QUÍMICA ANALÍTICA II
Curso Intersemestral
●
Del 9 al 20 de enero de 2011 ( total de 40 hrs.)
●
9:00 – 13:30 hrs. con media hora de descanso
●
El objetivo principal es lograr que los estudiantes
adquieran los conocimientos básicos necesarios
para aprobar el examen extraordinario de la
materia.
●
El curso se fundamenta en la resolución de
QUIMICA ANALITICA II
Reacciones en solución en condiciones impuestas
Analítica I
Análisis Instrumental
Equilibrios
ácido-base
Equilibrios
Redox
Equilibrios
complejación
Equilibrios
heterogéneos
Equilibrios
ácido-base
complejación
Equilibrios
Equilibrios
Redox
heterogéneos
Equilibrios
Equilibrios
ácido-base
complejación
Equilibrios
Equilibrios
Redox
heterogéneos
Equilibrios
Equilibrios
ácido-base
complejación
Equilibrios
Equilibrios
Redox
heterogéneos
Equilibrios
Analítica II
Analítica III
QUÍMICA ANALÍTICA II
Contenido
●
Conceptos básicos de Matemáticas
●
Conceptos básicos de Química Analítica I
●Reacciones Ácido-base/Complejos
●Reacciones Potencial/Ácido-base
●Reacciones Potencial/Complejos
●Reacciones Heterogéneas
–
Precipitación-Solubilidad
–
Extracción Líquido-Líquido
–
Intercabio Iónico
Conceptos básicos de Matemáticas
Logaritmo
En matemáticas, el logaritmo de un número —en una base determinada— es el exponente al cual hay que elevar la base para obtener dicho número.
Por ejemplo, el logaritmo de 1000 en base 10 es 3, porque 1000 es igual a 10 a la potencia 3: 1000 = 103 = 10×10×10.
De la misma manera que la operación opuesta de la suma es la resta y la de la multiplicación la división, la logaritmación es la operación inversa a la exponenciación de la base del logaritmo.
● La base b tiene que ser positiva y distinta a 1. ● x tiene que ser un número positivo
● n puede ser cualquier número real
Identidades logaritmicas
● log (ab) = log (a) + log (b) ● log (a/b) = log (a) / log (b) ● log (ax) = x log (a)
●
log
bx
=
n
⇔
x
=
b
nlog(
√
x y) = log(y)Conceptos básicos de Matemáticas
Potenciación. Definición
La potenciación es una operación matemática entre dos términos denominados: base a y exponente n. Se escribe an y se lee usualmente como «a elevado a n» o «a elevado a la» y el sufijo en femenino
correspondiente al exponente n. Hay algunos números especiales, como el 2, al cuadrado o el 3, que le corresponde al cubo.
Su definición varía según el conjunto numérico al que pertenezca el exponente:
• Cuando el exponente es un número natural, equivale a ··multiplicar un número por sí mismo varias veces: el exponente determina la cantidad de veces.
• Cuando el exponente es un número entero negativo, equivale a la fracción inversa de la base pero con exponente positivo.
• Cuando el exponente es una fracción irreducible n/m, equivale a una raíz:
Cualquier número elevado al exponente 0 el resultado equivale a 1, excepto el caso particular de que, en principio, no está definido (ver cero).
La definición de potenciación puede extenderse a exponentes reales, complejos o incluso matriciales.
a
n=
a
×
...
×
a
a
−p=
1
a
pa
n m=
m√
a
nConceptos básicos de Matemáticas
Potenciación. Propiedades
●Potencia de exponente 0
Un número elevado al exponente 0 da como resultado la unidad (1), puesto que:
1
=
a
n
a
n=
a
n−n=
a
0 ●Potencia de exponente 1
Toda potencia de exponente 1 es igual a la base:
a
1=
a
●
Potencia de exponente negativo
Un número elevado a un exponente negativo, es igual al inverso de la misma expresión pero con exponente positivo:
a
−n
=
a
0−n=
a
0a
n=
1
a
n ●Multiplicación de potencias de igual base
El producto de dos potencias que tienen la misma base
es otra potencia de la misma base y de exponente la suma de los exponentes.
a
m
⋅
a
n=
a
m+n●
División de potencias de igual base
El cociente de dos potencias que tienen la misma base
es otra potencia de la misma base y de exponente la diferencia de los exponentes
a
ma
n=
a
m−n
●
Potencia de un producto
La potencia de un producto es igual al producto de cada uno de los factores elevado al mismo exponente
(
a
⋅
b
)
n=
a
n⋅
b
n●
Potencia de una potencia
La potencia de una potencia de base a es igual a la potencia de base a y cuyo exponente es el producto de ambos exponentes (la misma base y se multiplican los exponentes):
●
Propiedades que
no
cumple la potenciación
No es distributiva con respecto a la adición y sustracción, es decir, no se puede distribuir cuando dentro del paréntesis es suma o resta: No cumple la propiedad conmutativa, exceptuando aquellos casos en que base y exponente tienen el mismo valor o son equivalentes. En general: Tampoco cumple la propiedad asociativa:
(
a
m)
n=
a
m⋅n(
a
+
b
)
m≠
a
m+
b
m(
a
−
b
)
m≠
a
m−
b
ma
b≠
b
alog
(
1
+
10
810
−3+
10
1410
−6+
10
1810
−9)=
log
(
1
+
10
5+
10
7+
10
9) =
log
(
10
9.004) =
9.004
≈
9
log
(
10
−1)
log
(1) +
log
(
10
8[
OH
−]) +
log
(10
14[
OH
−]
2) +
log
(
10
18[
OH
−]
3)
log[Pb(CH3COO)2] + 2 log[H +
] − log[Pb2+
] − 2 log[CH3COOH]
Conceptos básicos de Matemáticas
Ejercicios
log
[
Pb
CH
3COO
2][
H
]
2[
Pb
2][
CH
3COOH
]
2
=
log
(
1
+
10
8[
OH
−]+
10
14[
OH
−]
2+
10
18[
OH
−]
3)=
log
(
13
+
10
1.3+
5.32
+
10
0.7)=
log
(
10
1.3+
10
0.7+
10
4+
10
−7)=
log
(
1
+
10
8[
OH
−]+
10
14[
OH
−]
2+
10
18[
OH
−]
3)=
Evaluar la función a pH 11
Obtener la igualdad segun el caso
log
(
43.28
)=
1.636
log
10
−5.9
10
−2
2
10
−7.8
10
−2
2
=
log
10
−5.9
10
−7.8
=
log
10
−5.9⋅
10
7.8=
10
1.9Conceptos básicos de Química Analítica I
Equilibrio Redox
●Ecuación de Nernst
●Constante de reacción
Pb
CH
3COO
4
OH
−
2
e
−=
Pb
OH
4CH
3COO
−E
0'
E
=
E
0'
0.06
V
2
log
[
Pb
OH
][
CH
3COO
−]
4[
Pb
CH
3COO
4][
OH
−]
logK
eq=
(
E
oxidante 0−
E
reductor0)
n
eTOTALES0,06
v
Zn
(0s)+
Cu
(2ac+)=
Zn
(2ac+)+
Cu
(0s)Conceptos básicos de Química Analítica I
Equilibrio Redox
●
Potencial de un anfolito
●
Predicción de reacciones.
El proceso que tenga la Keq más grande (mayor a
cero) será la más favorecida termodinamicamente. Como se puede ver el valor de dicho
parámetro depende de la diferencia entre los potenciales normales de los reactivos y del
número total de electrones intercambiados. Si, al comparar dos procesos el número de
electrones es el mismo, entonces la Keq sólo dependerá de los potenciales. Entonces se
puede usar una siplificación gráfica para predecir la espontaneidad de la reacción.
5HBrO
=
2Br
2+
BrO
3+
H
++
2H
2O
E
anfolito0=
n
oxE
ox 0+
n
reductorE
reductor0n
ox+
n
reductor Mayor fuerza oxidante Mayor fuerza reductoraOxidantes
Reductores
E
0A
M
W
B
N
Z
Conceptos básicos de Química Analítica I
Equilibrio Ácido-Base
FUERZA MEDIA
FUERTE
DÉBIL
10 %
90 %
α
%
-2
0,91
log
Ka
C
Alog
Kb
C
BÁCIDOS
BASES
Conceptos básicos de Química Analítica I
Equilibrio Ácido-Base
●
Ácidos
–
Ácido nivelado.
Se disocia al 100 % sin importar su concentración
–
Ácido no nivelado fuerte.
Se disocia más del 90 %
–
Ácido no nivelado de fuerza media.
Se disocia menos del 90 % pero más del 10 %
–
Ácido no nivelado débil.
Se disocia menos del 10 %
–
pH de una mezcla de ácidos
que no reaccionan entre sí y anfolitos
pH
= −
log
(
C
A)
pH
= −
log
(
C
A)
pH
=
1
2
pKa
−
1
2
log
(
C
A)
[
H
+]
2+
Ka
[
H
+] −
KaC
A=
0
pH
=
pKa
1
pKa
22
HA
+
H
2O
=
H
3O
++
A
−Ka
=
[
A
−][
H
3O
+]
[
HA
][
H
2O
]
Conceptos básicos de Química Analítica I
Equilibrio Ácido-Base
C
B[
H
+]
2+
K
W[
H
+] −
KaK
W=
0
●Bases
–Base fuerte.
Se disocia más del 90 %
–
Ácido no nivelado de fuerza media.
Se disocia menos del 90 % pero más del 10 %
–
Base débil.
Se disocia menos del 10 %
–
Disoluciones amortiguadoras.
Ácido y su base conjugada estan presentes
–
