titulaciones por precipitación
TRANSCRIPT
VALORACIONES POR PRECIPITACION, (METODOS ARGENTOMETRICOS)
PROFESOR: HANNAEL OJEDA MORENO
DIDIER VARGAS JENIFFER GARCIA
QUIMICA ANALITICA II
PROGRAQMA DE QUIMICA FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS
UNIVERSIDAD DEL ATLANTICO BARRANQUILLA-ATLANTICO
2011
CONTENIDO
1. Introducción
2. Objetivos 2.1 Objetivos generales
2.2 Objetivos específicos 3. Metodología 3.1 Muestra 3.1.1 Muestra bruta
3.1.2 Muestra de laboratorio
3.1.3 Porciones pequeñas de la muestra de laboratorio (Alícuotas) 3.2 Procedimiento para la recolección de datos
3.3 Procesamiento y análisis de datos 3.3.1 Procesamiento de los datos
3.3.2 Análisis de los resultados 4. Conclusión Bibliografía Anexo
1. INTRODUCCION
Titulaciones por precipitación
Los ensayos titulometricos también se basan en la reacción de un titulante con un analito para
formar un precipitado. Las titulaciones por neutralización y por precipitación difieren en un
aspecto muy interesante. Como se ha visto, cuando una titulación por neutralización se
encuentra en la parte intermedia entre el comienzo y el final, el pH de la solución es igual al pKa.
Pero considere la titulación por precipitación del sulfato con plomo. La reacción aplicable y la
expresión de acción de masas es:
El valor de o es igual a solo cuando la otra especie tiene actividad unitaria,
aproximadamente a la concentración 1M (la concentración exacta depende del coeficiente de
actividad). La y el SO42- que quedan en solución controlan el valor de . La curva de
titulación de contra volumen de titulante difiere de una curva de titulación acido-base
porque el solido no forma una solución amortiguadora. El solido no aparece en la expresión de
, y por tanto no es posible que exista una región de amortiguación. En otras palabras en la
zona intermedia cerca del punto de equivalencia, no es igual a . El valor de será
grande (o sea será pequeño) hasta llegar cerca del punto final.
Hay un caso en el cual existe una relación simple entre las concentraciones de plomo y sulfato y
. En el punto de equivalencia, la concentración de plomo en la solución es igual a la del
sulfato.
Este es un resultado general únicamente para la formación de 1:1 de precipitado. Mas allá del
punto de equivalencia, la concentración del titulante plomo aumenta con rapidez a medida que
se agrega.
Es importante reconocer que no todas las reacciones de precipitación son aplicables a análisis
titulometricos, pues muchas son demasiado lentas y como resultado se requieren mucho tiempo
para que se completen, por lo cual el punto final de la titulación puede ser incierto.
En una titulación por precipitación, a medida que se aproxima el punto final el analito que forma
el precipitado se diluye cada vez más. De este modo, si la reacción es lenta seria necesario
agregar el titulante aun con más lentitud. Uno de los motivos por los cuales estas reacciones
suelen ser lentas es que se produce precipitación continua en las superficies de las partículas de
precipitado. Desde el punto de vista de la concentración, estas superficies están relativamente
diluidas.
Un segundo inconveniente al emplear reacciones de precipitación es que tienden a no ser
altamente específicas. Las impurezas con propiedades químicas similares también coprecipitan
y, en consecuencia, los resultados se elevan. La preparación de la muestra para eliminar
impurezas suele ser difícil, u el manejo adicional de la muestra reduce en ocasiones la precisión
del ensayo.
Un tercer inconveniente es que los indicadores colorimétricos para titulaciones con precipitación
son algo complicados: requieren de condiciones de pH y fuerza iónica cuidadosamente
controladas para funcionar en forma moderada.
Otro problema al emplear indicadores de este tipo es que el precipitado suele opacar la solución,
lo que dificulta observar el color del indicador y solo un color de tipo intenso dará un punto final
claramente visible. Sin embargo, estos problemas se han evitado gracias al descubrimiento de
sensores selectivos. Por ejemplo, la titulación de plomo con sulfato puede vigilarse mediante un
electrodo selectivo de plomo para determinar la curva de titulación. Sin embargo pocas
titulaciones de este tipo compiten con las técnicas instrrumentales contemporáneas por lo que
respecta a especificidad, límites de detección, simplicidad de precipitación de la muestra y
velocidad.
Indicadores del punto final El indicador será una sustancia que reacciona con el agente valorante o el analito, y esta reaccion con el indicador compite con la reaccion de precipitación: Según su comportamiento, los indicadores de punto final se clasifican en dos grupos_
a) Indicadores que reaccionan con el agente valorante. Por lo general, cuando se alcanza el punto final:
Originan la aparición o desaparición de un precipitado. Método de Mohr:
Dan lugar a un cambio de color en la disolución que se valora. Método de
Volhard: b) Indicadores de adsorción o de Fajans.
Método de Fajans Fluoresceína (forma anicónica) Condiciones para el uso de los indicadores:
1. La reaccion del indicador solo se debe producir cuando todo el analito ha reaccionado y no antes ni después (control de la concentración del indicador)
2. IndR (Indicador-Reactivo) debe ser muy coloreado, para que sea visible en muy pequeña cantidad (se reduce el error de la valoración)
3. (IndR: Indicador-Reactivo; AR: Analito-Reactivo)
4. debe tener un valor alto, para que el cociente [IndR]/ [Ind] aumente con rapidez
en las proximidades del PE. Para que se observe adecuadamente un cambio de color el valor del cociente [IndR]/ [Ind] debe cambiar aproximadamente entre 10/1 y 1/10 (el valor de pR debe cambiar unas 2 unidades)
ARGENTIMETRIAS
Métodos de análisis volumétrico en los que se emplea el AgNO3 como reactivo precipitante. Este reactivo origina reacciones rápidas de precipitación con gran número de especies, tales como:
Método de Mohr El método se utiliza para determinar iones cloruro y bromuro de metales alcalinos, magnesio y amonio. La valoración se hace con solución patrón de AgNO3. El indicador es el ion cromato CrO4 =, que comunica a la solución en el punto inicial una coloración amarilla y forma en el punto final un precipitado rojo ladrillo de cromato de plata, Ag2CrO4. La solución debe tener un pH neutro o cercano a la neutralidad. Un pH de 8.3 es adecuado para la determinación. La solución patrón de se puede preparar por el método directo dado que el nitrato de plata es un reactivo tipo primario; con el objeto de compensar los errores en la precipitación del punto final se prefiere el método indirecto y la solución se valora con NaCl químicamente puro. Cuando la solución tipo se prepara por el método indirecto no es necesario el ensayo en blanco, porque el exceso empleado en la valoración de la sustancia problema se compensa con el empleado en la valoración del Método de Volhard. Este método de titulación se usa para la determinación de plata y
compuestos de plata, aniones que se precipitan con plata como . Para el caso de determinación de un anión, se acidula con HNO3, se agrega un exceso de solución tipo de AgNO3 para precipitar el anión y se valora por retroceso el exceso de Ag+, con solución patrón de tiocianato de potasio; el indicador es el que proporciona color rojo a la solución. Método de Fajans Este método determina el punto final con indicadores de adsorción (compuesto orgánico que tiende a adsorberse en la superficie del sólido que se forma en una titulación de precipitación). El método se basa en que los precipitados tienden a adsorber sus propios iones de una solución donde se encuentran, a su vez, otros tipos de iones.
En condiciones adecuadas, la adsorción o la desorción ocurren cerca del punto de equivalencia, de ahí que además de un cambio de color también se transfiere el color de la solución al sólido o viceversa La fluoresceína es un indicador de adsorción muy común que tiene mucha utilidad para titular iones cloruro con nitrato de plata. En solución acuosa el indicador se disocia parcialmente en iones hidronio e iones fluoresceinato cargados negativamente y de color verde amarillento, el ion fluoresceinato forma sales de plata de color rojo brillante sin embargo siempre que se emplea este colorante como indicador su concentración nunca es bastante para precipitar como fluoresceinato de plata En las primeras etapas de la titulación de iones cloruro con nitrato de plata, las partículas coloidales de cloruro de plata tienen una carga negativa debido a la adsorción de los iones cloruro en exceso. Los aniones del colorante son repelidos de la superficie de las partículas coloidales por repulsión electrostática e imparten un color verde amarillento a la solución. Sin embargo mas allá del punto de equivalencia las partículas de cloruro de plata tienen a adsorber fuertemente a los iones plata y adquieren una carga positiva por lo que ahora los aniones fluoresceinato son atraídos hacia la capa de contra ión que rodea a cada partícula de cloruro de plata. El resultado neto es la aparición del color rojo del fluoresceinato de plata en la capa superficial de la solución que rodea al sólido. Es importante señalar que el cambio de color es un proceso de adsorción y no una precipitación ya que la solubilidad máxima del fluoresceinato de plata nunca es rebasado. El proceso de adsorción es reversible. Las titulaciones en las que se emplean indicadores de adsorción son rápidas, exactas y confiables, pero su aplicación se limita a unas cuantas reacciones que llevan rápidamente un precipitado coloidal.
2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVOS GENERALES
Determinar un precipitado utilizando como valorante el y sus distintos métodos.
2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS.
Estandarizar una solución de AgNO3 0.0500 M por los métodos de Mohr y Fajans.
Observar el punto de equivalencia con los distintos métodos de valoración por precipitado.
Aplicar los distintos métodos de valoración por precipitado en muestras de agua retratada y
tratada.
3. METODOLOGIA
3.1 Muestra 3.1.1 Muestra bruta Agua brisas. 250mL Agua brisa. 250mL Agua cristal. 250mL Agua de grifo. Agua de charco.
3.1.2 Muestra de laboratorio 100mL de las muestras de agua de las diferentes marcas comerciales 100mL de agua de grifo y agua de charco.
3.1.3 Alícuotas de la muestra de laboratorio
Se tomaron alícuotas de 50mL de cada muestra de agua
3.2 PROCEDIMIENTO PARA LA RECOLECCIÓN DE DATOS
3.2.1 Estandarización de la solución de 0,0500M
Secar el SP NaCl por 2 horas a 10ºC
Diluir y llevar a 100mL hasta el aforo
Pesar 0,1170g – 0,1460g de NaCl
Medir dos alícuotas de 50,0mL cada una
Agregar 2 a
3 gotas de
al
5%p/v
Estandarización
por el método
de Fajans
Transferir a
erlenmeyer
Estandarización
por el método
de Mohr
Agregar 5.0mL de
dextrina al 2% +
10 gotas de
diclorofluresceina
Transferir a
erlenmeyer
Valorar con
3.2.2 Ensayo en blanco para determinar el error por exceso de
PARTE 150,0mL Agua destilada
300mg de CaCO3
1 a 2 mL de K2Cr2O4 al 5% en p/v
Se titula gota a gota con AgNO3
PARTE 2.
3.2.3 Estandarización de la solución patrón de KSCN 0,05M con la solución patrón de
0,0500M
3.3.3 Determinación de cloruros en una muestra de agua por el método de Mohr
Medir una alicuota de 25mL de
AgNO3
Transferir a erlenmeyer de
250mL
Agregar 2mL de HNO3
concentrado + 2mL de solucion
indicadora de sulfato ferrico.
Valorar con KSCN 0,0500M
Medir aicuota de 100mL de la muestra de
agua
Transferir a erlenmeyer de 250mL
Agregar de 1 a 2 gotas de
K2Cr2O4 la 5%
Valorar con AgNO3
3.3.4 Determinación de cloruros en una muestra de sal de cocina por el método de Fajans
3.3.5 Determinación de una mezcla de halogenuros
Pesar 1,100g - 1,200g de sal de cocina
Disolver y transferir a matraz de 100mL
Diluir hasta el aforo.
Pasar a erlenmeyer de 250mLAgregar 5mL de Dextrina al
2% y 10gotas de diclorofluresceina.
Titular con AgNO3
Pesar 0.080g de la mezcla 1 (o la
mezcla 2)
disolver con agua destilada (30mL)
Transeferir a erlenmeyer de
250mL
Diluir hasta 50.0mLAgregar 10mL de
HNO35.0M + 25mL AgNO3 0.05M
Agregar 5.0mL de CHCl3 o CCl4 (agitar
fuerte)
Adicionar 2mL de akumbre ferrico.
Valorar exceso de AgNO3 con KSCN
0.050M
3.3 PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS
3.3.1 PROCESAMIENTO DE LOS DATOS.
ESTANDARIZACION DE AgNO3 0.0501M 0,0500M MÉTODO DE FAJANS Prueba 1:
Prueba 2:
MÉTODO DE MORH
ESTANDARIZACION DE KSCN CON AgNO3 0.0501M.
APLICACIONES ANALITICAS. Determinación de cloruros en una muestra de agua (MORH)
Muestra de agua Brisas:
Muestra de agua Cristal:
Muestra de agua Brisa:
Muestra de agua de grifo:
Muestra de agua de charco:
Determinación de cloruros en sal de cocina:
Determinación de mezcla de halogenuros
NaCl + BaCl2· 2H2O
50mL
0,3mL KSCN
25mL AgNO3
De esta manera se tiene:
4.0 CONCLUSIONES
Las valoraciones argentométricas permiten determinar la cantidad de iones cloruro presentes en muestras de agua, es decir, presentan ciertas similitudes con las valoraciones por formación de complejos, pero a diferencia de estas últimas las primeras cuentas con métodos que son de gran ayuda a la hora de realizar el respectivo análisis. Por otro lado se evidenció que la sal de cocina se encuentra constituida en su mayoría por iones cloruros y que los iones sodio se encuentran en menor proporción pero además que dicha sal no es 100% cloruro de sodio. BLIOGRAFIA
QUIMICA ANALITICA CONTEMPORANEA PRIMERA EDICION JUDITH F. RUBINSON-KENNETH A. RUBINSON, EDITORIAL PRENTICE HALL MEXICO 2000.
SKOOG D A., WEST, HOLLER, CROUCH. Química Analítica. Canadá: Mc Graw Gill, 2004.
AYRES G. Análisis Químico Cuantitativo. Oxford University Press México, 1995.
ANEXO
1. ¿Qué sucedería si la titulación por el método de Morh se efectúa a un pH de 4,00 o
menor, y a un pH mayor que 11,00? Anote las posibles ecuaciones.
El método de Morh es aplicable solo a disoluciones con pH comprendido entre 7 y 10. La
primera ionización del ácido crómico, H2CrO4, es fuerte, pero la segunda es débil,
. En disolución ácida, la concentración de ion cromato disminuye por reaccionar
con los iones hidrógenos:
y el cromato de plata no precipita hasta que se haya añadido ion plata en gran exceso
respecto a la cantidad estequiométrica para la precipitación del cloruro. La precipitación del
cromato de plata se puede impedir por completo con suficiente ácido. Si la disolución a
valorar estuviese alcalina, podría precipitar hidróxido de plata antes
que el cromato de plata.
2. ¿Por qué la valoración por el método de Volhard debe llevarse a cabo en medio
ácido? Explique.
Porque el ácido nítrico evita la hidrólisis del que da lugar a sales básicas insolubles;
además, elimina el color del ion férrico la disolución indicadora, con lo que el punto final es
más pronunciado. El ácido nítrico utilizado en la preparación de la disolución indicadora y en
la disolución de las muestras a valorar debe estar exento de ion cloruro. La mayoría de los
cationes comunes no interfieren; una excepción importante es el mercurio (II), que impide la
formación del complejo férrico rojo, pues el está menos ionizado que
.
3. ¿Cuál es el valor establecido, “VALOR ADMISIBLE”, para la concentracion en ppm de cloruros en agua potable?
Esta concentración es en función del pH. Para un pH entre 6.5 y 7.4 la concentración de
cloro residual combinado debe superar 1 mg/l. Para un pH entre 7 y 8, debe superar
1.5 mg/l. Finalmente si el pH está entre 8 y 9, el cloro combinado puede superar 1.8
mg/l.
4. En una determinación de Cl- por uno de los métodos de Volhard modificados, un
químico no recubrió completamente el AgCl precipitado con nitrobenceno. ¿Su
resultado fue alto, bajo o correcto? Razónese la respuesta.
Como las partículas de cloruro de plata no fueron recubiertas por completo por el
nitrobenceno, ello implica que al momento de hacer la valoración por retroceso con el
tiocianato la cantidad de plata si recubrir reaccionará con el tiocianato de dicha valoración,
es decir, que el resultado obtenido es bajo. La reacción en este caso sería la siguiente:
Porque esta impide la coagulación del precipitado y permitiendo que tenga una elevada
superficie específica en contacto con la disolución. La estabilización de las partículas
coloidales se logra por adición de un coloide protector como la dextrina.
5. Para que se usa el PEG (polietilenglicol) o dextrina en la valoración por el método de
Fajans.
Porque esta impide la coagulación del precipitado y permitiendo que tenga una elevada
superficie específica en contacto con la disolución. La estabilización de las partículas
coloidales se logra por adición de un coloide protector como la dextrina.
6. ¿Qué sucedería si la valoración por el método de Fajans se lleva a cabo bajo la luz
directa del sol?
El precipitado empezaría a volverse gris durante la valoración y por tanto no se conseguiría
el punto final de manera satisfactoria. Lo anterior se debe a la fotosensibilidad que presenta
el haluro de plata. La acción fotoquímica es especialmente intensa sobre las partículas muy
pequeñas que son necesarias para que tenga acción el indicador de adsorción.