Diagrma de flood

...

[pic 4]

Donde T es la temperatura del nuevo estado (°K), ΔH° es el calor de formación del agua a temperatura del estado de referencia (298.15 °K) y R, la constante general de gases 8.314.[pic 5]

La escala pH

La concentración molar de H +(ac) en una disolución acuosa es por lo general muy pequeña. Por lo tanto, por conveniencia expresaremos [H+] en términos del pH, el cual es e l logaritmo negativo de base 10 de [H+].

[pic 6]

De igual manera, las expresiones pKeq, pOH, pC y pKw son el negativo del logaritmo de las correspondientes expresiones.

Sistematización de variables

En el estudio ácido-base en medio acuoso, se tienen dos constantes: la temperatura del sistema y la constante de equilibrio.

Además, es inherente la inclusión de cuatro variables:

- La constante termodinámica de ionización Ka o Kb.

- La concentración inicial del soluto, Ca o Cb.

- La concentración total de iones H+

- EL grado de ionización αn o fracción de soluto ionizado.

Estas variables se presentan en triadas para su análisis. Es decir, se estudio el comportamiento de uno de ellas en función de otras dos.

Diagrama de Flood

El diagrama de Flood consiste en una representación de los valores pH (ordenada) contra valores pC (abscisa) de uno o varios solutos, acido o bases en disolución acuosa, manteniendo constantes valores tales como α y Keq.

Tratamiento de solutos débiles

Un soluto se considera débil si su reacción protolítica con el disolvente es parcial, es decir su porcentaje de disociación es menor que un 100%.

- Región de aporte significativo de protones de agua

Cuando el sistema tiene un pH entres pkw/2-1 y pKw/2, se considera significativo el aporte protónico del agua.

Ecuación [4]

[pic 7]

La ecuación es aplicable únicamente en el intervalo [pKW/2-1 , pkw/2] para los ácidos y [pKW/2 , pkw/2+1] para las bases.

- Región de aporte no significativo de protones de agua

Si el pH de la solución acuosa del ácido es menor que pKw/2 -1, el aporte protónico del agua puede despreciarse.

Ecuación [5]

[pic 8]

- Región del grado de ionización menor al 10%

Ecuación [6]

[pic 9]

MARCO METODOLÓGICO

- Algoritmo procedimental

- Se asignó valores desde 0 a Kw a una de las variables de la triada.

- Se determinó cuál de las variables de la triada seria constante y se le asignó un valor constante de 2. Cuando el pKa fue constante se utilizó el de cada ácido en cuestión.

- A partir de la ecuación cubica no. 4 se analizó el comportamiento de la variable dependiente (sustituyendo las variables asignadas).

- Se graficó los resultados, se obtuvo la líneas trazadas por la gráfica.

- Se determinó el modelo matemático y el coeficiente de correlación, para cada una de las líneas trazadas por gráfica.

- Se repitieron los pasos del 3 al 5 aplicando la ecuación cuadrática no. 5 y la ecuación lineal no. 6.

- Se repitieron los pasos del 1 al 8 para cada una de las triadas que se pidió graficar.

- Diagrama de Flujo

[pic 10]

[pic 11][pic 12][pic 13]

[pic 14][pic 15]

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RESULTADOS

Para el ácido butanoico

Grafica No. 1

Triada pC vrs. pKa a pH cte = 2[pic 28]

Fuente: Tabla no. 21

Tabla No. 1

Tendencias Grafica No. 4

No. Ecuación

Modelo

R2

Interpretación

4

y = 0.0038x3 - 0.0999x2 - 0.2132x + 2.2141

0.9988

Correlación positiva

5

y = 0.0038x3 - 0.0999x2 - 0.2132x + 2.2141

0.9988

Correlación positiva

6

y = -x + 4

1

Correlación perfecta

Fuente: Grafica no. 1

Grafica No. 2

Triada pH vrs. pC a pKa cte = 4.81

[pic 29]

Fuente: Tabla no. 24

Tabla No. 2

Tendencias Grafica No. 2