quimica analitica




Química Analítica 1


Tema 1: Equilibrio Ácido-Base

1. La Condición de Protón
La Condición de Protón es una ecuación que relaciona la concentración de protones (o hidronios) de un equilibrio ácido-base determinado, con las concentraciones de otras especies de comportamiento ácido-base relacionadas con las de partida (llamadas genéricamente nivel de referencia) pero no siendo éstas(a excepción en el caso de los buffers).
Hay dos formas de llegar a la CP, siendo ambas igualmente válidas.
1.1. Método del balance
Para llegar a la CP por este método, se deben plantear:
(a) El Balance de Masa (BM), que asegura que la concentración total (o analítica) de un componente, será igual a la suma de las concentraciones totales de las especies que lo conforman.
(b) El Balance deCarga (BC), que asegura que la suma de las concentraciones totales de las especies catiónicas, debe ser igual a la suma de las concentraciones totales de las especies aniónicas, multiplicadas respectivamente por la cantidad de cargas que posee.
Despejando la concentración de protones de ambos balances, llegamos a la condición de protón.
1.2. Método de la Ecuación General
De este modo, vemosque podemos expresar la CP como una ecuación general aplicable en todos los casos:

Donde: a es la concentración de ácidos fuertes originales y b es la concentración de bases fuertes originales.
Generalmente, se expresan las concentraciones antes mencionadas como las concentraciones de su especie conjugada, es decir, se expresan las concentraciones de las bases como las de sus ácidosconjugados, y viceversa.
1.3. Trabajo numérico con la Condición de Protón
La utilidad del trabajo con la condición de protón recae en que puede utilizarse como una estequiometría global de las reacciones ácido base que se producen en el sistema estudiado. De esta manera, identificando previamente los N ácidos involucrados, y las M bases, podemos explicitar las N.M ecuaciones de equilibrio ácido-basecon sus correspondientes constantes de equilibrio, aproximando que la que posee la constante más grande, es la única que cursa en la solución, mientras que las otras son despreciables.

2. Aplicaciones a equilibrios ácido-base
2.1. Disociación de un ácido o una base fuerte
2.1.1. Ácido fuerte
Supongamos el agregado de HBr a una determinada cantidad de agua destilada, para generar una soluciónC = 0,2 M.
CP por método de los balances:
BM: CH+ = [H+] = [Br-] = C
BC: [Br-] + [OH-] = [H+]
CP: [H+] = [Br-] + [OH-], y como [OH-] 0,54 V, podrá oxidar al yoduro en yodo molecular, lo que colorearía una solución incolora de yoduro en medio orgánico (tetracloruro de carbono o clorofomo) a una rosada.
3.5.2. Reacción del tetracloromanganeso(IV)
El tetracloromanganeso(II) (MnCl42-) seoxida a hexacloromanganeso(IV) (MnCl62-) en contacto con cloruros, si el anión oxidante tiene un potencial estándar de reducción mayor a 1,4 V. La solución de MnCl42- es incolora, mientras que la de MnCl62-, parda.

Parte 2: Análisis Cualitativo de Cationes

1. Propiedades de los cationes
La mayoría de los metales de la tabla periódica pueden existir como cationes metálicos en solución. Así,tanto los metales alcalinos como los de transición pueden hacerlo, con distintas propiedades relativas.
1.1. Ácidas
Una gran parte de los cationes metálicos son ácidos de Lewis, pudiendo acomodar pares electrónicos en sus orbitales d libres. Así, por ejemplo, los cationes arsénico(V) y arsénico(III) son muy ácidos, uniéndose incluso a moléculas de agua, deshidratándose luego, para generar ácidos(arsenioso y arsénico) y aniones (arsenitos y arseniatos). Los cationes hierro(III) son bastante ácidos, generando hidróxidos. Los cationes aluminio(III) son moderadamente ácidos, existiendo tanto como tal (en forma minoritaria), sino también como compuestos hidroxilados en distinta proporción. Los cationes plomo(II) son levemente ácidos, existiendo como tales, pero también como compuestos...