Como usae solver office titulaciones poliproticas

[COMO USAR SOLVER] 2 de septiembre de 2009
COMO USAR SOLVER Verificación de la instalación de solver a. Verificar si Solver está instalado en Excel.

b. Si no se encuentra instalado haga clic en el botón de office y en opciones de Excel

c. En las opciones de Excel haga clic en complementos, en complementos de Excel haga clic en ir y active la opción de Solver y clic en aceptar

EduardRicardo Romero Malagón

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Ejemplo de la utilización de solver. Se calculará el pH resultante de la mezcla de 5 mL de NaOH (0.100 M) con 10 mL de ácido fosfórico, H3PO4 (0.100 M). Reacciones Reacción de titulación
− H 3 PO4 + NaOH ⎯⎯ H 2 PO4 + Na + + H 2O →

(1.1)

Reacciones de equilibrio

H 3 PO4 H 2 PO4− HPO42− H 2O

− H 2 PO4 + H +2 HPO4 − + H +

(1.2)

(1.3)

3 PO4 − + H +

(1.4)

HO − + H +
Constantes de equilibrio
− [ H + ][ H 2 PO4 ] [ H 3 PO4 ] 2 [ H + ][ HPO4 − ] [ H 2 PO4− ]

(1.5)

Ka1 =

(1.6)

Ka2 =

(1.7)

3 [ H + ][ PO4 − ] Ka3 = [ HPO42− ]

(1.8) (1.9)

Kw = [ H + ][ HO − ]
Ecuaciones necesarias: Balance de masas

Ca H

3 PO4

0 = Ca H

3 PO4

×

Vali − = [ H 3 PO4 ] + [H 2 PO4 ] + [ HPO42− ] + [ PO43− ] Vali + Vtit

(1.10)

0 Ca NaOH = Ca NaOH ×

Vtit = [ Na + ] Vali + Vtit

(1.11)

Balance de cargas
− [ H ] + [ Na + ] = [ HO + ] + [ H 2 PO4 ] + 2[ HPO42− ] + 3[ PO43− ] +

(1.12)

Denominador

D = [ H + ]3 + Ka1 ∗ [ H + ]2 + Ka1 ∗ Ka2 ∗ [ H + ] + Ka1 ∗ Ka2 ∗ Ka3
Fracción del fosfato diácido

Eduard Ricardo Romero Malagón

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α H PO =
2 − 4

[ H 2 PO4− ] Ka1 ∗ [ H + ]2 = Ca H 3 PO4 D

(1.13)

Fracción del fosfato ácido

α HPO

2− 4

2 [ HPO4 − ] Ka1 ∗ Ka2 ∗ [ H + ] = = Ca H 3 PO4 D

(1.14)

Fracción del fosfato

α PO =
3− 4

3 [ PO4 − ] Ka1 ∗ Ka2 ∗ Ka3 = Ca H 3 PO4 D

(1.15)

Rearreglo de las ecuaciones De (1.13) se despeja la concentración del fosfatodiácido
− [ H 2 PO4 ] = Ca H 3 PO4 ∗ α H
− 2 PO4

= Ca H 3 PO4 ∗

Ka1 ∗ [ H + ]2 D Ka1 ∗ Ka2 ∗ [ H + ] D

(1.16)

De (1.14) se despeja la concentración del fosfato ácido
2 [ HPO4 − ] = Ca H 3 PO4 ∗ α HPO 2− = Ca H 3 PO4 ∗
4

(1.17)

De (1.15) se despeja la concentración del fosfato

[ PO43− ] = Ca H 3 PO4 ∗ α PO 3− = Ca H 3 PO4 ∗
4

Ka1 ∗ Ka2 ∗ Ka3 D

(1.18)

En (1.9)despejamos [HO-]

[ HO − ] =

Kw [H + ]

(1.19)

Igualamos la ecuación (1.12) a cero.
− 2 3 [ H + ] + [ Na + ] − [ HO + ] − [ H 2 PO4 ] − 2[ HPO4 − ] − 3[ PO4 − ] = 0

(1.20)

Definición de las variables en Excel • • • • • • • • • • • • • • • En la celda A1 escriba Ka1 y en la celda B1 escriba 7.11E-3 En la celda A2 escriba Ka2 y en la celda B2 escriba 6.34E-8 En la celda A3 escriba Ka3y en la celda B3 escriba 4.20E-13 En la celda D1 escriba Ca H3PO4 y en la celda E1 escriba 0,100 En la celda D2 escriba Vol Ali y en la celda E2 escriba 10 En la celda D3 escriba Ca NaOH y en la celda E3 escriba 0,100 En la celda A5 escriba Vol tit y en la celda A6 escriba 5 En la celda B5 escriba pH y en la celda B6 escriba 2 En la celda C5 escriba Vol total y en la celda C6 escriba =A6+$E$2 Enla celda D5 escriba [H+] y en la celda D6 escriba =10^-B6 En la celda E5 escriba [HO-] y en la celda E6 escriba =10^-14/D6 En la celda F5 escriba [Na+] y en la celda F6 escriba =$E$3*A6/C6 En la celda G5 escriba Ca H3PO4 y en la celda G6 escriba =$E$1*$E$2/C6 En la celda H5 escriba D y en la celda H6 escriba =D6^3+$B$1*D6^2+$B$1*$B$2*D6+$B$1*$B$2*$B$3 En la celda I5 escriba a H2PO4 1- y en la celdaI6 escriba =$B$1*D6^2/H6

Eduard Ricardo Romero Malagón

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• • • • • • En la celda J5 escriba a HPO4 2- y en la celda J6 escriba =$B$1*$B$2*D6/H6 En la celda K5 escriba a PO4 3- y en la celda K6 escriba =$B$1*$B$2*$B$3/H6 En la celda L5 escriba [H2PO4 1-] y en la celda L6 escriba =I6*G6 En la celda M5 escriba [HPO4 2-] y en la celda M6...