Volumetria - Guia de Tp

Qumica Analtica para Ingenieros Qumicos

Lic. Marisela Luzardo 1 Capitulo 6: Volumetra

CAPTULO 6 VOLUMETRA

CONTENIDO:

- Volumetra Acido Base - Volumetra de Precipitacin - Volumetra de formacin de iones complejos - Volumetra Redox

INTRODUCCIN

En este captulo se presentan algunos mtodos de anlisis volumtrico que se utilizan en el

laboratorio de Qumica Analtica. La teora que sustenta la experimentacin, se estudi en el captulo de

Equilibrio Qumico y Equilibrio Inico.

Menisco

Bureta

Volumen final

Fiola



CAPTULO 6 VOLUMETRA

Los mtodos volumtricos de anlisis se basan en la medida de volumen de un reactivo de concentracin conocida que es consumido por el analito. Bsicamente los mtodos tienen en comn que son valoraciones basadas en diferentes tipos de reaccin qumica:

- Acido-base - Precipitacin - Formacin de iones complejos - Oxido-reduccin

VALORACIONES O TITULACIONES

Las titulaciones o valoraciones: se llevan a cabo aadiendo lentamente, desde una bureta una

solucin, para que reaccione con otra solucin colocada en una fiola; se conoce la concentracin de una de las soluciones, y se busca determinar la concentracin de la otra solucin. La ubicacin de los reactivos depender de la decisin del analista.

Poner ttulo a una solucin significa determinar su concentracin y reportarla en la etiqueta del

recipiente donde se va a almacenar. En ocasiones se acostumbra poner el ttulo en relacin al analito, ejemplo: solucin de NaOH 1 ml equivale a 0,100 milimol de HCl en lugar de indicar 0,100 mol/L

Las soluciones estndar o soluciones patrn son soluciones de concentracin conocida, utilizadas

en anlisis volumtrico.

ESTNDAR PRIMARIO Estndar primario es un compuesto de alta pureza que sirve como material de referencia en los

mtodos volumtricos de titilacin. Esta sustancia debe cumplir con una serie de requerimientos:

1. Alta pureza (ms de 99 %) 2. Debe ser estable al aire 3. Ausencia de agua de hidratacin para evitar variaciones con los cambios de humedad el

ambiente 4. Fcilmente obtenible a costo moderado 5. Razonable solubilidad en el medio de titilacin 6. Masa molar relativamente alta para minimizar los errores asociados con su pesada: si la

masa molar es alta, se necesitar mayor masa para obtener la cantidad necesaria en moles.



SOLUCIN ESTNDAR O SOLUCIN PATRN

Es una solucin que se prepara para utilizarla como patrn en mtodos volumtricos. Las

propiedades deseables en una solucin patrn son las siguientes:

1. Suficientemente estable en el tiempo para determinar su concentracin una vez (no se necesita determinar nuevamente su concentracin cada vez que se utilice)

2. Reaccin rpida con el analito 3. Reaccin ms o menos completa para alcanzar el punto final 4. Reaccin con el analito por medio de una reaccin selectiva que pueda ser descrita por una

ecuacin qumica balanceada. Ejemplo de soluciones patrn estables: cido clorhdrico Ejemplo de soluciones patrn NO ESTABLES: permanganato de potasio, hidrxido de sodio Las soluciones estndar se pueden preparar por:

1. Pesada directa de un patrn primario y dilucin a un volumen conocido en un baln volumtrico. En este caso se denomina solucin patrn primario, como es el caso de la solucin de ftalato cido de potasio.

2. Cuando no se dispone de un patrn primario, se prepara esta solucin y luego se estandariza contra un estndar primario. En este caso se le denomina solucin patrn secundario, como es el caso de una solucin de cido clorhdrico.

INSTRUMENTOS NECESARIOS PARA UN ANLISIS VOLUMTRICO

1) Pipetas volumtricas 2) Buretas 3) Fiolas 4) Balones aforados

Pipetas volumtricas: estn diseadas para transferir exactamente un volumen de una muestra. Tienen un marca que permite medir el volumen exactamente.

Figura 21 Pipeta volumtrica



Buretas: material diseado para dejar salir cantidades variables de lquido.

Figura 22 Bureta Fiolas: material diseado para contener soluciones mientras se realiza un anlisis.

Figura 23 Fiola



Balones aforados: diseados para preparar soluciones pues permite medir un nico volumen de solucin.

Fuente www.rickly.com/sai/erlenmeyer.htm

Figura 24 Balones volumtricos

MTODOS DE ANLISIS VOLUMTRICOS

VALORACIONES ACIDO-BASE.

Mtodo analtico para determinar la concentracin de un cido o de una base mediante titulacin contra una solucin de concentracin conocida. La determinacin de la concentracin de una muestra de vinagre comercial, es una aplicacin de este tipo de anlisis.

VALORACIONES DE PRECIPITACIN Los mtodos argentomtricos consisten en determinaciones con solucin patrn de nitrato de plata. Mohr, Volhard y Fajans son tres procedimientos para determinacin de la concentracin de haluros en solucin acuosa.

El Mtodo de Mohr utiliza indicadores de precipitacin. El Mtodo de Volhard es una valoracin por retroceso donde se utiliza un indicador que forma un ion complejo: sulfato frrico amnico, que reacciona con exceso de sulfocianuro de potasio para formar un ion complejo de color rojo sangre. Se recomienda utilizar nitrobenceno o alcohol amlico para recubrir el precipitado y aislarlo de los iones en solucin para evitar redisolucin del precipitado.

El Mtodo de Fajans utiliza indicadores de adsorcin. Se usa fluorescena que se adhiere al

precipitado y lo colorea de rosado. El color se ve en el fondo de la fiola.

VALORACIONES DE FORMACIN DE IONES COMPLEJOS



Se basan en la propiedad que tienen ciertos iones metlicos de formar quelatos en solucin acuosa. Se utilizan en las industrias para determinar la dureza del agua.

Los reactivos formadores de complejos son ampliamente utilizados para titular cationes. Los

reactivos ms tiles son compuestos orgnicos con varios grupos donadores de electrones que forman enlaces covalentes mltiples con iones metlicos.

Un ligando es un ion o molcula que forma un enlace covalente con un catin por la donacin de un

par de electrones que luego son compartidos por el ligando y el catin. Un quelato es un complejo cclico formado cuando un catin es enlazado con dos o ms grupos donadores contenidos en un mismo ligando. El nmero de coordinacin de un catin es el nmero de enlaces covalentes que tiende a formar con una especie donadora de electrones.

El EDTA: cido Etilendiamino tetraactico o cido etilendinitrilo tetraactico tiene seis grupos

donadores de electrones: los cuatro grupos cidos y los dos nitrgenos. Es un ligando hexadentado. El EDTA es un estndar primario, pero tiene la desventaja de ser poco soluble en agua, por eso se prefiere utilizar la sal disdica que s es soluble.Se combina con los iones metlicos en proporcin 1:1 sin importar la carga del catin.

Se puede titular una amplia gama de cationes con EDTA, con slo variar el pH del medio titulante.

Se usa como indicador negro de eriocromo T en las titulaciones de muchos cationes. El pH debe estar por encima de 7 El indicador se acompleja con el catin dando un complejo rojo. Al llegar al punto final se consume todo el metal, con lo que queda libre el complejo negro de eriocromo T de color azul.

El EDTA se usa en medicina para eliminar metales pesados del organismo humano. La dureza del agua se debe a la presencia de sales de calcio y/o magnesio, principalmente

carbonatos, y sulfatos (en menor grado). El agua dura disuelve el jabn con dificultad (es difcil enjuagar las cosas enjabonadas). El problema principal que ocasiona es el depsito de sales poco solubles, en el interior de las tuberas (sobre todo en las de agua caliente). El agua de Cabudare es muy dura.

VALORACIONES DE OXIDO-REDUCCIN.

Existe toda una gama de mtodos de anlisis basados en diferentes reacciones redox. Entre ellos destacan las permanganometras, dicromatometras, yodometras, entre otros.

Permanganometra 1 El permanganato de potasio NO ES patrn primario. Se prepara con agua destilada y hervida,

se debe filtrar para eliminar el dixido de manganeso formado, usando lana de vidrio. No se puede usar papel de filtro pues el permanganato reacciona con la materia orgnica del papel.

2 Indicador: el exceso de permanganato hace que la solucin cambie a rosado, por lo cual no se necesita aadir otro indicador.

3 Es un oxidante fuerte, se usa en Qumica Orgnica para detectar materia orgnica que pueda oxidarse.

4 Titulacin en medio fuertemente cido. Se debe usar cido sulfrico, ya que el clorhdrico reacciona oxidndose a Cloro gas o a hipoclorito.



5 El punto final no es permanente ya que el exceso de permanganato reacciona con el ion manganeso (II) de la solucin y con agua, para dar dixido de manganeso y protones.

Dicromatometra:

1. El dicromato de potasio es un Patrn Primario. 2. Se usa principalmente para determinar la concentracin de hierro (II) en medio cido. 3. Indicador: Se usa difenilamina

Yodometra

1. Es una titulacin indirecta, ya que se produce yodo (I2) que luego es titulado con tiosulfato de sodio.

2. El tiosulfato de sodio se usa como patrn primario, aunque se descompone y debe utilizarse recin preparado (el mismo da).

3. La Titulacin es indirecta: Se aade exceso de KI para que el analito reaccione y produzca yodo libre, el cual es titulado posteriormente con tiosulfato de sodio.

4. Indicador: Se usa almidn como indicador. Se debe aadir cerca del punto final, pues si se aade al principio de la titulacin, el almidn puede atrapar parte del yodo que no ser liberado, dando errores. La solucin de almidn debe prepararse el mismo da que se va a utilizar. Se recomienda utilizar almidn soluble, o en su defecto, se puede utilizar almidn comercial, pero debe hervirse durante su preparacin. .

5. Debido a que el yodo libre puede sublimarse, hay que tener cuidado de no perder el yodo formado. Se usan fiolas de yodo.

PROBLEMAS PROPUESTOS

1.- La Ley de un objeto de plata es una unidad de concentracin que representa la masa (g) de plata presente en mil gramos de muestra.

Para analizar una pieza de plata de 6,250 g, se disolvi en cido ntrico y se llev a un volumen de 100 mL. Se tom una alcuota de 20 mL de la solucin y se titul la plata con tiocianato de potasio (sulfocianuro de potasio, mtodo de Volhard) 0,00100 N, gastndose 9,65 mL.

Determine la Ley de la pieza de plata analizada.

2.- Se considera blanda una muestra de agua que tenga menos de 120 ppm de carbonato de calcio, el agua ser moderadamente dura si tiene entre 120 y 350 ppm y ser muy dura si tiene ms de 350 ppm. Para determinar la dureza total de una muestra de agua se prepar una solucin de EDTA disolviendo 1,0000 g de Na2H2C10H12O8N2 . 2 H2O (sal de sodio del EDTA, dihidratada) en agua y llevando a un volumen de 500 mL en un baln aforado. Se tomaron tres alcuotas de 100 mL de la muestra de agua y se titularon con la solucin de EDTA usando negro de eriocromo T como indicador. Los volmenes gastados de EDTA fueron 35,00 mL; 34,90 mL y 34, 75 mL.



a) Determine la dureza total (reporte el promedio y la desviacin estndar) b) Cmo clasificara usted esta agua: dura, muy dura o blanda? Justifique su respuesta. 3.- El proceso de galvanizado consiste en recubrir las piezas de hierro con una capa de cinc, para proteger al hierro de la oxidacin. En una empresa galvanizadora se desea analizar una pieza de hierro galvanizado que pesa 0,3818 g, para lo cual se disuelve en cido sulfrico; posteriormente se lleva todo el hierro a hierro (II) para poderlo valorar con una solucin de K2Cr2O7 0,01667 mol/L. Se gastaron 22,00 mL para alcanzar el punto final. La reaccin que ocurre es:

Fe2+ + Cr2O72- Fe3+ + Cr3+ (medio cido)

a) Determine la normalidad del dicromato de potasio b) Si se considera que la pieza original slo contena hierro y cinc, determine el % de cinc y de hierro en la

muestra original.

4.- Una industria requiere preparar un catalizador a base de lantano. Para ello dispone de arenas de monacita un material rico en lantano. Para determinar el % de lantano en la muestra se realiza el siguiente anlisis: Se toma una muestra de 0,1000 g de arenas de monacita y se disuelve completamente, obtenindose una solucin de LaCl3 (cloruro de lantano). Se aade una solucin de oxalato de sodio para precipitar todo el lantano como oxalato de lantano La(C2O4)3 . El precipitado se disolvi en cido sulfrico hasta completar 50,00 mL de solucin. Esta solucin se titul con KMnO4 0,00600 mol/L, gastndose 18,05 mL. Las ecuaciones no balanceadas de las reacciones que ocurren son:

LaCl3 + Na2C2O4 La2(C2O4)3 + NaCl

La2(C2O4)3 + KMnO4 + H+ CO2 + La3+ + Mn2+ + K+ + H2O

a) Determine la normalidad de la solucin de permanganato de potasio b) Determine el porcentaje de lantano en la muestra original. (Masa atmica del lantano: 138,91 g/mol)

5.- Determine el % de bromo y de materia inerte en una muestra que pesa 1,6000 g y contiene bromuro de calcio y materia inerte. La muestra se disuelve en agua, se le agregan 52,00 mL de nitrato de plata 0,2000 mol/L y el exceso de plata requiere 4,00 ml de KSCN 0,1000 mol/L para la precipitacin del AgSCN.

6.- Se prepara una solucin de EDTA cuya concentracin se expresa como: 1 mL equivale a 10,00 mL de MgCl2 de concentracin 0,300 g/L. El EDTA se utiliza para titular 100 mL de una muestra de agua, gastndose 8,60 mL de EDTA . Determine la dureza de la muestra de agua y exprsela como ppm de CaCO3



7.- Se prepara una solucin disolviendo 25,00 g de K2Cr2O7 en agua hasta obtener 1,0000 L de solucin. Que volumen de esta solucin reaccionar exactamente con 3,402 g de FeSO4 . 7 H2O?

Fe2+ + Cr2O72- Fe3+ + Cr3+ (medio cido)

a) Determine la normalidad (como agente redox) de la solucin de dicromato de potasio b) Determine la normalidad (como sal) de la solucin de dicromato de potasio

8.- El cido acetilsaliclico (HC9H7O4) es un cido monoprtico, conocido mundialmente como aspirina. En un experimento se desea determinar el % de cido acetilsaliclico en una tableta de aspirina. Para ello se toma una tableta, se muele y se disuelve en agua; la solucin obtenida se titula con NaOH usando fenolftalena como indicador. Se realiza el anlisis por triplicado obtenindose los siguientes resultados:

Muestra Volumen de NaOH 0,1470 mol/L usado para titular.

1 12,25 mL 2 12,05 mL 3 12,30 mL

Determine la composicin de la tableta y reprtela como mg de cido acetilsaliclico por tableta.

9.- Para el anlisis de una muestra impura de cido oxlico (H2C2O4), que pesa 10,000 g, se disolvi la muestra y se llev a un volumen de 500,0 mL. De esta solucin se titularon alcuotas de 25,00 mL, con hidrxido de sodio 0,01500 mol/L, gastndose 20,50 mL de la base para alcanzar el punto de equivalencia. Determine la pureza de la muestra de cido oxlico.

10.- Se toman 20,00 ml de una suspensin de leche de magnesia (hidrxido de magnesio) y se titulan con 24,00 mL de cido clorhdrico. 25,00 mL del cido equivalen a 32,00 mL de hidrxido de sodio 0,08500 mol/L. Determine la concentracin de la leche de magnesia en g/L.

13.- Para analizar una muestra de cloro comercial, se toman 15,00 mL y se diluyen hasta 250 mL. Se toman 40,00 mL de la solucin preparada y se tratan con exceso de KI en medio cido; el yodo liberado se titula con 32,20 mL de tiosulfato de sodio 0,1040 mol/L utilizando almidn como indicador.

Determine la concentracin del cloro comercial y reprtela como %m/V de hipoclorito de sodio.

PRACTICAS DE LABORATORIO

ANLISIS DE UNA MUESTRA DE VINAGRE BLANCO COMERCIAL

PROCEDIMIENTO



Estandarizacin del hidrxido de sodio. Seque en la estufa ftalato cido de potasio a 110 C durante 2 horas. Deje enfriar en un desecador. Tome tres fiolas de 250 mL limpias y secas. Pese (al 0,0001 g) entre 0,3 y 0,4 g de ftalato cido de potasio. Aada 50 mL (aproximadamente) de agua destilada y agite suavemente para disolver (evite salpicaduras). Agregue dos o tres gotas de fenolftalena. Cure una bureta con la solucin de hidrxido de sodio y llnela con la misma solucin. Asegrese que no queden burbujas de aire en la punta de la bureta. Titule las tres soluciones de ftalato cido de potasio hasta el punto de viraje del indicador; coloque una hoja blanca (fondo blanco) para apreciar mejor el color. Realice un ensayo en blanco. Titulacin de la solucin de vinagre comercial. Cure un beaker pequeo y una pipeta volumtrica de 25 mL con la muestra de vinagre. Tome una alcuota de 25 mL y transfirala a un baln volumtrico de 250 mL. Lleve a volumen con agua destilada, teniendo cuidado de no pasarse de la marca del aforo. Titule tres alcuotas de 25 mL de la solucin diluida de vinagre, con la solucin de hidrxido de sodio. Use dos o tres gotas de fenolftalena como indicador. Realice un ensayo en blanco. Determinacin de la densidad del vinagre comercial.

Lave muy bien un baln aforado de 50 mL y djelo secar. Pese el baln en la balanza analtica. Llene el baln hasta el aforo con la solucin de vinagre y pese de nuevo. Realice la determinacin por triplicado. Determinacin de la constante de disociacin del cido actico..

Tome una alcuota de 25 mL de cido actico de concentracin conocida, y transfirala a un baln volumtrico de 250 mL. Lleve a volumen con agua destilada, teniendo cuidado de no pasarse de la marca del aforo. Mida el pH de la solucin diluida.

Clculos Determine la concentracin de la solucin de hidrxido de sodio. Determine la concentracin de cido actico en el vinagre comercial y exprsela en mol/L Determine la densidad del vinagre comercial Determine la concentracin del vinagre y exprsela en % m/m Determine la constante de disociacin del cido actico Determine el error de la Ka determinada experimentalmente Determine el pH del punto de equivalencia de la titulacin utilizando la constante de disociacin calculada. Determine el error del % m/m tomando como valor verdadero el reportado en la etiqueta del frasco de vinagre.



FORMA DE REALIZAR LOS CLCULOS Determine la concentracin de la solucin de hidrxido de sodio. a) Se determina la cantidad de ftalato cido de potasio en moles:

ftalatomolarMasa

ftalatogramosftalatomol =

b) Se determinan tres concentraciones de NaOH, sabiendo que en el punto de equivalencia de cada

titulacin mol ftalato = mol NaOH

[ ] ( )LNaOHVolumenftalatomol

NaOH =

c) Se determina el promedio de las tres concentraciones. Esta concentracin es la que se usar en

los clculos siguientes. d) Se determina la desviacin estndar de la concentracin de NaOH. e) Se reporta la concentracin de NaOH desviacin estndar Determine la concentracin de cido actico en el vinagre comercial y exprsela en mol/L

a) Se determinan tres concentraciones de vinagre diludo, sabiendo que en el punto de equivalencia de cada titulacin:

mol cido actico = mol NaOH

[ ] [ ] ( )( )LenalcuotaacticoAcidoVolumenLNaOHvolumenxNaOH

acticoAcido =

b) Se determina el promedio de concentraciones y la desviacin estndar. La concentracin

promedio se usar para los siguientes clculos c) Se reporta [ cido actico diludo]]]] desviacin estndar d) Se utiliza el factor de dilucin para calcular la concentracin del vinagre comercial.

[ ] [ ] [ ]mL00,25

mL0,250x.dilacticoAcido

diluirparausadaalcuotaVolumen

.dilfinalVoluimenx.dilacticoAcidocomercialacticoAcido ==



Determine la densidad del vinagre comercial Se determinan tres densidades y se calcula el promedio. Determine la concentracin del vinagre y exprsela en % m/m a) A partir de la concentracin (promedio) del cido actico comercial (vinagre) en mol/L se

determina el % m/V:

[ ] acticoAcidodelmolarMasaxcomercialacticoAcidoL000,1enacticoAcidomasa =

( )

( ) 100xmLvinagreVolumengacticoAcidomasa

V

m% =

b) Conociendo la densidad (promedio) de la solucin, se determina la masa de 1,00 litro de solucin:

[ ] )mL/g(densidadxmL000,1VolumensolucindemL1000demasa =

( )( ) 100xgvinagredemasagacticoAcidomasa

m

m% =

Determine la constante de disociacin del cido actico

a) Se mide el pH de la solucin diluda de vinagre. b) A partir del pH medido, se calcula [H+]. Se considera que [ion acetato] en equilibrio es igual a

[H+]. ( [H+] = [Ion acetato] = x )

c) Se determina la concentracin de cido actico en el equilibrio:

[cido actico] eq = [cido actico]0 - x

d) A partir de la ecuacin del equilibrio y de las aproximaciones necesarias se determina la Ka

e) Se determina el error absoluto y relativo de la constante calculada experimentalmente tomando como valor real el reportado en la bibliografa.

Determine el pH del punto de equivalencia de la titulacin utilizando la constante de disociacin calculada.



a) Se realiza el clculo utilizando la concentracin promedio de vinagre diluido y la concentracin de NaOH promedio, considerando que se utilizaron 25,00 mL del cido y un volumen de NaOH suficiente para alcanzar el punto de equivalencia. El volumen final en el punto de equivalencia es = Vcido + Vbase

b) Se establece el equilibrio de hidrlisis del acetato de sodio formado en el punto de equivalencia y

se calcula el pH de este equilibrio.

Determine el error del % m/m tomando como valor verdadero el reportado en la etiqueta del frasco de vinagre.

Error absoluto = %m/m calculado - % m/m reportado en la etiqueta

Error relativo = error absoluto x 100 / % m/m reportado en la etiqueta

ALTERNATIVAS PARA ESTANDARIZAR EL HIDRXIDO DE SODIO El hidrxido de sodio necesario para titular la solucin diluda de vinagre se estandarizar contra una solucin de cido clorhdrico de concentracin aproximada 0,1 mol/L. Este cido clorhdrico deber estandarizarse contra carbonato de sodio segn el procedimiento descrito a continuacin.

PREPARACION DE UNA SOLUCION DE CIDO CLORHDRICO APROXIMADAMENTE 0,1 mol/L

Tome un baln aforado de 1 litro y adale agua destilada hasta la mitad de su capacidad. Tome

aproximadamente 9,6 mL de cido clorhdrico concentrado con una pipeta graduada y agrguelo CON CUIDADO al baln aforado.

Mezcle bien con movimientos circulares Complete con agua destilada hasta el aforo, tape y homogenice bien, invirtiendo el baln al menos

veinte veces, para asegurar una homogenizacin completa. Estandarice la solucin

ESTANDARIZACIN DE CIDO CLORHIDRICO CON CARBONATO DE SODIO

Seque en la estufa carbonato de sodio para garantizar que est libre de humedad En una fiola limpia y completamente SECA, pese en la BALANZA ANALTICA, 0,1 g de carbonato de

sodio. (al 0,0001 g) Aada aproximadamente 25 mLde agua destilada y disuelva completamente. Aada dos gotas de rojo de metilo y tres gotas de verde bromo cresol o utilice el indicador mezcla ya

preparado Titule con cido clorhdrico hasta el viraje del indicador. Realice un ensayo en blanco con 25 ml de agua destilada



Nota: Cada estudiante va a realizar UNA estandarizacin del cido clorhdrico y le informar a los dems compaeros los valores obtenidos. De esta manera cada estudiante contar con un nmero de determinaciones igual al nmero de estudiantes de la seccin, a fin de que pueda determinar promedio y desviacin estndar de la concentracin de cido clorhdrico.

ESTANDARIZACIN DE HIDRXIDO DE SODIO CON CIDO CLORHDRICO PREVIAMENTE

ESTANDARIZADO

Tome una alcuota de 10,00 mL de cido clorhdrico y colquela en una fiola limpia Aada aproximadamente 25 mL de agua destilada Aada dos a tres gotas de fenolftalena Titule con hidrxido de sodio hasta el cambio de color del indicador. Repita la determinacin dos veces ms Realice un ensayo en blanco con 35 ml de agua destilada

DETERMINACIN DE CLORUROS: METODOS DE MOHR Y VOLHARD

Para analizar el contenido de cloruro de sodio (NaCl) en la mantequilla, es necesario inicialmente

extraerlo con agua caliente y separarlo de esta forma de la grasa. Los mtodos aqu estudiados (Mohr y Volhard) dependen de la reaccin de precipitacin entre el ion

plata y el ion cloruro para formar cloruro de plata insoluble. El reactivo nitrato de plata tiene una pureza del 99% y es usado como patrn primario.

En solucin neutra, el punto final de la reaccin puede ser indicado por la formacin de un segundo

precipitado insoluble de color rojo, como es el cromato de plata (valoracin de Mohr). En solucin cida el ion cloruro es precipitado con un exceso medido de disolucin patrn de iones plata y este exceso es entonces valorado por retroceso usando disolucin patrn de tiocianato de potasio y sulfato frrico de amonio como indicador (Mtodo de Volhard)

PROCEDIMIENTO PREPARACIN DE LA MUESTRA DE MANTEQUILLA O MARGARINA Preparacin del extracto acuoso de la muestra:

- Pesar cerca de 3 a 5 g de muestra dentro de un vaso de precipitados de 100 mL usando una balanza analtica.

- Aadir alrededor de 20 mL de agua destilada caliente (casi a ebullicin) y despus que la mantequilla se funda transferir a un embudo de separacin. Tapar el embudo y agitarlo bien por 1 o 2 minutos permitiendo de vez en cuando que la presin en su interior se reduzca invirtiendo el embudo y abriendo cuidadosamente la llave.



- Dejar reposar hasta que la capa de grasa se aglomere sobre la fase acuosa. Destapar el embudo y drenar (usando la llave o vlvula inferior) el agua cuidadosamente dentro de un matraz aforado de 250 mL asegurndose que toda la grasa quede dentro del embudo de separacin.

- Aadir otra porcin de 20 mL de agua destilada caliente en el vaso de precipitados y transvasar al embudo de separacin, agitar y repetir el proceso para el drenaje del extracto acuoso en el mismo matraz aforado.

- Realizar una tercera extraccin. - Enfriar el matraz que contiene los extractos acuosos. Puede enfriar externamente con agua hasta

temperatura ambiente y seguidamente enrasar hasta 250 mL con agua destilada. PREPARACIN DE LA MUESTRA DE QUESO

- Pesar 50 gramos de una muestra de queso blanco duro (rayado) en un vaso de precipitados. Aadir 100 mL de agua caliente y agitar fuertemente (puede usar una licuadora).

- Filtrar a travs de un trozo de tela (manga para colar caf) o filtro de caf. Exprimir el filtro a fin de extraer casi todo el lquido. (NOTA: Esto se puede hacer en la casa y traer slo el filtrado al laboratorio)

- Si es necesario, filtrar el lquido a travs de papel de filtro de filtrado rpido. - Transferir el filtrado a un matraz aforado 250 mL y enrasar con agua destilada.

METODO DE MOHR

- Pipetear una alcuota de 25 mL de solucin de cloruros (extracto acuoso de mantequilla o de queso) en una fiola de 250 mL.

- Aadir 1 mL de solucin de cromato de potasio. - Valorar con disolucin de AgNO3 0,05 N (verificar en la etiqueta su concentracin exacta) hasta la

aparicin de una leve coloracin rojo ladrillo. - Realizar otras dos titulaciones - Realizar un ensayo en blanco (sin la muestra), titulando 25 mL de agua destilada, usando 1 mL de

indicador.

METODO DE VOLHARD Estandarizacin de la solucin de tiocianato de potasio.

- Colocar la solucin de tiocianato de potasio en una bureta limpia y curada. (Asegrese de haber lavado bien la bureta luego de la valoracin de Mohr)

- Pipetear 25 mL de AgNO3 patrn 0,05 N en una fiola de 250 mL con tapa esmerilada, aadir 5 mL de HNO3 5 N y 1 mL de indicador sulfato de hierro (III) y amonio.

- Titular con la solucin de tiocianato de potasio agitando fuertemente hasta que la formacin de la coloracin marrn rojiza permanezca al menos 30 segundos despus de una prolongada agitacin (punto final de la valoracin).

- Repetir la valoracin con otras dos alcuotas de la solucin de AgNO3. - Calcular la normalidad de la disolucin de tiocianato de potasio



Titulacin de la muestra.

- Pipetear una alcuota de 25 mL de solucin de cloruros (extracto acuoso de mantequilla o de queso) en una fiola de 250 mL con tapa esmerilada, aadir 5 mL de HNO3 5 N y un exceso exactamente medido de disolucin patrn de AgNO3. (NOTA: este exceso equivale a unos 10 mL ms que el volumen gastado en la titulacin de Mohr). Anotar el volumen de AgNO3 aadido.

- Aadir 2 a 3 mL de nitrobenceno (o alcohol amlico) y 1 mL de indicador sulfato de hierro (III) y amonio. Tapar la fiola y agitar vigorosamente hasta coagular el precipitado de AgCl. (Se observa como leche cortada y el lquido se aclara)

- Destapar, enjuagar la tapa con un chorro de agua destilada de la piseta y recoger el lavado en la fiola.

- Valorar el exceso de AgNO3 con la disolucin de tiocianato de potasio estandarizada anteriormente. En las cercanas del punto final tapar la fiola y agitar fuertemente, destaparla y seguir valorando hasta que la coloracin marrn rojiza permanezca al menos 30 segundos despus de agitar.

Clculos. METODO DE MOHR

- Determine la concentracin (mol/L) de cloruro de sodio en la solucin preparada (extracto de mantequilla o de queso)

- Determine la concentracin de cloruro de sodio en la muestra original. Reporte el resultado como %m/m

METODO DE VOLHARD

- Determine la concentracin de la solucin de ticianato de potasio. - Determine la concentracin (mol/L) de cloruro de sodio en la solucin preparada (extracto de

mantequilla o de queso) - Determine la concentracin de cloruro de sodio en la muestra original. Reporte el resultado como

%m/m Compare los resultados obtenidos por cada mtodo y reporte el % de error del resultado del mtodo de Volhard con respecto al mtodo de Mohr FORMA DE REALIZAR LOS CALCULOS Determine la concentracin (mol/L) de cloruro de sodio en la solucin preparada (extracto de mantequilla o de queso):

- A partir de la concentracin y los volmenes gastados de AgNO3 se determina la concentracin de Cl- en cada alcuota.

- Se reporta la concentracin de Cl- :promedio desviacin estndar Determine la concentracin de cloruro de sodio en la muestra original. Reporte el resultado como %m/m (Mtodo de Mohr y de Volhard)



- A partir de la concentracin promedio de Cl- (mol/L) determine los moles de NaCl en 250 mL de

solucin (volumen del baln aforado). Estos son los moles presentes en la muestra slida. - Determine la masa de NaCl en la muestra y calcule el %m/m

Determine la concentracin de la solucin de ticianato de potasio.

- A partir de la concentracin de AgNO3 reportada en la etiqueta de la solucin, determine la concentracin de KSCN en cada alcuota.

- Reporte promedio desviacin estndar Determine la concentracin (mol/L) de cloruro de sodio en la solucin preparada (extracto de mantequilla o de queso)

- Determine la cantidad (en moles) de AgNO3 aadida a la alcuota. - Determine la cantidad de KSCN (en moles) usada para titular. - La diferencia (moles de AgNO3 moles de KSCN) corresponde a moles de Cl- en la alcuota. - Reporte la concentracin de Cl- (promedio desviacin estndar)

Determine el % de error del mtodo de Volhard con respecto al mtodo de Mohr, comparando los resultados obtenidos por cada mtodo (%m/m de NaCl)



DETERMINACIN DE LA DUREZA DEL AGUA MEDIANTE TITULACIN CON EDTA

(COMPLEXOMETRIA)

La dureza del agua viene del contacto con el suelo y las superficies rocosas. Al precipitarse en forma de lluvia disuelve gran cantidad de slidos que luego se encuentran en las aguas naturales:

H2O + CO2 H2CO3 (liberado por el suelo como producto

la accin bacteriana)

La piedra caliza, insoluble en agua pura, se disuelve en el cido carbnico generado por el contacto del agua con los suelos:

H2CO3 + CaCO3 Ca(HCO3)2 Adems del calcio otros cationes polivalentes como el estroncio, el hierro(II), manganeso y cinc estn presentes en el agua pero en proporciones mucho menores. El aluminio y el hierro (III) precipitan como hidrxidos insolubles en soluciones neutras o bsicas. La dureza total del agua se ha definido como la suma de las concentraciones de calcio y magnesio, expresadas como carbonato de calcio en miligramos por litro (ppm) de CaCO3. Importancia de la determinacin de la dureza de agua: a) El calcio soluble presente en las aguas reacciona con los jabones (de lavar y de tocador) de la siguiente

forma: 2R-COO + Na + Ca+2 (R-COO)2Ca + 2 Na+ soluble insoluble

Como consecuencia de la formacin de este complejo insoluble, en medio acuoso el consumo de detergentes y jabones de tocador se incrementa mientras que la generacin de espuma (indispensable en la accin de lavado) permanece invariable respecto al medio de ausencia de dureza. b) La dureza del agua tambin provoca incrustaciones en el interior de tuberas de generadores de vapor:

Ca(HCO3)2 + calor CaCO3 + CO2 + H2O Incrustacin

La incrustacin produce depsitos indeseables puesto que: c) Disminuye el dimetro efectivo de las tuberas por lo que las velocidades de los flujos que por all

circulan aumentan. d) Actan como aislantes trmicos afectando la eficiencia de los equipos domsticos (calentadores) o

industriales (intercambiadores de calor). Sin embargo, para su consumo, la presencia de dureza en el agua es esencial. La ausencia de calcio y magnesio ocasiona la deshidratacin del organismo. Adems la presencia de una cantidad controlada de carbonato de calcio en las tuberas protege contra los daos que puede ocasionar la corrosin (medios cidos).



Determinacin de la dureza del agua: El mtodo para determinar la dureza del agua consiste en la titulacin con un agente quelante como lo es el EDTA. El EDTA y sus sales de sodio forman un complejo de quelato soluble al aadirse a las soluciones de algunos cationes metlicos.

PROCEDIMIENTO Estandarizacin del EDTA

- Pesar (al 0,0001 g) 0,40 g de CaCO3 en un vaso de precipitados y aadir (lentamente) 20 mL de HCl 0,5 N para disolver completamente

- Transferir cuantitativamente a un baln aforado de 250 mL y completar con agua destilada - Tomar una alcuota de 25 mL de la solucin de Calcio y transferirla a una fiola de 250 mL - Aadir 20 mL de solucin bufer de pH 10 - Aadir algunas gotas de negro de eriocromo T y agitar - Titular con la solucin de EDTA hasta cambio de color (rojo - azul) - Repetir la valoracin con otras dos alcuotas de la solucin de Calcio.

Determinacin de dureza total

- Tomar 25 mL de la muestra de agua y transferirlos a un erlenmeyer de 250 mL - Aadir 20 mL de solucin bufer de pH 10 - Aadir algunas gotas de negro de eriocromo T y agitar - Titular con la solucin de EDTA hasta cambio de color (rojo - azul) - Repetir la valoracin con otras dos alcuotas de muestra

Determinacin de dureza clcica

- Tomar 25 mL de la muestra de agua y transferirlos a un erlenmeyer de 250 mL - Aadir 2 mL de solucin de NaOH 2 mol/L y agitar - Aadir una pequea porcin de murexida y agitar - Titular lentamente con EDTA agitando constantemente hasta cambio de color (rosado morado) - Repetir la valoracin con otras dos alcuotas de muestra

CALCULOS ESTANDARIZACION DEL EDTA:

- Determine la concentracin de EDTA en mol/L. Reporte concentracin promedio desviacin estndar

DUREZA TOTAL - Determine la concentracin de cada alcuota de agua, en mg de CaCO3 por litro de agua. Reporte

concentracin (ppm) promedio desviacin estndar



DUREZA CALCICA

- Determine la concentracin de cada alcuota de agua, en mg de CaCO3 por litro de agua. Reporte concentracin (ppm) promedio desviacin estndar

DUREZA MAGNESICA

- Determine la cantidad de Calcio + Magnesio (en moles) en la alcuota, a partir de la titulacin para la dureza total.

- Determine la cantidad de Calcio (en moles) en la alcuota, a partir de la titulacin para la dureza clcica.

- Reste los moles (dureza total dureza clcica) para calcular los moles de magnesio en la alcuota. - Determine la concentracin de Magnesio en la alcuota y reporte el resultado en ppm de carbonato

de magnesio - Utilice factores gravimtricos para reportar la dureza magnsica como ppm de carbonato de calcio.

ANLISIS DE UNA SOLUCIN DE HIPOCLORITO DE SODIO (CLORO BLANQUEADOR COMERCIAL)

PROCEDIMIENTO Estandarizacion de la solucion de tiosulfato Seque una porcin de yodato de potasio en la estufa a 110 oC por una hora. Deje enfriar en un desecador. Pese (al 0,0001g) alrededor de 0,5 gramos de yodato de potasio, disuelva en agua destilada, transfiera cuantitativamente a un baln aforado de 250 mL y complete el volumen con agua destilada. Tome una alcuota de 25 mL de la solucin de yodato de potasio, aada 2 gramos de yoduro de potasio y agite. Aada 2 mL de HCl. Titule con la solucin de tiosulfato hasta que la solucin adquiera una coloracin amarillo plido. Aada 3 mL de la solucin de almidn. La solucin debe tornarse azul oscuro. Contine titulando hasta que desaparezca el color azul. Realice dos determinaciones adicionales. Haga un ensayo en blanco. Determinacin de la concentracin de hipoclorito de sodio en el cloro comercial.

Cure un beaker pequeo y una pipeta volumtrica de 25 mL con la muestra de cloro comercial. Tome una alcuota de 25 mL y transfirala a un baln volumtrico de 250 mL. Lleve a volumen con agua destilada, teniendo cuidado de no pasarse de la marca del aforo.

Tome una alcuota de 25 mL (con pipeta volumtrica) de la solucin de cloro comercial, aada 25 mL (aproximadamente) de agua destilada. 3 gramos de KI, luego aada 8 mL de cido sulfrico (1:6) y 5 gotas de molibdato de amonio al 3%. Agite para homogeneizar. Titule con la solucin de tiosulfato de sodio hasta que la solucin se decolore y adquiera una coloracin amarillo plido. Aada 3 mL de la solucin de almidn. La solucin debe tornarse azul oscuro. Contine titulando hasta que desaparezca el color azul. Si la solucin no se torna azul oscuro, esto indica que se sobrepas el punto final, En este caso debe repetirse la titulacin con una nueva alcuota de la solucin diluda.



Realice dos determinaciones adicionales. Haga un ensayo en blanco.

Clculos. Determine la concentracin de la solucin preparada de yodato de potasio. Determine la concentracin de la solucin de tiosulfato de sodio. Determine la concentracin de hipoclorito de sodio en la solucin diluda Determine la concentracin de hipoclorito de sodio en la muestra de cloro comercial. Determine el error del % m/m tomando como valor verdadero el reportado en la etiqueta del frasco de cloro comercial. FORMA DE REALIZAR LOS CALCULOS Determine la concentracin de la solucin preparada de yodato de potasio. Se calcula la concentracin de yodato de potasio patrn primario) en mol/L a partir de la masa y el volumen de solucin preparada. Determine la concentracin de la solucin de tiosulfato de sodio

a) Se determina la cantidad de yodato de potasio en moles en la alcuota de 25,00 mL b) Se determina la cantidad de tiosulfato de sodio (en moles) que es estequiomtricamente

equivalente a la cantidad de yodato de potasio en la alcuota (usar clculos estequiomtricos, segn la ecuacin redox balanceada)

b) Se determinan tres concentraciones de tiosulfato de sodio, utilizando los volmenes de las tres titulaciones.

c) Se determina el promedio de las tres concentraciones. Esta concentracin es la que se usar en los clculos siguientes.

d) Se determina la desviacin estndar de la concentracin de tiosulfato de sodio. e) Se reporta la concentracin de tiosulfato de sodio desviacin estndar

Determine la concentracin de hipoclorito de sodio

a) Se determina la cantidad de tiosulfato de sodio (en moles) gastado en la titulacin, a partir de la concentracin promedio de tiosulfato y el volumen gastado en la titulacin.

b) Se determina la cantidad de hipoclorito de sodio (en moles) que es estequiomtricamente equivalente a la cantidad de tiosulfato de sodio utilizado en la titulacin. (Usar clculos estequiomtricos, segn la ecuacin redox balanceada)

c) Se determinan tres concentraciones de hipoclorito de sodio, utilizando los volmenes de las tres titulaciones.

d) Se utiliza el factor de dilucin para determinar las tres concentraciones de hipoclorito de sodio en la muestra de cloro comercial.

e) Se determina el promedio de las tres concentraciones. Se determina la desviacin estndar de la concentracin. Esta concentracin promedio es la que se usar en los clculos siguientes

f) Se reporta la concentracin de hipoclorito de sodio desviacin estndar



Determine el error del % m/m tomando como valor verdadero el reportado en la etiqueta del frasco de cloro comercial

DETERMINACIN DEL CONTENIDO DE HIERRO EN MUESTRAS DE ACERO O DE CEMENTO

PROCEDIMIENTO Estandarizacin del dicromato de potasio.

- Pesar (al 0,0001 g) 3,4 g de sulfato de hierro (II) y amonio hexa hidratado - Aadir 80 mL de H2SO4 al 5 % - Transferir cuantitativamente a un baln aforado de 100 mL - Enrasar con agua destilada - Tomar una alcuota de 10 mL y aadir 1 mL de H2SO4 al 5 % y 1 mL de indicador (difenilamina) - Titular con la solucin de dicromato de potasio - Repetir la valoracin con otras dos alcuotas de la solucin de hierro

ANLISIS DE UNA MUESTRA DE ACERO.

- Pesar en un vaso de precipitados de 250 mL (al 0,0001 g) 0,3 g de aleacin. - Aadir 5 a 10 mL de HCl concentrado y calentar en un una plancha de calentamiento (En la

campana: los vapores de HCl son txicos !) - Calentar hasta disolver, evitando que se seque. - Filtrar en caliente y dejar enfriar. - Transferir cuantitativamente a un baln aforado de 250 mL y enrasar con agua destilada. - Tomar una alcuota de 10 mL y aadir 1 mL de HCl concentrado - Calentar hasta hervir (en la campana!) y aadir (en caliente) cloruro de estao (II) gota a gota hasta

cambio de color de la solucin. - Dejar enfriar. - Aadir Cloruro de mercurio (II) gota a gota, agitando constantemente, hasta que aparezca una ligera

turbidez. - Aadir 1 mL de H2SO4 al 5 % y 1 mL de indicador (difenilamina) - Titular hasta que la solucin cambie de verde a azul prpura y el color permanezca 30 segundos.

DETERMINACIN DEL CONTENIDO DE HIERRO EN CEMENTO PROCEDIMIENTO Anlisis de la muestra de acero.

- Pesar en un vaso de precipitados de 250 mL (al 0,0001 g) 1 g de cemento - Aadir 20 mL de agua destilada



- Aadir 10 a 15 mL de HCl concentrado y mezclar con una varilla de vidrio. - Calentar en un una plancha de calentamiento (En la campana: los vapores de HCl son txicos !) - Aadir (en caliente) solucin de cloruro de estao (II) gota a gota hasta decoloracin de la solucin.

Aadir 1 gota en exceso. - Dejar enfriar a temperatura ambiente. Lavar las paredes del vaso con agua destilada. - Aadir solucin saturada de cloruro de mercurio (II) gota a gota, agitando constantemente, hasta

que aparezca una ligera turbidez. (aproximadamente 10 mL). Agitar vigorosamente durante 1 minuto.

- Aadir 15 mL de la mezcla de H3PO4 - H2SO4 - Diluir hasta 150 ml con agua destilada fra. - Aadir 3 gotas de indicador (difenilamina) - Titular hasta que la solucin cambie a azul intenso y el color permanezca al menos 30 segundos.

CLCULOS ESTANDARIZACIN DEL DICROMATO DE POTASIO:

- Determine la concentracin de dicromato de potasio a partir de los datos de la titulacin con sulfato de hierro (II) y amonio.

- Reporte la concentracin promedio desviacin estndar Puede reportar la concentracin molar (en mol/L) o normal (eq/L)

CONCENTRACIN DE HIERRO EN LA MUESTRA

- Determine el contenido de hierro en la muestra y reporte en % m/m. en la muestra original

DETERMINACIN DEL CONTENIDO DE CALCIO EN CSCARA DE HUEVO: PERMANGANOMETRIA PROCEDIMIENTO Preparacin de una solucin de permanganato de potasio.

- Disolver aprox. 3,2 g de KMnO4 en un volumen cercano a 1 litro de agua destilada - Hervir (suavemente) durante una hora - Dejar enfriar y filtrar con lana de vidrio - Transferir a un baln aforado de un litro, enrasar con agua destilada, tapar y guardar en la

oscuridad.

Estandarizacin de una solucin de permanganato de potasio - Secar Na2C2O4 (estndar primario) en la estufa a 110 C por lo menos una hora - Pesar (al 0,0001 g) 0,3 g de Na2C2O4 Disolver en H2SO4 1M, - Transferir a un baln aforado de 250 mL y enrasar con la misma solucin de cido sulfrico. - Tomar alcuotas de 25 mL y calentarlas a 80 90 C - Titular con permanganato agitando con un termmetro hasta observar la aparicin de una coloracin

rosado plido que permanezca al menos un minuto



NOTA: La aparicin de una coloracin caf en la solucin que se est titulando no constituye ninguna interferencia o error, puesto que se trata de MnO2 que se forma por la descomposicin de permanganato pero que igualmente reacciona con el ion oxalato. Determinacin de calcio

- Pesar 0,2 g de muestra de cscara de huevo. en un vaso de precipitados de 400 mL - Aadir 10 mL de agua destilada y aadir 10 mL de HCl 6 mol/L - Diluir a 100 mL Calentar hasta ebullicin - Aadir 100 mL (NH4)C2O4 al 6% - Aadir rojo de metilo (4 o 5 gotas) - Aadir amonaco hasta color amarillo claro y mantener en digestin en la plancha durante media

hora. - Filtrar y lavar bien el precipitado hasta eliminar los cloruros (probar con nitrato de plata) - Introducir el papel de filtro con el precipitado en un vaso de precipitados de 400 mL - Aadir 100 mL de agua destilada y 15,0 mL de H2SO4 3 mol/L - Agitar para disolver el precipitado. - Calentar hasta 80 90 C y titular en caliente con permanganato agitando con un termmetro hasta

observar la aparicin de una coloracin rosado plido que permanezca al menos un minuto

CLCULOS ESTANDARIZACIN DEL PERMANGANATO DE POTASIO:

- Determine la concentracin de permanganato de potasio. Reporte concentracin promedio desviacin estndar Puede reportar en mol/L o en eq/L.

CONCENTRACIN DE CARBONATO DE CALCIO EN LA MUESTRA DE CSCARA DE HUEVO

- Determine el contenido de CaCO3 en la muestra y reporte en % m/m.

Volumetria - Guia de Tp

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