Un diagrama de predominio pretende mostrar las condiciones de concentración y pH donde una especie química tiene la concentración más alta en soluciones en las que existen múltiples equilibrios ácido-base . [1] Las líneas en un diagrama de predominio indican dónde las especies adyacentes tienen la misma concentración. En cualquiera de los lados de dicha línea predomina una especie u otra, es decir, tiene una mayor concentración en relación con las otras especies.
Para ilustrar un diagrama de predominio, parte del de cromato se muestra a la derecha. pCr significa menos el logaritmo de la concentración de cromo y pH significa menos el logaritmo de la concentración de iones de hidrógeno . Hay dos equilibrios independientes, con constantes de equilibrio definidas como sigue.
( 1 )
( 2 )
Una tercera constante de equilibrio se puede derivar de K 1 y K D .
( 3 )
Las especies H 2 CrO 4 y HCr
2O-
7sólo se forman a un pH muy bajo, por lo que no aparecen en este diagrama. Los valores publicados para log K 1 y log K D son 5,89 y 2,05, respectivamente. [2] Utilizando estos valores y las condiciones de igualdad, las concentraciones de las tres especies, cromato CrO2−
4, cromato de hidrógeno HCrO-
4y dicromato Cr
2O2-
7se puede calcular, para varios valores de pH, mediante las expresiones de equilibrio. La concentración de cromo se calcula como la suma de las concentraciones de las especies en términos de contenido de cromo.
Las tres especies tienen concentraciones iguales a 1/K Da pH = p K 1 , para el cual [Cr] = 4/K D. [3] Las tres líneas de este diagrama se encuentran en ese punto.
- Línea verde
- El cromato y el cromato de hidrógeno tienen concentraciones iguales. Configuración de [ CrO2−
4] igual a [ HCrO-
4] en eq. 1 , [H + ] = 1/K 1, o pH = log K 1 . Esta relación es independiente de pCr, por lo que requiere trazar una línea vertical en el diagrama de predominio. - línea roja
- El cromato de hidrógeno y el dicromato tienen concentraciones iguales. Configuración de [ HCrO-
4] igual a [ Cr
2O2-
7] en la ecuación. 2 , [ HCrO-
4] = 1/K D; de la ecuación. 1 , luego, [ CrO2−
4] = 1/K 1 K D [H + ]. - Línea azul
- El cromato y el dicromato tienen concentraciones iguales. Configuración de [ CrO2−
4] igual a [ Cr
2O2-
7] en la ecuación. 3 da [ CrO2−
4] = 1/β 2 [H + ] 2.
El diagrama de predominio se interpreta de la siguiente manera. El ion cromato es la especie predominante en la región a la derecha de las líneas verde y azul. Por encima de pH ~ 6,75 siempre es la especie predominante. A pH <5,89 (pH
K 1 ), el ion cromato de hidrógeno predomina en la solución diluida, pero el ion dicromato es predominante en las soluciones más concentradas.Los diagramas de predominio pueden volverse muy complicados cuando se pueden formar muchas especies poliméricas como, por ejemplo, con vanadato , [4] molibdato [1] y tungstato . [1] Otra complicación es que muchos de los polímeros superiores se forman muy lentamente, por lo que el equilibrio puede no lograrse incluso en meses, lo que conduce a posibles errores en las constantes de equilibrio y el diagrama de predominio.
Referencias
- ↑ a b c Pope, MT (1983). Oxometalatos de heteropolio e isopolio . Saltador. ISBN 0-387-11889-6.
- ^ Brito, F .; Ascanioa, J .; Mateoa, S .; Hernándeza, C .; Araujoa, L .; Gili, P .; Martín-Zarzab, P .; Domínguez, S .; Mederos, A. (1997). "Equilibrios de especies de cromato (VI) en medio ácido y estudios ab initio de estas especies". Poliedro . 16 (21): 3835–3846. doi : 10.1016 / S0277-5387 (97) 00128-9 .
- ^ Gans, P. (2000). "Un rompecabezas sobre los equilibrios de solución". J. Chem. Educ . 77 (4): 489. Código Bibliográfico : 2000JChEd..77..489G . doi : 10.1021 / ed077p489 .
- ^ Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.pag. 984