Cómo calcular la fracción de EDTA

ácido etilendiaminotetraacético ( EDTA ) es un ácido débil a pesar de que también puede actuar como una base débil . Se puede recoger uno o dos protones como una base o donar hasta cuatro protones como un ácido. En consecuencia , tiene no menos de seis formas diferentes que usted podría encontrar en solución , en función del pH . El más importante de ellos - el que es realmente útil - es la forma totalmente desprotonado , EDTA - 4 . Puede utilizar las constantes de disociación y el pH para calcular la fracción de EDTA - 4 en solución . Instrucciones Matemáticas 1

Escriba la ecuación que va a utilizar para resolver este problema :

( K1 K2 K3 K4 K5 K6 ) ) /( [ H + ] ^ 6 + H K1 [ + ] ^ 5 + K1 K2 [ H + ] ^ 4 + K1 K2 K3 [ H + ] ^ 3 + K1 K2 K3 K4 [ H + ] ^ 2 + K1 K2 K3 K4 K5 [ H + ] + K1 K2 K3 K4 K5 K6 )

Esta ecuación puede parecer complicado , pero se verá más simple una vez que usted lo rompe en pedazos más pequeños .
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Para comenzar, el cálculo del numerador. El numerador es simplemente el producto de las constantes de disociación de ácido seis de EDTA. Estas constantes de disociación ácida son los siguientes :

K1 = 1

K2 = 0,0316

K3 = 0,01

K4 = 2,04 x 10 ^ -3

K5 = 7,41 x 10 ^ -7

K6 = 4,27 x 10 ^ -11

Si usted multiplica los seis de estos números , se obtiene 2,04 x 10 ^ - 23.
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Convertir el pH a [ H + ] , la concentración de iones de hidrógeno . Recuerde que [ H + ] es igual a 10 ^ -pH . Si el pH es 8 , por ejemplo, la concentración de iones de hidrógeno es 10 ^ -8 = 1 x 10 ^ -8
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Calcular los cuatro primeros términos del denominador , que son los siguientes . :

[ H + ] ^ 6 + K1 [ H + ] ^ 5 + K1 K2 [ H + ] ^ 4 + K1 K2 K3 [ H + ] ^ 3

En el ejemplo , [ H + ] = 1 x 10 ^ -8 , por lo que una vez que usted sustituye este número en lugar de [ H + ] y elevarla a cada poder, de tener lo siguiente :

1 x 10 ^ -48 + K1 ( 1 x 10 ^ -40 ) + K1 K2 ( 1 x 10 ^ -32 ) + K1 K2 K3 ( 1 x 10 ^ -24 )

Ahora multiplique los últimos tres términos en esta expresión por los valores apropiados K . Esto le da la siguiente :

1 x 10 ^ -48 + ( 1 ) ( 1 x 10 ^ -40 ) + ( 1 ) ( 0.0316 ) ( 1 x 10 ^ -32 ) + ( 1 ) ( 0,0316 ) ( 0,01 ) ( 1 x 10 ^ -24 ) =

1 x 10 ^ -48 + ( 1 x 10 ^ -40 ) + ( 3,16 x 10 ^ -34 ) + ( 3,16 x 10 ^ -28 ) = 3.16 x 10 ^ -28
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Calcule los tres últimos términos del denominador :

K1 K2 K3 K4 [ H + ] ^ 2 + K1 K2 K3 K4 K5 [ H + ] + K1 K2 K3 K4 K5 K6

K1 = 1

K2 = 0,0316

K3 = 0,01

K4 = 2,04 x 10 ^ - 3 Foto

K5 = 7,41 x 10 ^ -7

K6 = 4,27 x 10 ^ -11

Inicio sustituyendo en el valor de [ H + ] se calculó y sus valores de K para dar la siguiente :

( 1 ) ( 0,0316 ) ( 0,01 ) ( 2,04 x 10 ^ -3 ) ( 1x10 ^ -8) ^ 2 + ( 1 ) ( 0,0316 ) ( 0,01 ) ( 2,04 x 10 ^ -3 ) ( 7,41 x 10 ^ -7 ) ( 1x10 ^ -8 ) + ( 1 ) ( 0,0316 ) ( 0,01 ) ( 2,04 x 10 ^ -3 ) ( 7,41 x 10 ^ -7 ) ( 4,27 x 10 ^ - 11 )

=

6,45 x 10 ^ -15 + 4,78 x 10 ^ -21 + 2,04 x 10 ^ -23

=

6,45 x 10 ^ -15
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Agregue su resultado del paso 5 y el resultado del paso 4 juntos. En el ejemplo , esto le dará lo siguiente :

6,45 x 10 ^ -15 + 3,16 x 10 ^ -28 = 6,45 x 10 ^ -15

En este caso , el segundo resultado es mucho más grande que el primero que la adición de la primera a la que en realidad no cambia en absoluto .
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Divide el numerador ( el resultado del paso 2 ) por el denominador ( el resultado del paso 6 ) para obtener lo siguiente :

2,04 x 10 ^ -23 /6,45 x 10 ^ -15 = 3.16 x 10 ^ -9

Esta es la fracción de EDTA no unido que está completamente desprotona . Como se puede ver , a pH 8 es muy pequeña , y la disminución del pH sería hacerla más pequeña aún . A valores de pH más altos , sin embargo, se acercará a 1, ya que el último término del denominador en la ecuación no va a cambiar , mientras que los primeros seis términos del denominador se volverán más pequeños a medida que aumenta el pH .