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