PRICIPIPIOS DE LA TERMODINAMICA PATRE 6 PRESENTA: M.C. J. ALFREDO OCHOA G. UNIVERSIDAD DE SONORA División de Ciencias Exactas y Naturales Departamento.

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1 PRICIPIPIOS DE LA TERMODINAMICA PATRE 6 PRESENTA: M.C. J. ALFREDO OCHOA G. UNIVERSIDAD DE SONORA División de Ciencias Exactas y Naturales Departamento de Geología MATERIA HIDROGEOLOGIA II

2 Cuando las sales se disuelven en agua, se disocian en los aniones y cationes del ácido y la base que las originó. Cuando en este proceso se forma una solución saturada, se desarrolla un equilibrio entre los iones de la solución y la sal que se encuentra sin disolver en la solución. Al3  2xAl3  2x SO2  3xSO2  3x  Al 3  2  SO  2  3  K ps Al (SO )  2 Al 3  3SO  2 4 4 24 34  2x  2  3x  3  K  69.19 ps x  0.9147 2x  1.829mol / L 3x  2.744mol / L Cuando un ácido una base reaccionan, el H+ se combina con el OH- para formar agua. El anión del ácido y el catión de la base forman un compuesto denominado SAL. Cuando una sal se disuelve, se disocia en los aniones y cationes que la formaron. SALES Y SUS IONES: Cálculos relacionados con su solubilidad

3 CLASIFICACIÓN DE SALES 1) Ácido fuerte+base fuerte 2) Ácido fuerte+base débil 3) Ácido débil+base fuerte 4)Ácido débil+base débil Cationes que se combinan con OH - Aniones que se hidrolizan con H + Aniones y cationes que se pueden hidrolizar La mayoría de los minerales son sales formadas por ácidos débiles y bases fuertes, por ejemplo los carbonatos y silicatos son sales que tienen este origen Los ácidos débiles sólo se disocian parcialmente, por lo que cuando una sal de un ácido débil se disocia en agua, libera aniones que tienen mucha afinidad por iones hidrógeno, por lo que al remover H + la solución se torna básica. A este proceso se le denomina HIDRÓLISIS. SALES Y SUS IONES: Hidrolisis

4 B2 Cu(OH )   Cu  2  OH  K B1 Cu(OH ) 2  Cu(OH )  OH K   K H1 K H2 Cu(OH )  H 2 O  Cu(OH ) 2  H Cu  H 2 O  Cu(OH )  H 22  B1B1 H 2H 2 B 2B 2 H 1H 1 K  Kw K K K PorloqueladisolucióndeCu(SO 4 ) produce una solución ácida debido a la hidrólisis del Cu +2 La solubilidad de las sales que se derivan de ácidos débiles se incrementa cuando se disuelven en ácidos fuertes, que proporcionan una fuente de protones. En principio lo mismo sucede con las bases débiles, pero algunas pueden ser un poco insolubles. Fe  3OH  Fe(OH ) 3 33 FeCl  Fe  3  3Cl  3  Las sales que resultan de un ácido fuerte y una base débil también se hidrolizan. Por ejemplo, Cu(OH) 2 es una base débil que se disocia en dos etapas: SALES Y SUS IONES: Hidrolisis

5 Por ejemplo una solución con H 2 CO 3 y K 2 CO 3, el primero se disocia parcialmente, la adición del segundo proporciona CO 3 por lo que la disociación del ácido se inhibe y su concentración molecular se incrementa. Esto implica que la solución almacena los iones hidrógeno, los que serán liberados cuando se presente una reacción en la solución que consuma H +. En contraste, si se liberan iones H+ a la solución, serán consumidos por reacción entre el carbonato y bicarbonato para formar más ácido carbónico. SALES Y SUS IONES: Hidrolisis Las soluciones que contienen un ácido débil y una sal de ese ácido están amortiguadas ( buffered ) debido a que resisten los cambios en el pH.

6 K H2 HCO 3  H 2 O  H 2 CO 3  OH H1 CO  2  H O  HCO   OH  K 323  10  8.35 CaCO  Ca  2  CO  2 33  K sp Como una primer condición, se establece que el sistema es abierto a la atmósfera, por lo que el ácido carbónico está en equilibrio con el CO 2 atmosférico H 2 CO 3  CO 2 (g)  H 2 O H 2 CO 3  CO 2 (aq)  H 2 O CO 2 (aq)  CO 2 (g) K  32.2 Con base en la información anterior, ahora se procederá a calcular la solubilidad de la calcita, que es uno de los minerales más comunes en la corteza terrestre. Las reacciones son las siguientesSOLUBILIDAD DE LA CALCITA: SOLUBILIDAD DE LA CALCITA