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Quimica Analitica

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2

3

4

5

6

7

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9

10

11

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13

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19

20

21

22

23

A

B

C

D

E

F

G

H

Curvas logarítmicas para sistema de ácido acético

C

HOAc

=

0.01 K

a

=

1.75E-05

pH

[HOAc]

log[HOAc] [OAc

-

]

log[OAc

-

]

log[H

+

]

log[OH

-

]

0.00

0.01

-2.00

-6.76

0.00

-14.00

4.00

0.01

-2.00

-2.76

-4.00

-10.00

4.76

0.005

-2.30

0.005

-2.30

-4.76

-9.24

5.50

-2.74

0.01

-2.00

-5.50

-8.50

12.00

-9.24

0.01

-2.00

-12.00

-2.00

Fórmulas para celdas en negritas:

Celda B4: [HOAc] = C

HOac

 =

$C$2

(Copiar a celda B5)

Celda C4: log[HOAc] = 

LOG10(B4)

(Copiar a celda C6)

Celda E4: log[OAc

-

] = log(K

a

 x C

HOAc

)+ pH =

= LOG10($E$2*$C$2)+A4

(Copiar a celda E5)

Celda F4:  log[H

+

] = -pH = 

(-A4)

(Copiar a final)

Celda G4

(-14-F4)

(Copiar a final)

Celda B6:  [HOAc] = C

HOAc

/2 =

$C$2/2

Celda D6:  [OAc

-

] = [HOAc] =

B6

Celda E6:  log[OAc

-

] = 

Celda C7:  log[HOAc] = log(C

HOAc

/K

a

) - pH =  LOG10($C$2/$E$2)-A7 (Copiar a celda C8)

Celda D7:  [OAc

-

] = C

HOAc

 =

$C$2

(Copiar a celda D8)

Graficar A4:A8 vs. C4:C8, D4:D8, E4:E8 y F4:F8 (Series 1, 2, 3 y 4)

cambiar el valor de la celda C2.

Esta hoja de cálculo se puede usar para otras concentraciones de ácido acético con sólo

:  log[OH

-

] = 14 - log[H

+

] = 

LOG10(D6)

Se ve que, cuando [H



 [H

2

PO

4



], el pH es 3.05. Las concentraciones de HPO

4

2



, PO

4

3



 

y OH



 en este pH claramente se pueden ignorar, y la aproximación de que [H



 [H

2

PO

4



es válida.

Para una solución 10

3

 M de H

2

PO

4



, se sabe que [H



⬇ 

K

a1

K

a2

, o pH 

⬇ (pK

a1

 

pK

a2

)/2 

⬇ (1.96  7.12)/2  4.54. Las especies al parecer presentes a este pH son H

2

PO

4



 

(10

3

 M), H



 (10

4.54

 M), y HPO

4

2



 

⬇ H

3

PO

4

 (10

5.6

 M).

Para una solución 10

3

  M de HPO

4

2



, pH 

⬇ (pK

a2

 

  pK

a3

)/2 

⬇ (7.12  12.32)/

⬇ 9.72. Se ve que, a este pH, [H

2

PO

4



⬇ [PO

4

3



⬇ 10

6.55

 M y [OH



 10

4.28

.

Para PO

4

3



 10

3 

M, se puede escribir una expresión de balance de masas para la 

hidrólisis por etapas de cada especie:

 [OH



 [HPO

4

2



 [H

2

PO

4



 [H

3

PO

4

⬇ [HPO

4

2



]

A partir de la figura 7.4, se ve que, cuando [OH



 [HPO

4

2



], el pH es 10.96. A este pH, 

[H

2

PO

4



] y [H

3

PO

4

] son 

 [HPO

4

2



], y la aproximación anterior es válida. Para esta so-

lución, [PO

4

3



 10

4.35

, y [OH



 10

3.04

.

EJERCICIO DE HOJA DE CÁLCULO: DIAGRAMA

LOGARÍTMICO PARA HOAc

Se va a preparar una hoja de cálculo (véase abajo) para graficar el diagrama logarítmico de 

concentración para el sistema de ácido acético a 0.01 M HOAc (véase la figura 7.3) y com-

parar la gráfica obtenida con la figura 7.3. Si se construye correctamente, se puede usar la 

hoja de cálculo para obtener gráficas logarítmicas para diferentes concentraciones de ácido 

acético (sugerencia: introducir C

HOAc

 en forma de ecuación en una celda cuando aparezca 

en vez de calcularla e introducir un valor constante para una concentración fija).

Se requieren puntos clave para cada una de las cuatro especies, HOAc, OAc



, H



 y 

OH



. Para HOAc, se sabe que en solución ácida, [HOAc] es esencialmente igual a C

HOAc

Se asigna esa concentración a pH 0 y 4 (celdas B4 y B5). (La celda en negritas es donde 

se introduce la fórmula o el valor, y luego se copia hacia abajo). A pH 

 pK

a

 

 4.76, 

[HOAc] 

 [OAc



], y así cada uno será la mitad de C

HOAc

 (celdas B6 y D6). Aquí es donde 

Se puede estimar el grado de las 

dos reacciones anfotéricas 

(ecuaciones 7.76 y 7.77).

7.12  DIAGRAMAS LOGARÍTMICOS DE CONCENTRACIÓN

 

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