5810.000 molar de acetato de sodio en agua
17:00que ph debe tener esa solución la
17:03respuesta es sí y lo vas a hacer con la
17:06misma información que está aquí pero
17:08necesitas una ecuación adicional
17:09entonces voy a voy a reescribir esta
17:14relación de equilibrio y el balance de
17:15masa
17:23entonces tenemos equilibrio
17:34y nuestro balance más punto 0 1 debe ser
17:37la suma de las dos especies para la
17:40ansiedad de aceptar
17:46pero entonces tiende a 353 y dos
17:50ecuaciones de esta es una ecuación
17:51adicional en la ecuación que falta para
17:53poder establecer el ph de una solución
17:55es el balance de carga
18:05y esto no es otra cosa que la sumatoria
18:07de lo que proporciona cargas positivas
18:09debe ser igual a la sumatoria de lo que
18:11proporcionen cargas negativas porque la
18:13solución siempre es neutra si no fueran
18:15otras la integración de vitoria topes
18:18y eso no pasa entonces aquí hay que
18:21establecer que en mi sistema tiene carga
18:24positiva y que tiene carga negativa
18:27puesto que estamos hablando de algo en
18:30agua pues en agua siempre hay protones y
18:33siempre hay hidroxilo
18:39estamos disolviendo acetato de sodio es
18:42decir estamos disolviendo esta sala en
18:44agua al disolver esta sal en agua la
18:49reacción es irreversible y se forma el
18:52ión
18:54el acetato más agua
18:58y luego ya el ión acetato puede
19:00participar en nuestra reacción de
19:01especiación
19:03entonces en el proceso de disolución
19:05inicial tú estás agregando también esta
19:08especie de sodio que tiene cara positiva
19:10en que considerarlo acá
19:13y en la reacción pues está el acetato
19:16que tiene carga negativa
19:20y entonces están todas las cosas que hay
19:23en solución que puedan tener cada
19:24positivo nativa esté bueno está
19:26considerado que él no participa con
19:28cargas
19:33la concentración de sodio no es
19:35incógnita si estamos agregando 10.000
19:38molar de acetato de sodio y la reacción
19:40es irreversible de la concentración de
19:42este debe ser 10.000 y molas entonces la
19:45concentración de sodio no es una
19:47incógnita
19:49debe ser punto 0 1 molar escribimos
19:53ahora si el balance sería
19:56protones concentración de protones más
20:00sodio
20:04eso h menos
20:08qué más
20:11el ión
20:13aceptado de
20:15entonces en el contra de ecuaciones
20:17llevamos una ecuación 2 y 3
20:21pero en cuántas llevamos 5 tenemos 1 2 3
20:32llevamos 45 bueno llevamos 3 ecuaciones
20:36hasta aquí las incógnitas son las dos
20:38especies la contracción de protones que
20:40es la que quiero predecir
20:43introdujimos la concentración de
20:46hidroxilo también
20:49al sistema
20:52hay una encuenta adicional nos falta una
20:54ecuación más la ecuación que falta es la
20:57disociación
21:01disociación del agua
21:05en el agua como saben se disuelve en
21:07ella misma
21:09a través de esta reacción
21:15es hacer la reacción de disociación
21:17también hay una constante puesto que tu
21:20esté en equilibrio
21:21también hay una constante que se llama
21:22kw v es igual a 10 a la menos 14
21:26y es igual entonces al h
21:30puro h
21:35entonces esta ecuación
21:38que está aquí sería la ecuación 44
21:43ecuaciones 4 incógnitas
21:47se va a calcular las concentraciones
21:49pero lo que te interesa 10 h masa que es
21:52igual
21:54para que tengas ese valor pues calculas
21:56ph con
21:57menos el logaritmo de h más
22:02y así de esa manera puedes predecir el
22:04ph de una solución al oro que disuelve
22:06es algo en agua que no se disocia por
22:09completo
22:17no sé qué más mentiras decir
22:21la tarea tendrán la oportunidad para
22:23practicar esto que esto del vídeo nada
22:28más antes de terminarlo si quisiéramos
22:31predecir a hacer el mismo pero para el
22:33ácido fosfórico y hay que tener cuidado
22:36con
22:39con los siguientes cuando se si hacemos
22:41el balance de carga
22:45a este caso del ácido fosfórico en agua
22:51pensando que estamos disolviendo tomamos
22:55el frasco que dice ácido fosfórico
22:59lección
23:02el balance de cargas
23:06es lo positivo sigue siendo el protón
23:14si hubiera sido fosfato de sodio pues
23:15ahí agregamos el johnson y luego ya nada
23:18más hay cosas negativas en lo h menos
23:22y tenemos estas especies ésta está ahí
23:25está que proporcionan cargas negativas
23:27sería h 4 menos
23:31+2 aquí quedaron dos porque esta especie
23:35proporcionado oscar las negativas y el
23:37fosfato hay que multiplicarlo por
23:39por tres porque proporciona tres cargas
23:42negativas
23:47como digo la tarea allí habrá problemas
23:50para practicar todo esto
23:53y eso es todo entonces por este vídeo

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