Practica Nº 4 DETERMINACIÓN DEL PLOMO INTRODUCCION La base fundamental en toda titulación por EDTA es conocer los diversos conceptos que se aplican en el anlisis! como en la formación de comple"os con iones metlicos pesados! el plomo es un elemento qu#mico aplicable en diversas diversas industrias como tambi$n mu% to&ico para la salud 'umana por lo que siempre es necesario determinar en un mineral el porcenta"e de plomo para evaluar las aplicaciones correspondientes( Esta condición se cumple en el punto de equivalencia( El punto de equivalencia en una titulación es un concepto teórico( En realidad! su posición solo puede ser estimada mediante la observación de cambios f#sicos asociados al punto de equivalencia( Estos cambios aparecen en el punto final de la titulación( )e espera que la diferencia entre el punto de equivalencia % el punto final de una titulación sea peque*a( )in embar+o! esto no es el caso muc'as veces debido a lo inadecuado de los cambios f#sicos % nuestra 'abilidad de observar los mismos( En una titulación comple"o m$trica! m$trica! La reacción entre el analito analito % el titulante es la formación de un comple"o! cu%a constante de equilibrio! , f ! se llama constante de formación( Los valores de la constante de formación de comple"os comple"os metlicos metlicos con los cidos amino carbo&#licos carbo&#licos poli dentados sint$ticos como el EDTA son +randes! por los que estos -ltimos se utili.an ampliamente en qu#mica anal#tica( /ara /ara local locali. i.ar ar los los pun punto toss fina finale less se util utili. i.an an com-nm com-nment entee indi indica cador dores es de un ion ion met metli lico co 0metalocrómicos1( El enmascaramiento se utili.a 'abitualmente para evitar las interferencias de ciertas especies en soluciones comple"as En esta practica 'aremos uso de una titulación con formación de comple"os usando como titulante una solución de EDTA! para determinar la cantidad de plomo presente en una muestra de mineral sulfurado de este(
I.
OBJETIVO Esta practica tiene como ob"etivo la determinación del 2porcenta"e de /b en muestras minerales % concentrados de /b 'aciendo uso de una valoración o titulación comple&o m$trica(
A)/ECTO TEORICO /unto de Equivalencia En una reacción qu#mica cuando es valorada! la cantidad valorante a+re+ada es equivalente a la cantidad presente en el analito( Determinación del /lomo El plomo en soluciones puede determinarse por la formación de un precipitado blanco con cido sulf-rico o sulfato soluble! por la formación de un precipitado cristalino blanco con cloruro soluble % un precipitado amarillo con %oduro! cromato o dicromato( El plomo plomo forma forma precipi precipitad tados os con muc'os muc'os compue compuestos stos or+ni or+nicos cos 0o&alat 0o&alatos! os! cidos! cidos! etc(1 etc(1 En la determinación cuantitativa se usan varios m$todos( En un metal con +ran contenido de plomo primero se determinan las impure.as % el plomo se calcula por diferencia( En la determinación +ravim$trica el plomo se pesa en forma de sulfato! una solución de sulfato de plomo puede valorarse con molibdato de amonio( EDTA
De los a+entes de comple"os a base de quelatos! el cido etilendiamintetracetico! EDTA 0conocido tambi$n con el nombre de verseno1 es uno de los mas -tiles( 3unción del reactivo( El EDTA o verseno tiene la si+uiente formula estructural4
3orma comple"os estables de estequiometria 545 con la ma%or#a de los iones metlicos( /or titulación directa o por una secuencia indirecta de reacciones! virtualmente todos los elementos de la tabla periódica pueden determinarse con EDTA
AGENTE QUELANTE Un quelante! o anta+onista de metales pesados! pesados! es una que forma forma comple"os comple"os con con iones de metales pesados( A comple"os se los conoce como quelatos! palabra que de la palabra +rie+a c'ele que si+nifica 6+arra6( Una de las aplicaciones de los quelantes es evitar la de los metales pesados para los seres vivos(
sustancia estos proviene to&icidad
TITULACION DIRECTA En una titulación directa! el analito se valora con una solución de EDTA patrón( La solución del analito se tampona en un valor de p7 apropiado al que la constante condicional de formación para el comple"o ión metlico 8 EDTA es suficientemente +rande para que se obten+a un punto final bien definido( /uesto que muc'os indicadores metalocrómicos tambi$n son indicadores cido 8 base! tiene distintos colores a diferentes valores de p7 ( Un /7 apropiado es aquel indicador libre tiene color diferente ion metlico 8 indicador( Cuanto ma%or sea la constante condicional de formación! tanto ms brusco ser el cambio en la concentración del ión metlico en el punto de equivalencia( FILTRACIÓN Combinación Metal-EDTA= Quelato )e denomina filtración al proceso de separación de sólidos en suspensión en un l#quido mediante un medio poroso! que retiene los sólidos % permite el pasa"e del l#quido( 9eneralmente se emplea un papel filtro de te&tura relativamente fina( )e eli+e el dimetro de papel filtro por la cantidad de precipitado a reco+er % no por el volumen vo lumen de la solución( Los l#quidos que contienen precipitado se calentaran antes de a precipitación! e&cepto en casos especiales como cuando contienen cloruro de plomo que es muc'o mas soluble en a+ua caliente que en e n a+ua fr#a(
CONCLU)IONE) )e 'a reali.ado una volumetr#a comple"ometrica utili.ando el EDTA para este caso la reacción de la titulación fue cuando el EDTA se combina con el plomo para formar un comple"a EDTA 8 /lomo el cual se observo mediante el cambio de color a amarillo de la solución( )e 'a usado correctamente el papel filtro para la separación de sólidos en suspensión como tambi$n a formar un liquido de lavado( )e 'a lavado con acetato de amonio porque el acetato que es un cido que tiende a neutrali.ar la solución solución obtenida del filtrado filtrado %a que +eneralmente el papel filtro filtro es 'ec'o de sustancias sustancias alcalinas alcalinas que pueden variar el p7 de la solución filtrada( El proceso de titulación como el filtrado se reali.ó a temperatura ambiente para evitar variaciones de clculo debido a temperaturas elevadas RECO:ENDACIONE) Al a+re+ar el cido n#trico a la solución esta se debe 'acer 'ervir 'asta que termine la reacción o se 'alla evaporado la mitad del volumen inicial A la solución sulfatada se debe 'acer fumar 'asta que las paredes del vaso de precipitado est$n limpios 0no 'alla vapor1( No de"ar demasiado tiempo la muestra en la planc'a porque se evaporar el contenido! % los clculos %a no sern e&actos( Lavar bien % cuidadosamente el papel filtro que contiene el precipitado( Real Reali. i.ar ar toda toda me.c me.cla lass con cido cidoss en la camp campana ana de e&tr e&trac acci ción ón de +ases +ases pue puess durant durantee el desarrollo de la practica se noto que los +ases que emanaban de los vasos que eran calentados en la planc'a contaminaban el rea de traba"o( Tener cuidado en la manipulación de los vasos cuando estos se encuentran calientes II(
CUE)TIONARIO
5(8 ;Cuá !" a a #u$ci%$ &! 'ac!r '!r(ir )* +i$ut," &!"-u" &! "u#atar a +u!"tra/ )e debe 'acer 'ervir la solución sulfatada para acelerar la disolución de la muestra! %a que la solubilidad esta en función de la temperatura! adems de eliminar el e&ceso de cido 0a+ente o&idante1 % de ciertas sustancias solubles que pueden alterar la obtención de datos <(8 ; P,r0u "! r!ai1a ," a(a&," c,$ a2ua #r3a / /or que el plomo que est precipitado! es soluble en caliente= quiere decir que el plomo 0precipitado1 que queda en el vaso se lava con a+ua fr#a! por que de lo contrario 'abr una perdida de solubilidad %a que el a+ua caliente actuar en la muestra( >(8 Qu #u$ci%$ ti!$! a a&ici%$ &! ",uci%$ ta+-%$ &! ac!tat, &! a+,$i, / El acetato de amonio act-a como un re+ulador el p7 es decir va a mantener el p7 de la solución a un cierto valor! para que en la titulación con el EDTA! EDTA! la solución vire a un color determinado % no a
otro como ocurre cuando el p7 es diferente por que estamos usando un tipo de indicador de ion metlico= adems que el acetato de amonio a%udara a disolver de nuevo el precipitado ( ?(8 0u -r,5!+a ,ca"i,$a u$ +a a(a&, &! -r!ci-ita&, / Un mal lavado conlleva a una perdida del material material precipitado al quedarse en el papel filtro % esto a su ve. conlleva a una variación en los resultados @(8 6i a +u!"tra c,$ti!$! 5i"+ut,7 i$t!r#i!r! !$ a &!t!r+i$aci%$ &! -,+, !$ a -r!"!$t! +arc'a a$a3tica )i interfiere la presencia de bismuto %a que el cido clor'#drico tambi$n disuelve el bismuto % como el EDTA tiende a formar comple"os con la ma%or#a de los metales entonces se +astar#a solución de titulante de EDTA %a que tambi$n se estar#a titulando el comple"o EDTA8bismuto( EDTA8bismuto( III(
ANEBO
RE9LA DE LA 3ACTOR /LO:O 9ramos de /b)O? (<>@ ( (<@@< /ara un numero de datos ?
olumen de EDTA >5(< ><(< ><(? >?(<
3actor plomo @(?FG @(55@H @(GG @(HG@
(F 4 valor critico de
/rueba /rueb a para 4 olumen de EDTA
J Bn 8 Bn85 K Bn Bn 8 B5 J >?(< 8 ><(? K >?(< 8 >5(< J ( (F /or tanto el resultado no se rec'a.a
/rueba de la para 4 3actor plomo
J Bn 8 Bn85 K Bn Bn 8 B5 J @(HG@ 8 @(GG K @(HG@ 8 @(?FG J (5H (F /or tanto el dato no se rec'a.a
DETER:INACION DE /b 9r de muestra (@>H (@F (@G (@5>G (@<>
olumen de EDTA
2 de plomo
/ara un numero numero de datos ? (F 4 que es el valor critico critico de Aplicando la prueba de d e la para el resultado de olumen olumen de EDTA
J Bn 8 Bn85 Bn85 K Bn 8 B5 J K
Aplicando la prueba de la para el resultado de porcenta"e de plomo
J Bn 8 Bn85 K Bn 8 B5 J
C8LCULO6 9 RE6ULTADO6 AN8LI6I6 QUELATOM:TRICO DE PLOMO EN CONCENTRADO6
E6TANDARI;ACIÓN &! EDTA
Meq8 /b)O?J Meq8EDTA 0/b)O ? 1 /eq0/b)O ? 1
=
t0EDTA1 Nt0EDTA1 Nt0EDTA1
De donde4 o o o o
•
0/b)O?1 J /eso de la muestra de /b)O?( /eq0/b)O?1 J /eso equivalente de /b)O?( 0EDTA1 J olumen olumen del EDTA( E DTA( N0EDTA1 N0EDTA1 J Normalidad del EDTA J !5N J !5molKL Solución patrón de PbSO4
Tenemos como dato que se usaron !5>> + de /b)O?( Entonces 0/b)O?1 J !5>> +( /ero para 'allar el t#tulo del EDTA e&presado como + de /b entre volumen +astado de EDTA! necesito saber primero cunto de /b 'a% en la muestra! para esto4
/b J /b)O?
/A0/b1 /A0/b)O ? 1
De donde4 o o o o
/b J /eso de /lomo a encontrar que se encuentra en la muestra( /b)O? J /eso de /b)O? J !5>>+ /A0/b1 J /eso atómico del /b J <F!<+Kmol /30/b)O?1 J /eso fórmula del /b)O? J >>!< +Kmol
Reempla.ando en4 /b J !5>>
/b J /b)O?
<F!< >>!<
/A0/b1 /A0/b)O ? 1
J !F+
A'ora! 'allaremos el t#tulo del EDTA! para esto sabemos que traba"ando con !F + de al#cuota de /b! utili.amos un volumen de EDTA de 55!ml! entonces se e&presa as#4 TEDTA J
!FI+ =
55!Iml
!I5
+ ml
)abemos que el porcenta"e de plomo se e&presa de la si+uiente manera4 2/b
=
/b muestra
5
De donde4 /b J /eso del /b a encontrar( o muestra J /eso de la muestra usada J !<+( o
Estos datos se obtienen de4
TEDTA De donde4 o o
+ EDTA J olumen +astado EDTA J
Reempla.ando los datos4 /b J
!I5+ ml
A'ora reempla.ando los datos en4 2/b
!5I@ =
!<
5 J
J !5@ + 2/b
=
/b muestra
5
?7@
AN8LI6I6 QUELATOM:TRICO DE ;INC EN CONCENTRADO6
E6TANDARI;ACIÓN &! EDTA
Meq8Pn J Meq8EDTA O0Pn1 =
/eq0Pn1
t0EDTA1 Nt0ED Nt0EDT TA1
De donde4 o o o o •
0Pn1 J /eso de la muestra de Pn( /eq0/b)O?1 J /eso equivalente de Pn( 0EDTA1 J olumen olumen del EDTA( E DTA( N0EDTA1 N0EDTA1 J Normalidad del EDTA J !5N J !5molKL Solución patrón de Zn
Tenemos como dato que se usaron !HG + de Pn( Entonces 0Pn1 J !HG +( A'ora! 'allaremos el t#tulo del EDTA! para esto sabemos que traba"ando con !HG + de al#cuota de Pn! utili.amos un volumen de EDTA de
!HG+ =
!>G
+ ml
)abemos que el porcenta"e de .inc se e&presa de la si+uiente manera4 2Pn
=
Pn muestra
5
De donde4 Pn J /eso del Pn a encontrar( o muestra J /eso de la muestra usada J !<+( o
Estos datos se obtienen de4
<;$ = V2 EDTA> TEDTA De donde4 o o
+ EDTA J olumen olumen +astado +as tado EDTA J 55!5ml TEDTA J T#tulo del EDTA 'allado J !>G+Kml
Reempla.ando los datos4 Pn J 55!5 ml
!>G+ ml
A'ora reempla.ando los datos en4
J !?<< + 2Pn
=
Pn muestra
5
2Pn
!?<< =
!<
5 J
@)
CONCLU6IONE6 •
•
•
•
•
El /b)O? sirve como patrón primario para valorar el EDTA( EDTA( Al momento de a+re+ar 7 <)O? a la muestra de /b % Pn! se le calienta 'asta 'asta que todo el cido sulf-rico fumante volatilice( El cido ascórbico a+re+ado se utili.a para enmascarar el 'ierro( /ara obtener obtener la cantidad de .inc presente presente en la muestra! se utili.a utili.a un re+ulador re+ulador amon amonia iaca call qu quee se usa usa pa para ra mant manten ener er el p7 ad adec ecua uado do!! do dond ndee se form forman an comple comple"os "os aminos aminos del .inc! .inc! que tiene tiene sufici suficient entee estabi estabilid lidad ad para para evitar evitar la precipitación del 'idró&ido del .inc! peor no son tan fuertes como para impedir su reacción con el indicador % con el EDTA( El naran"a de &ilenol es un indicador que se usa para la valoración del /b % del .inc con el EDTA! porque su .ona de vira"e est entre @ a @!@ de p7! $ste es el p7 que se alcan.a a+re+ndole a+re+ndole la solución amoniacal(
RE)U:EN4 9eneralidades( :inerales 09alena! 0 9alena! An+lesita! An+lesita! /iro morfita1( Clasificación de los principales %acimientos del mundo( Reacciones qu#micas del plomo( Anlisis 0determinaciones de /lomo1( Usos( Aleaciones de plomo( /ropiedades mecnicas del plomo % sus aleaciones( :$todos de obtención 0m$todo de reducción tostadora! tostación !fusión! 'orno de cuba1( Refinación del /lomo( Envenenamiento con /lomo 9ENERALIDADE)4 El plomo! /b! n-mero n-mero atómico atómico G ! que contiene FF!@ 2 de /lomo( La an+lesita es el sulfato de plomo! /b)O? % la piro morfita que es un clorofosfato de plomo! H /bO(> /
+alena es el ms importante de los minerales de plomo! la cerusita se forma por la o&idación superficial de la +alena REACCIONE) UQ:ICA)4 El plomo tiene poca tendencia a reempla.ar el 'idró+eno de las soluciones acuosas del cido( El cido n#trico es el me"or disolvente que forma nitrato de plomo soluble( Casi todos los cidos or+nicos reaccionan con el plomo en presencia de o&#+eno para formar sales( El plomo metlico no se altera en el aire seco! en aire '-medo se forma una pel#cula de ó&ido! que con el dió&ido de carbono forma carbonato bsico blanco( En solución cida es poco reductor! en soluciones alcalinas es bastante reductor( reductor( Reacciones4 /b J /bSS S < e8 /b S )OJ? J /b)O? S < e8 /b S < 7O8 J /bO S 7
En la fabricación de ra%ón % nitro+licerina( El plomo se usa en los si+uientes compuestos qu#micos4 51 Disolventes4 los alco'oles! $teres! la cetona % el tricloroetileno no producen efectos sobre el plomo( <1 cidos4 el cido ac$tico! fórmico % tartrico atacan moderadamente( El ataque se acelera en presencia de o&#+eno( )in embar+o puede usarse con an'#drido ac$tico % el cid cidoo ac$t ac$tic icoo +lac +lacia ial! l! tamb tambi$ i$nn pu pued edee usars usarsee co conn el cid cidoo cróm crómic ico! o! el cid cidoo fluor'#drico si es diluido! el cido n#trico! aunque no se recomienda puede usarse a temperaturas normales si la concentración no es ma%or del G 2( >1 lca lcalis lis4 co conn el 'idró idró&&ido ido de amo amonio nio es sati atisfac sfacto tori rioo en tod todas las concentraciones % temperaturas( El 'idró&ido de calcio ataca el plomo en presencia de 'umedad % el o&#+eno! pero si se a*ade a+ua dulce disminu%e la corrosión( En 'idró&ido de sodio puede usarse el plomo en un H@ 2 de pure.a % GC( ?1 )ales % otros compuesto qu#micos4 puede usarse el plomo en contacto con sulfato de aluminio! cloruro de amonio! sulfato de amonio! sulfato de cobre! sulfato de 'ierro! peró&ido de 'idró+eno! fenol piridina! sulfito de sodio! bisulfito de sodio! carbonato de sodio! cloruro de sodio! 'idrosulfito de sodio! 'iposulfito de sodio! sulfato de sodio! cloruro de .inc % sulfuro de sodio( @1 A+ua4 destilada el plomo disuelve lentamente en proporción a la cantidad de o&#+eno disuelto( El tratamiento de a+ua con cal o silicato de sodio evita la corrosión( El a+ua com-n no puede producir corrosión por la capa que forman las sales disueltas( El plomo por su densidad elevada es mu% buen protector de los ra%os B( )e usa para revestir las 'abitaciones donde 'a% aparatos de ra%os B % para prote+er el personal que traba"a fuera( El plomo se usa no sólo para prote+er prote+er los equipos( El plomo en forma de bloques formados por e&trusión de lados cóncavos % conve&os! se usa para las paredes que tienen que confinar ra%os mort#feros procedentes de la fisión nuclear % de isótopos radiactivos( )e impre+nan con plomo delantales % +uantes de cauc'o( )u blandura % su punto de fusión ba"o permiten 'acer la e&trusión para tuber#as! permite doblarlos % curvarlos curvarlos para suprimir muc'as "untas( )e usa tambi$n ba"o las maquinarias % los edificios para reducir vibraciones( El plomo % sus aleaciones se laminan mu% fcilmente 'asta lo+rar cualquier espesor por eso es ideal para empaquetaduras( /or su fle&ibilidad % escasa resistencia al despla.amiento plstico( )e usa en martillos cuando 'a% que tener muc'o cuidado en no da*ar la pie.a traba"ada(La lmina de plomo sirve como material para pisos de +alvanoplastia % la fabricación de productos qu#micos donde los derrames de cidos estropear#an los pisos de 'ormi+ón(
