Sistema Bario-EDTA

Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán Campo 1

Laboratorio de Química Analítica II Práctica No. 2 Efecto que tiene el cloruro de bario, sobre las propiedades acido-base de una solución de la sal disódica de EDTA. Informe de Trabajo

Equipo 3 Caballero Valdivia Jonathan Ortiz Tovar Marco Antonio Ruiz Galindo Cesar David Solorio Aguilar Julieta Profesores: Dalia Bolilla Martínez y Gabriel Israel Nava Nabte Grupo: 2501-C/D Semestre: 2014-II Carrera: Ingeniería Química

Cuautitlán Izcalli, Estado de México a 21 de Febrero de 2014.

Práctica 2 Cualitativa Objetivos  Determinar cualitativamente el efecto de una partícula complejante sobre las propiedades ácidobase de la sal disódica de EDTA. Objetivos particulares  Observar el efecto de la partícula complejante sobre el pKa  Observar el efecto sobre la estabilidad de los anfolitos del EDTA  Observar el efecto sobre la cuantitividad de la reacción de EDTA con NaOH

Introducción

La sal disódica de EDTA, objeto de estudio en esta práctica, puede formar complejos con diversas especies químicas, en esta práctica el agente complejante será el BaCl2, con quien puede formar hasta cuatro complejos, de los cuales solo dos se encuentran reportados en la literatura, pero para el estudio del efecto que el Ba tiene sobre las propiedades ácido-base del EDTA, solo consideraremos el complejo que el Ba forma con el anfolito Y4-. El Ba modifica las propiedades acido-base de la solución de la sal disódica del EDTA, esta modificación es de suma importancia para el estudio de las propiedades ácido-base del EDTA, también nos ayuda a una mejor cuantificación del EDTA, ya que el EDTA como tal no es cuantificable, porque los saltos que presentan no son tan notables, y al agregar Ba al sistema se presenta un salto muy pronunciado lo cual proporciona información muy valiosa para la cuantificación del mismo.

Desarrollo Experimental MATERIAL REACTIVOS EQUIPO -2 Pipetas volumétricas de 1 mL y 2mL Solución de Na2H2Y= 10 M Potenciómetro Copas tequileras Solución BaCl2=1 M Agitador magnético Solución buffer pH 5 Barra magnética

Procedimiento Inicio

Paso 1

Se calibro el potenciómetro, utilizando un tampón de pH 4

Paso 3

Se tomó lectura del pH de ambas muestras.

Paso 2 Residuos

Se tomaron dos alícuotas de 4mL de la solución de EDTA, a las a a).Se le agrego 1mL de BaCl2 y a b).1mL de agua

Se neutralizaron las muestras, y se desecharon en la tarja.

Fin

Resultados pH con Co=0 de Ba 6.21

pH con Co=0.2M Ba 4.2

Análisis de Resultados A partir de los resultados obtenidos de esta práctica cualitativa, para calcular la constante de reacción condicional del EDTA debida a la presencia de un ion 𝐵𝑎2+ , primero fue necesario que escribiéramos la

escala de pH del EDTA, así como sus equilibrios químicos de interacción y sus constantes de acidez respectivas.

1.- 𝐻2 𝑂 + 𝐻4 𝑌

⇌ 𝐻3 𝑌 − + 𝐻3 𝑂 +

𝐾𝑎1 =

2.- 𝐻2 𝑂 + 𝐻3 𝑌 −

⇌ 𝐻2 𝑌 2− + 𝐻3 𝑂+

𝐾𝑎2 =

|𝐻3 𝑌 − ||𝐻3 𝑂 + | |𝐻4 𝑌 | |𝐻2 𝑌 2− ||𝐻3 𝑂 + |

3.- 𝐻2 𝑂 + 𝐻2 𝑌 2− ⇌ 𝐻𝑌 3− + 𝐻3 𝑂 +

𝐾𝑎3 =

4.- 𝐻2 𝑂 + 𝐻𝑌 3−

𝐾𝑎4 =

⇌ 𝑌 4− + 𝐻3 𝑂+

|𝐻3 𝑌 − | |𝐻𝑌 3− ||𝐻3 𝑂 + | |𝐻2 𝑌 2− | | 𝑌 4− ||𝐻3 𝑂 + | |𝐻𝑌 3− |

= 10−2.0 = 10−2.7 = 10−6.3

= 10−10.3

Posteriormente planteamos la disociación de la sal disódica del EDTA con que se trabajó durante la experimentación: 𝑁𝑎2 𝐻2 𝑌 ⟶ 2𝑁𝑎 + + 𝐻2 𝑌 2− De esta forma pudimos observar que 𝐻2 𝑌 2− es el anfolito del que se parte para que al agregar cierta cantidad de una solución de Bario 𝐵𝑎2+ en una concentración mayor a la de la sal disódica de EDTA, forme con este último un complejo; este complejo que se forma es: 𝐵𝑎𝑌 2− ⇌ 𝐵𝑎2+ + 𝑌 4−

𝐾𝐶 =

|𝐵𝑎2+ ||𝑌 4− | = 10−7.8 |𝐵𝑎𝑌 2− |

Con esta información sabemos que 𝑌 4− es la única especie química con la que 𝐵𝑎2+ puede reaccionar para formar un complejo, y de acuerdo con la escala de pH de EDTA, pudimos deducir que el único equilibro que se ve perturbado por la presencia de 𝐵𝑎2+ , es el siguiente: 𝐻𝑌 3−

⇌ 𝑌 4− + 𝐻3 𝑂+

𝐾𝑎4 =

| 𝑌 4− ||𝐻3 𝑂 + | |𝐻𝑌 3− |

Por lo tanto a este equilibrio perturbado le corresponde una constante de acidez condicional (*), la cual se puede calcular generalizando a 𝑌 4− ya que es la única entidad que se ve afectada por 𝐵𝑎2+ . Una vez generalizada la especie perturbada se puede llegar algebraicamente a la expresión que se necesita para poder calcular 𝐾𝑎4∗ .

𝐻𝑌

3−

∗

⇌ 𝑌 + 𝐻3 𝑂

+

𝐾𝑎4∗

|𝑌 ∗ ||𝐻3 𝑂+ | = |𝐻𝑌 3− |

Primero planteamos que la concentración de esta especie generalizada es igual a la suma de las concentraciones del complejo y de la especie del EDTA que participa en la formación de dicho complejo. |𝑌 ∗ | = |𝐵𝑎𝑌 2− | + |𝑌 4− |

Después, de la ley de acción de masas del complejo 𝐾𝐶 , se despejó la concentración de 𝐵𝑎𝑌 2− . 𝐾𝐶 =

|𝐵𝑎2+ ||𝑌 4− | |𝐵𝑎𝑌 2− |

|𝐵𝑎𝑌 2− | =

|𝐵𝑎2+ ||𝑌 4− | 𝐾𝐶

Luego se sustituyó en |𝐵𝑎𝑌 2− | en |𝑌 ∗ | y se factorizó para obtener la expresión final de esta. |𝑌 ∗ | =

|𝐵𝑎2+ ||𝑌 4− | + |𝑌 4− | 𝐾𝐶

|𝑌 ∗ | = (

|𝐵𝑎2+ | + 1) |𝑌 4− | 𝐾𝐶

Por último se sustituyó la expresión final de |𝑌 ∗ | en 𝐾𝑎4∗ y de esta forma se obtuvo la expresión que se buscaba para poder calcular constante condicional. 𝐾𝑎4∗

|𝑌 ∗ ||𝐻3 𝑂+ | = |𝐻𝑌 3− |

|𝐵𝑎2+ | ( 𝐾 + 1) |𝑌 4− ||𝐻3 𝑂+ | 𝐶 ∗ 𝐾𝑎4 = |𝐻𝑌 3− | 𝐾𝑎4∗

|𝐵𝑎2+ | = 𝐾𝑎4 ( + 1) 𝐾𝐶

En la práctica llevada a cabo se mezclaron 4 𝑚𝐿 de 𝑁𝑎2 𝐻2 𝑌 0.1 𝑀 con 1 𝑚𝐿 de 𝐵𝑎2+ 1.0 𝑀 ; ahora bien realizando un balance de materia de 𝐵𝑎2+ en el sistema: 𝐶𝑜𝐵𝑎

2+

= |𝐵𝑎2+ | + |𝐵𝑎𝑌 2− |

Podemos despreciar la concentración del complejo |𝐵𝑎𝑌 2− |, ya que su formación depende de 𝑁𝑎2 𝐻2 𝑌, como este es el reactivo limitante por estar en menor concentración, la cantidad de 𝐵𝑎𝑌 2− producida es muy pequeña. Es por esto que decimos que la concentración inicial de 𝐵𝑎2+ es igual a su concentración en equilibrio, la cual es necesaria para el cálculo de 𝐾𝑎4∗ .

𝐶𝑜𝐵𝑎

2+

= |𝐵𝑎2+ |

Para obtener la concentración inicial de 𝐵𝑎2+ una vez que se ha mezclado con el 𝑁𝑎2 𝐻2 𝑌 0.1 se procedió de la siguiente manera. 𝐶𝑜𝐵𝑎

2+

=

(1 𝑚𝐿)(1.0 𝑀) = 0.2 𝑀 5 𝑚𝐿

Sustituyendo los datos proporcionados al inicio de la práctica de 𝐾𝑎4 y 𝐾𝐶 , así como de la concentración de 𝐵𝑎2+ al equilibrio finalmente pudimos calcular la constante condicional 𝐾𝑎4∗ 𝐾𝑎4∗ = 10−10.3 (

0.2 + 1) = 6.3245𝑥10−4 −7.8 10

𝐾𝑎4∗ = 10−3.2

Con este dato es posible construir la escala de pH de EDTA a la concentración en equilibrio de 𝐵𝑎2+ o en presencia de este, donde se toma en cuenta la constante de acidez condicional calculada y la especie generaliza 𝑌 ∗ .

En esta escala podemos ver que el anfolito 𝐻2 𝑌 2− dismuta y forma 𝐻3 𝑌 − y 𝐻𝑌 3− , pero ahora 𝐻𝑌 3− cambia su posición en la escala debido a la constante de acidez condicional, provocando una reacción para la formación de la especie generalizada o 𝑌 4− y también 𝐻2 𝑌 2− . 2𝐻2 𝑌 2− ⇌ 𝐻3 𝑌 − + 𝐻𝑌 3− 2𝐻𝑌 3−

⟶ 𝑌 ∗ + 𝐻2 𝑌 2−

Posteriormente calculamos el porcentaje de conversión de 𝐻2 𝑌 2− a partir del pH medido durante la experimentación, primero en ausencia de 𝐵𝑎2+ , es decir, con 𝐻2 𝑂 y luego en presencia de 𝐵𝑎2+ para poder comparar el efecto de este ultimo como agente complejante en dicho porcentaje de conversión. 

En ausencia de 𝐵𝑎2+ (con 𝐻2 𝑂) 𝑝𝐻 = 6.21 𝑝𝐻 = −𝑙𝑜𝑔[𝐻3 𝑂+ ]

[𝐻3 𝑂+ ] = 10−𝑝𝐻 = 10−6.21

Ω = [𝐻3 𝑂+ ]4 + 𝐾𝑎1 [𝐻3 𝑂+ ]3 + 𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 [𝐻3 𝑂+ ]2 + 𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 𝐾𝑎3 [𝐻3 𝑂+ ] + 𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 𝐾𝑎3 𝐾𝑎4 Ω = (10−6.21 )4 + [10−2.0 ∗ (10−6.21 )3 ] + [10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ (10−6.21 )2 ] + [10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ 10−6.3 ∗ 10−6.21 ] + [10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ 10−6.3 ∗ 10−10.3 ] = 8.2591𝑥10−14

𝛼𝐻4 𝑌

[𝐻3 𝑂+ ]4 (10−6.21 )4 = = = 1.05𝑥10−8 Ω 8.2591𝑥10−14

%𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝐻4 𝑌 𝑥100 = (1.05𝑥10−8 )𝑥100 = 1.05𝑥10−6 %

𝛼𝐻3 𝑌 − =

𝐾𝑎1 [𝐻3 𝑂+ ]3 10−2.0 ∗ (10−6.21 )3 = = 1.7043𝑥10−4 Ω 8.2591𝑥10−14

%𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝐻3 𝑌 − 𝑥100 = (1.7043𝑥10−4 )𝑥100 = 0.01704%

𝛼𝐻2 𝑌 2− =

𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 [𝐻3 𝑂+ ]2 10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ (10−6.21 )2 = = 0.5515 Ω 8.2591𝑥10−14

%𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝐻2 𝑌 2− 𝑥100 = 0.5515𝑥100 = 55.15%

𝛼𝐻𝑌 3− =

𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 𝐾𝑎3 [𝐻3 𝑂+ ] 10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ 10−6.3 ∗ 10−6.21 = = 0.4483 Ω 8.2591𝑥10−14 %𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝐻𝑌 3− 𝑥100 = 0.4483𝑥100 = 44.83%

𝛼𝑌 4− =

𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 𝐾𝑎3 𝐾𝑎4 10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ 10−6.3 ∗ 10−10.3 = = 3.6439𝑥100−5 Ω 8.2591𝑥10−14

%𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝑌 4− 𝑥100 = (3.6439𝑥100−5 )𝑥100 = 3.6439𝑥100−3 % 

En presencia de 𝐵𝑎2+ 𝑝𝐻 = 4.2 𝑝𝐻 = −𝑙𝑜𝑔[𝐻3 𝑂+ ] [𝐻3 𝑂+ ] = 10−𝑝𝐻 = 10−4.2

Ω∗ = [𝐻3 𝑂+ ]4 + 𝐾𝑎1 [𝐻3 𝑂+ ]3 + 𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 [𝐻3 𝑂+ ]2 + 𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 𝐾𝑎3 [𝐻3 𝑂+ ] + 𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 𝐾𝑎3 𝐾𝑎4∗ Ω∗ = (10−4.2 )4 + [10−2.0 ∗ (10−4.2 )3 ] + [10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ (10−4.2 )2 ] + [10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ 10−6.3 ∗ 10−4.2 ] + [10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ 10−6.3 ∗ 10−3.2 ] = 8.8901𝑥10−14

𝛼𝐻4 𝑌 =

[𝐻3 𝑂+ ]4 (10−4.2 )4 = = 1.7827𝑥10−14 Ω∗ 8.8901𝑥10−14

%𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝐻4 𝑌 𝑥100 = (1.7827𝑥10−14 )𝑥100 = 1.7827𝑥10−12 %

𝛼𝐻3

𝑌−

𝐾𝑎1 [𝐻3 𝑂+ ]3 10−2.0 ∗ (10−4.2 )3 = = = 0.02825 Ω∗ 8.8901𝑥10−14

%𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝐻3 𝑌 − 𝑥100 = 0.02825𝑥100 = 2.825%

𝛼𝐻2 𝑌 2− =

𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 [𝐻3 𝑂+ ]2 10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ (10−4.2 )2 = = 0.8934 Ω∗ 8.8901𝑥10−14

%𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝐻2 𝑌 2− 𝑥100 = 0.8934𝑥100 = 89.34%

𝛼𝐻𝑌 3− =

𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 𝐾𝑎3 [𝐻3 𝑂+ ] 10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ 10−6.3 ∗ 10−4.2 = = 7.0973𝑥10−3 Ω∗ 8.8901𝑥10−14

%𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝐻𝑌 3− 𝑥100 = (7.0973𝑥10−3 )𝑥100 = 0.70973%

𝛼𝑌 4− =

𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 𝐾𝑎3 𝐾𝑎4∗ 10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ 10−6.3 ∗ 10−3.2 = = 0.07093 Ω∗ 8.8901𝑥10−14 %𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝑌 4− 𝑥100 = 0.07093𝑥100 = 7.0973%

Si ahora la solución anterior de EDTA y bario se valorara con NaOH 0.016M, partiremos del anfolito 𝐻3 𝑌− , esto quiere decir que la concentración inicial planteada para esta valoración cambiara debido a que se partirá del anfolito 𝐻3 𝑌− , se calcularan los porcentajes de conversión para 𝐻𝑌 3− en 𝜙 = 1, y para 𝑌 4− en 𝜙 = 2. Como ya mencionamos partiremos del anfolito 𝐻3 𝑌− , por lo que nuestro 𝜙 = 0 será igual a 𝜙 = 1, lo que quiere decir que la escala de pH en función del volumen agregado se recorrerá. Por lo que los porcentajes de conversión se calcularan para 𝐻𝑌 3− en 𝜙 = 2, y para 𝑌 4− en 𝜙 = 3. Ahora la concentración inicial de 𝐻3 𝑌− será la siguiente:

La concentración de 𝐻2 𝑌2− en la solución es de 0.008M esto en 𝜙 = 1, por lo que el volumen en la solución será el doble que el inicial. Lo cual quiere decir que la concentración inicial es el doble y esto es 0.016M

𝐶𝐼𝑛𝑖 =

𝐶𝐸𝐷𝑇𝐴 𝑉𝐸𝐷𝑇𝐴 (0.008𝑀)(10) = = 0.016𝑀 𝑉𝐼𝑛𝑖 (5)

Para calcular el porcentaje de conversión en 𝐻𝑌 3− , será en 𝜙 = 2 Para calcular el porcentaje de conversión, necesitamos calcular el 𝛼𝐻𝑌 3− , para esto es necesario calcular la concentración de iones hidronio. Para calcular la concentración de iones hidronio emplearemos el polinomio de cuarto grado para la valoración de un ácido triprótico con una base fuerte. −

[𝐻3 𝑂

+ ]5

−

−

−

𝐻 𝐴

𝐻 𝐴

𝑉 𝑂𝐻 𝐶 𝑂𝐻 𝑉 𝑂𝐻 𝐶0𝑂𝐻 − 𝑉0 3 𝐶0 3 + 4 + (𝐾𝐴1 + ) − 𝐾𝑊 ) [𝐻3 𝑂+ ]3 − ) [𝐻3 𝑂 ] + (𝐾𝐴1 𝐾𝐴2 − 𝐾𝐴1 ( 𝐻3 𝐴 − 𝑂𝐻 𝑉0 + 𝑉 𝑂𝐻 𝑉0 + 𝑉 −

−

+ (𝐾𝐴1 𝐾𝐴2 𝐾𝐴3 − 𝐾𝐴1 𝐾𝐴2 ( −

− (𝐾𝐴1 𝐾𝐴2 𝐾𝐴3 (

𝐻3 𝐴 𝐻3 𝐴 𝐶0 ) − 𝑉 𝑂𝐻

𝑉 𝑂𝐻 𝐶0𝑂𝐻 − 2𝑉0 𝐻3 𝐴

𝑉0

−

𝐻3 𝐴 𝐻3 𝐴 𝐶0 ) − 𝑉 𝑂𝐻

𝑉 𝑂𝐻 𝐶0𝑂𝐻 − 3𝑉0 𝐻 𝐴 𝑉0 3

+

+

− 𝐾𝐴1 𝐾𝑊 ) [𝐻3 𝑂+ ]2

− 𝐾𝐴1 𝐾𝐴2 𝐾𝑊 ) [𝐻3 𝑂 + ] − 𝐾𝐴1 𝐾𝐴2 𝐾𝐴3 𝐾𝑊 = 0

Resolviendo el polinomio para los valores correspondientes, la concentración de iones hidronio es [𝐻3 𝑂+ ] = 10−4.7539 Ahora calculamos el 𝛼𝐻𝑌 3− Ω∗ = [𝐻3 𝑂+ ]4 + 𝐾𝑎1 [𝐻3 𝑂+ ]3 + 𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 [𝐻3 𝑂+ ]2 + 𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 𝐾𝑎3 [𝐻3 𝑂+ ] + 𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 𝐾𝑎3 𝐾𝑎4∗ Ω∗ = (10−4.7539 )4 + [10−2.0 ∗ (10−4.7539 )3 ] + [10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ (10−4.7539 )2 ] + [10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ 10−6.3 ∗ 10−4.7539 ] + [10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ 10−6.3 ∗ 10−3.2 ] = 1.273791153𝑥10−14

𝛼𝐻4 𝑌

[𝐻3 𝑂+ ]4 (10−4.7539 )4 = = = 7.5736 × 10−6 Ω∗ 1.273791153𝑥10−14 )

%𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝐻4 𝑌 𝑥100 = (7.5736 × 10−6 )𝑥100 = 7.5736 × 10−4 %

𝛼𝐻3 𝑌 − =

𝐾𝑎1 [𝐻3 𝑂+ ]3 10−2.0 ∗ (10−4.7539 )3 = = 4.2974 × 10−3 Ω∗ 1.273791153𝑥10−14

%𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝐻3 𝑌 − 𝑥100 = 4.2974 × 10−3 𝑥100 = 0.42974%

𝛼𝐻2 𝑌 2− =

𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 [𝐻3 𝑂+ ]2 10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ (10−4.7539 )2 = = 0.4865 Ω∗ 1.273791153𝑥10−14

%𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝐻2 𝑌 2− 𝑥100 = 0.8934𝑥100 = 48.65%

𝛼𝐻𝑌 3− =

𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 𝐾𝑎3 [𝐻3 𝑂+ ] 10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ 10−6.3 ∗ 10−4.7539 = = 0.01384 Ω∗ 1.273791153𝑥10−14

%𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝐻𝑌 3− 𝑥100 = (0.01384)𝑥100 = 1.384%

𝛼𝑌 4− =

𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 𝐾𝑎3 𝐾𝑎4∗ 10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ 10−6.3 ∗ 10−3.2 = = 0.4953 Ω∗ 1.273791153𝑥10−14 %𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝑌 4− 𝑥100 = 0.4953𝑥100 = 49.53%

Para 𝜙 = 3, seguiremos el mismo procedimiento La concentración de iones hidronio en este punto es [𝐻3 𝑂+ ] = 10−6.7499 Ω∗ = 6.311983438 × 10−15

−6.7499 4

𝛼𝐻4 𝑌

(10 ) [𝐻3 𝑂+ ]4 = = = 1.5857 × 10−13 Ω∗ 6.311983438 × 10−15

%𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝐻4 𝑌 𝑥100 = (1.5857 × 10−13 )𝑥100 = 1.5857 × 10−11 %

−6.7499 3

𝛼𝐻3 𝑌 −

−2.0 ∗ (10 ) 𝐾𝑎1 [𝐻3 𝑂+ ]3 10 = = = 8.9153 × 10−9 Ω∗ 6.311983438 × 10−15

%𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝐻3 𝑌 − 𝑥100 = 8.9153 × 10−9 𝑥100 = 8.9153 × 10−7 %

−6.7499 2

𝛼𝐻2 𝑌 2−

−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ (10 ) 𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 [𝐻3 𝑂+ ]2 10 = = = 1 × 10−4 ∗ −15 Ω 6.311983438 × 10

%𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝐻2 𝑌 2− 𝑥100 = 1 × 10−11 𝑥100 = 1 × 10−2 %

𝛼𝐻𝑌 3− =

𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 𝐾𝑎3 [𝐻3 𝑂+ ] 10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ 10−6.3 ∗ 10−6.7499 = = 1.778 × 10−7 Ω∗ 6.311983438 × 10−15

%𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝐻𝑌 3− 𝑥100 = (1.778 × 10−7 )𝑥100 = 1.778 × 10−5 %

𝛼𝑌 4− =

𝐾𝑎1 𝐾𝑎2 𝐾𝑎3 𝐾𝑎4∗ 10−2.0 ∗ 10−2.7 ∗ 10−6.3 ∗ 10−3.2 = = 0.9996 Ω∗ 6.311983438 × 10−15 %𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 = 𝛼𝑌 4− 𝑥100 = 0.9996𝑥100 = 99.96%

A continuación se muestra una gráfica simulada de la valoración de EDTA con NaOH en presencia de bario y sin bario en el sistema Con Ba

Sin Ba

14

12

PH

10

8

6

4

2 5

7

9

11

13

15

17

19

V NAOH

Grafica 1.- Grafica simulada de la valoración de EDTA con NaOH en presencia de bario y sin bario.

Conclusiones De acuerdo con los porcentajes de conversión calculados podemos observar que en usencia de 𝐵𝑎2+ la formación del anfolito 𝐻𝑌 3− es mayor que en presencia de este, lo cual consideramos que se debe a que al agregar bario, modifica el pKa del par conjugado 𝐻𝑌 3− /𝑌 4− , esta modificación del pKa genera una reacción de dismutación, lo cual nos quiere decir que el anfolito 𝐻𝑌 3− se vuelve inestable, por lo cual al ocurrir la formación de este inmediatamente reacciona consigo mismo para formar 𝐻2 𝑌 2− y 𝑌 4− , quedando muy poco 𝐻𝑌 3− en el sistema, y al haber mayor porcentaje de 𝑌 4− la reacción se vuelve más cuantitativa esto debido a que se presenta hay un mayor porcentaje de conversión de 𝐻𝑌 3− a 𝑌 4− .