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Producto de Solubilidad

Producto de Solubilidad. M m A n (s)   mM n+ + nA m-. Ejemplo: precipitación del ion férrico Fe(OH) 3 (s)   Fe 3+ + 3OH - K sp (hidróxido) = [Fe 3+ ][OH - ] 3 = 10 -38.8 FeO(OH)(s)  + H 2 O  Fe 3+ + 3OH - K sp (goetita) = [Fe 3+ ][OH - ] 3 = 10 -41.5

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Producto de Solubilidad

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Presentation Transcript

  1. Producto de Solubilidad MmAn(s) mMn+ + nAm- Ejemplo: precipitación del ion férrico Fe(OH)3(s)  Fe3+ + 3OH- Ksp(hidróxido) = [Fe3+][OH-]3 = 10-38.8 FeO(OH)(s)  + H2O Fe3+ + 3OH- Ksp(goetita) = [Fe3+][OH-]3 = 10-41.5 ½Fe2O3(s)  + 1½ H2O Fe3+ + 3OH- Ksp(óxido) = [Fe3+][OH-]3 = 10-42.7

  2. Equilibrios reportados (NIST) • Fe3+ + OH- FeOH2+ • Fe3+ + 2OH- Fe(OH)2+ • Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3 • Fe3+ + 4OH- Fe(OH)4- • 2Fe3+ + 2OH- Fe2(OH)24+ • 3Fe3+ + 4OH- Fe3(OH)45+

  3. At 25°C, K1 = 6.46x1011 K2 = 2.51x1022 K3 = 2.51x1030 K4 = 2.51x1034 K22 = 1.26x1025 K34 = 5.01x1049 Ksp = 2.51x10-39

  4. Solubilidad total del ion férrico

  5. Distribución de Especies Solubles

  6. Adición de un Agente Complejante EDTA Fes = [Fe3+] + mi[Fem(OH)n] + Fe(EDTA)p+ = [Fe3+] + Kmn[Fe]m[OH]n + KFeEDTA[Fe][EDTA] EDTATotal = [EDTA] + [Fe(EDTA)p+] = [EDTA] + KFeEDTA[Fe][EDTA] Despejando [EDTA],

  7. Agregación de un Agente Complejante Adicional

  8. Distribución de Especies Solubles (c/EDTA)

  9. Representación Gráfica de la Distribución 3Fe3+ + 4OH- Fe3(OH)45+ K34

  10. pH Natural de una Solución Fe3+ + OH- FeOH2+ K1 Fe3+ + 2OH- Fe(OH)2+ K2 Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3 K3 Fe3+ + 4OH- Fe(OH)4- K4 2Fe3+ + 2OH- Fe2(OH)24+ K22 3Fe3+ + 4OH- Fe3(OH)45+ K34 H2O  H+ + OH- Kw Fe total soluble (Fes) = [Fe3+] +  m[Fem(OH)n]i OH total = OHTotal = [OH-] +  n[Fem(OH)n]i Disociación del agua   = moles de agua disociada Kw = [H+][OH-] = ([H+]o + )([OH-]) OHTotal = [OH-]o +  3 incógnitas ([Fe3+], [OH-] & ), 3 ecuaciones pH natural depende de Fes, anion & T

  11. Economía de la Precipitación & Disolución Pagamos por todo lo que agregamos. • Costos de reactivos • Costos de remediación Veremos de cerca el proceso de precipitación con hidróxido $  por cada Fe3+, 3 OH- (Fe(OH)3 + complejos solubles $  Desechos sólidos $  Contaminación de la solución con cationes (Na+, Ca2+ or Al3+)

  12. Caso interesante – Cobre c/glicina NH2CH2COOH – Glicina (Gly) - HL NH2CH2COO- + H+ NH2CH2COOH NH2CH2COO- + 2H+ NH3CH2COOH+ Cu2+ + NH2CH2COO- NH2CH2COOCu+ Cu2+ + 2NH2CH2COO- (NH2CH2COO)2Cu

  13. Sistema Cu-Glicina – f(pH) Cu(II) especies: Cu2+, Cu(Gly)+ and Cu(Gly)2 ¿Cuales otras especies debería considerarse? Especies insolubles (las que queremos): CuO & Cu(OH)2 Especies solubles: CuOH, Cu2(OH)3+, Cu2(OH)22+ & Cu3(OH)42+ El sistema global depende del pH

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