Complejos

Contenido
Aplicación de los Cálculos de Equilibrio
Métodos gravimétricos
• Constante del producto de solubilidad
• Separación de iones
Equilibrios ácido-base
• Indicadores ácido-base
• Ácidos polipróticos
• Agentes quelatantes
Aplicación de los Cálculos de Equilibrio
El estudio de los sistemas en equilibrio suministra un marco de referencia simple que permiteproponer conclusiones acerca del comportamiento de situaciones en las que se producen cambios químicos.
En una reacción química las especies involucradas se pueden encontrar en cualquiera de los estados de la materia posibles para las condiciones a las cuales se produce la reacción; y se alcanzará una condición estable entre las especies presentes que es denominado estado de equilibrio. Larepresentación mediante una ecuación química es:
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y la correspondiente condición de equilibrio será:
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en donde ai representa la actividad de cada una de las especies en equilibrio y es una propiedad que depende de las condiciones energéticas del sistema bajo estudio.
La actividad se puede derivar a partir de la relación termodinámica de potencial químico, según las expresiones:
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El estudio termodinámico de los estados de equilibrio nos lleva a la conclusión de que la actividad se puede expresar en función de la concentración. Concentración que para cada estado, se expresa en las unidades más convenientes así: presión parcial en atmósferas (o bares) para las especies gaseosas, fracción molar para los sólidos o líquidos y concentración molar para las especies disueltas.De tal manera que, designando al coeficiente de actividad como γ, la expresión de la constante de equilibrio queda:
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La aplicación de la teoría electrostática a los solutos iónicos en medio acuoso condujo a DeBye y Hückel a deducir la ley limite del comportamiento de los coeficientes de actividad de las especies cargadas en esas soluciones iónicas.
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En esta relación z representa lacarga del ión, I es la fuerza iónica y α es el radio del ión expresado en picómetros. La fuerza iónica es un término definido originalmente por Lewis y Randall que se utiliza para tener en cuenta la contribución a la fuerza electrostática, de la cantidad de los iones de todo tipo presentes en la solución, I = ½Σzi²ci. Aquí se emplea ci para representar la concentración en general, aunque la unidadmas usual para ello es la molaridad.
La ecuación anterior permite inferir que en una solución con fuerza iónica cero, es decir en la cual el ión considerado no encuentra afectado su campo electrostático por ninguna otra especie cargada, su actividad será idéntica a su concentración puesto que su coeficiente de actividad se hace igual a uno.
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La gráfica anterior muestra, de formacomparativa, la variación del coeficiente de actividad en función del logaritmo de la fuerza iónica para iones con cargas ±1, ±2 y ±3 con igual tamaño de 600 pm. Es de notar el hecho de que entre mayor es la carga del ión considerado, mayor es el efecto de la fuerza iónica sobre el coeficiente de actividad.
La aplicación sistemática de estos principios y procedimientos facilita la resolución de problemasque se puedan analizar teniendo en cuenta los cambios químicos que se producen en tales situaciones.
A manera de guía se pueden seguir los siguientes pasos para plantear la solución a un problema:
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Métodos gravimétricos
Los procedimientos de análisis químico que utilizan la masa como propiedad determinante para cuantificar unaespecie, se denominan gravimétricos.
En los análisis gravimétricos se puede medir la masa que pierde un compuesto por tratamiento térmico o por reacción con algún agente específico que produzca un compuesto volátil; con estos tratamientos se determina la mayoría de las veces la pérdida de peso, pero también en algunas oportunidades el compuesto volátil producido se recoge en algún medio para...