cloro distribución de especies

I.
QUÍMICA ÁCIDO / BASE
El cloro aplicado al agua en su forma molecular o como hipoclorito, es hidrolizado para formar
cloro libre que consiste de cloro molecular acuoso (Cl2), ácido hipocloroso (HOCl) y el ión
hipoclorito. La relativa proporción de estos dependerá de la temperatura y del pH del agua.
a. Diagrama de distribución de especies
Se tomaron en cuenta las siguientes reacciones obtenidas del

𝑪𝒍𝟐 + 𝑯𝟐 𝑶 → 𝑯+ + 𝑪𝒍− + 𝑯𝑪𝒍𝑶
………(1)
{𝑯+ } {𝑪𝒍− }{𝑯𝑪𝒍𝑶}
𝑘1 =
= 4𝑥10−4
{𝑪𝒍𝟐 }

𝑯𝑪𝒍𝑶 → 𝑯+ + 𝑪𝒍𝑶−
𝑘2 =
………………………………….(2)
{𝑯+ }{𝑪𝒍𝑶− }
= 2.7𝑥10−8
{𝑯𝑪𝒍𝑶}
𝑪𝑻 = {𝑪𝒍𝟐 } + {𝑯𝑪𝒍𝑶} + {𝑪𝒍𝑶− }
Despejando las concentraciones de equilibrio en función de las especies que se desea
hallar a partir de las ecuaciones (1) y (2); posteriormente se reemplaza en la ecuación
del balance de masa y así obtenemos tres nuevas ecuaciones para cada especie de
cloro libre en función del pH
𝛼0 =
{𝑪𝒍𝟐 }
{𝐻+ }2
= + 2
{𝐻 } + 𝑘1 {𝐻2 𝑂+ } + 𝑘1 ∗ 𝑘2
𝐶𝑇
𝛼1 =
{𝑯𝑪𝒍𝑶}
𝑘1 {𝐻 + }
= + 2
{𝐻 } + 𝑘1 {𝐻2 𝑂+ } + 𝑘1 ∗ 𝑘2
𝐶𝑇
𝛼1 =
{𝐶𝑙𝑂− }
𝑘1 ∗ 𝑘2
= + 2
{𝐻 } + 𝑘1 {𝐻2 𝑂+ } + 𝑘1 ∗ 𝑘2
𝐶𝑇
Tabla1. Valores de α0, α1, α2, α3
pH
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
α0
99.960016
99.6015935
96.1538362
71.4280204
19.9956809
2.43261652
0.24283633
0.01968117
0.00067567
8.9286E-06
9.2251E-08
9.2558E-10
9.2589E-12
9.2592E-14
9.2593E-16
α1
0.03998401
0.39840637
3.84615345
28.5712082
79.9827237
97.3046609
97.1345313
78.7246605
27.0268444
3.57142825
0.36900369
0.03702332
0.00370357
0.00037037
3.7037E-05
α2
1.07957E-09
1.0757E-07
1.03846E-05
0.000771423
0.021595335
0.262722584
2.622632346
21.25565833
72.97247992
96.42856282
99.63099622
99.96297667
99.99629643
99.99962963
99.99996296
Gráfica1. Diagrama alfa
Porcentaje de distribución de las
especies
DIAGRAMA DE DISTRIBUCIÓN DE ESPECIES
120
100
80
60
40
20
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
pH
α0
α1
α2
pág. 2
b. Diagrama de distribución de especies
Se tomaron en cuenta las siguientes reacciones obtenidas del

𝑪𝒍𝟐 + 𝑯𝟐 𝑶 → 𝑯+ + 𝑪𝒍− + 𝑯𝑪𝒍𝑶
𝑘𝑎 =
………(1)
{𝑯+ } {𝑪𝒍− }{𝑯𝑪𝒍𝑶}
= 4𝑥10−4
{𝑪𝒍𝟐 }
Para {𝑪𝒍− } = 10−3 𝑀
𝑘1 =

{𝑯+ } {𝑯𝑪𝒍𝑶}
= 4𝑥10−1
{𝑪𝒍𝟐 }
𝑯𝑪𝒍𝑶 → 𝑯+ + 𝑪𝒍𝑶−
𝑘2 =
………………………………….(2)
{𝑯+ }{𝑪𝒍𝑶− }
= 2.7𝑥10−8
{𝑯𝑪𝒍𝑶}
𝑪𝑻 = {𝑪𝒍𝟐 } + {𝑯𝑪𝒍𝑶} + {𝑪𝒍𝑶− }
Despejando las concentraciones de equilibrio en función de las especies que se desea
hallar a partir de las ecuaciones (1) y (2); posteriormente se reemplaza en la ecuación
del balance de masa y así obtenemos tres nuevas ecuaciones para cada especie de
cloro libre en función del pH
{𝑪𝒍𝟐 }
{𝐻+ }2
𝛼0 =
= + 2
{𝐻 } + 𝑘1 {𝐻2 𝑂+ } + 𝑘1 ∗ 𝑘2
𝐶𝑇
𝛼1 =
{𝑯𝑪𝒍𝑶}
𝑘1 {𝐻 + }
= + 2
{𝐻 } + 𝑘1 {𝐻2 𝑂+ } + 𝑘1 ∗ 𝑘2
𝐶𝑇
{𝐶𝑙𝑂− }
𝑘1 ∗ 𝑘2
𝛼1 =
= + 2
{𝐻 } + 𝑘1 {𝐻2 𝑂+ } + 𝑘1 ∗ 𝑘2
𝐶𝑇
pág. 3
Tabla 2. Valores de α0, α1, α2, α3
pH
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
α0
71.4285709
19.9999957
2.43901797
0.24936984
0.02498701
0.00249321
0.00024343
1.9685E-05
6.7568E-07
8.9286E-09
9.2251E-11
9.2558E-13
9.2589E-15
9.2592E-17
α1
28.5714284
79.9999827
97.5607186
99.747937
99.948027
99.7282405
97.3707464
78.740142
27.0270268
3.57142857
0.36900369
0.03702332
0.00370357
0.00037037
α2
7.71429E-07
2.16E-05
0.000263414
0.002693194
0.026985967
0.269266249
2.629010153
21.25983833
72.97297248
96.42857142
99.63099631
99.96297668
99.99629643
99.99962963
Gráfica2. Diagrama alfa para una temperatura de 25°C y una {𝑪𝒍− } = 10−3 𝑀
Porcentaje de distribución de las
especies
Diagrama de distribución de especies
120
100
80
60
40
20
0
0
2
4
6
8
10
12
14
pH
α0
II.
α1
α2
QUÍMICA DE COORDINACIÓN O COMPLEJACIÓN
VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
pág. 4