DETERMINACION DE CARBONATOS Y BICARBONATOS
Diversas muestras de interés general, tales como soda caústica, cal o aguas naturales deben su alcal alcalin inid idad ad a una o como como máxi máximo mo a dos dos de las las sigui siguien ente tess espe especi cies es:: hidr hidróx óxid idos os,, carbonatos y/o bicarbonatos. De estas tres especies que conieren alcalinidad sólo son compatibles las me!clas binarias de "#$ / %"& $' y %"& $' / #%"& $ . (o pueden coexistir #%"& $ y "# al meno menoss en en cantidades mensurables, debido a que reaccionan entre s): #%"& $ * "#$ ⇔ %"& $' * #'". arbonatos Carbonatos
e Hidróxidos: Hidróxidos: +ste +ste tipo tipo de me!cl me!clas as se hall hallaa rec recue uent ntem emen ente te en
muchos productos comerciales. +emplos: -oda -olvay (a'%"& anhidro, -oda cristal (a'%"&.01 #'", donde el (a"# resulta ser una impure!a. "tro eemplo: el de la soda o potasa caústica (a"# o 2"# donde los carbonatos son una impure!a inaltable. #ay que recordar que los hidróxidos alcalinos sólidos o en solución reaccionan con el %"' del aire y producen la me!cla de hidróxido y carbonato. +l (a'%"& ormado se agrega al (a"# que no llega a carbonatarse y surge as) la me!cla. +stos productos cáusticos son usados en abricación de abón en polvo, en industria del vidrio, lavado de lanas, ibras textiles artiiciales rayón, industria del papel, cartón, pasta de celulosa, etc. Carbonatos y Bicarbonatos: +ste tipo de me!clas es común en diversos productos comerciales, productos qu)micos y en las aguas naturales y residuales. +l %"' actúa sobre los carbonatos que circulan en el agua produciendo una conversión parcial del carbonato en bicarbonato, originándose as) la me!cla. +xisten dos métodos muy diundidos para resolver este tipo de me!clas que son conocidos bao los nombres de 3étodo de 4a 4arder rder éste es el más utili!ado y 3étodo de 4in5ler. 4in5ler. 6mbos están basados en la reali!ación de titulaciones utili!ando indicadores que poseen distintos rangos de virae: uno de intervalo alcalino enoltale)na y otro de intervalo ácido heliantina. •
El !todo de "arder consiste en titular una me!cla alcalina con ácido
clor clorh) h)dri drico co valo valora rado do usan usando do suces sucesiv ivam ament entee dos dos indi indica cador dores es de p#: p#: enoltale)na y heliantina. 7uede llevarse a cabo sobre una porción única de mues muestr traa est esto o es lo habi habitu tual alme ment ntee usad usado o o sobr sobree dos dos igual iguales es de ella ella.. %ualqu %ualquier ieraa sea el caso, caso, permite permite decidir decidir qué compon componente entess se encuent encuentran ran presentes y la concentración de cada uno de ellos. 8a composición de la solución se calculará a partir de los volúmenes relativos de ácido patrón, necesarios necesarios para valorar valorar la muestra. 9na ve! establecida la composición composición,, los dato datoss del del volum volumen en se pued pueden en util utili! i!ar ar para para hall hallar ar la canti cantida dad d de cada cada componente en la muestra.
ecordar que el #'%"& es un ácido débil diprótico que ioni!a en dos ases, por lo tanto tiene 2 0 y 2 '. +l primer 2 a de ácido carbónico es 2 a0; <,= x 01$> su p2 a0 es de =,&< y el segundo 2 a'; <,< x 01$00 su p2 a' es de 01,&= por lo que existe una dierencia de <,1' unidades podemos esperar una clara inlexión en la curva de titulación. 8as reacciones que ocurren son las siguientes:
8o que se acostumbra es titular el ión carbonato como una base, con un ácido uerte como titulante. +n este caso se obtienen dos inlexiones claras? como se muestra en la igura 0, y corresponden a las reacciones iónicas vistas anteriormente. "bservando la curva de titulación para carbonatos y la disponibilidad de indicadores adecuados podemos evidenciar los distintos puntos inales. +n el primer punto inal, el p# de la solución de (a#%"& es igual a @,&A y la enoltale)na, cuyo rango de p# es de @,' a B,=? es un indicador adecuado. 8a heliantina tiene un rango de p# de &,0 a <,< y es el indicador apropiado para el segundo punto inal. 9na solución saturada de %"' tiene un p# cercano a &,B. ecordar: Indicador:
+n
las
titulaciones de las me!clas de carbonatos y bicarbonatos o carbonatos e #idróxidos, se pueden titular con #%l estándar hasta los dos puntos inales que se mencionaron antes. %omo se puede ver en la igura ', en el punto inal de la enoltale)na el (a"# está completamente neutrali!ado, la mitad del (a'%"& está neutrali!ada y el #%"& no ha reaccionado. +l bicarbonato se neutrali!a en el punto inal de la heliantina. +l (a"# requiere sólo unas cuantas gotas de titulante para ir de un p# de @ hasta un p# de < y esto se puede corregir corriendo una prueba en blanco con el indicador.
8as reacciones correspondientes de carbonatos y bicarbonatos y de carbonatos e hidróxidos son: $% es el volumen en mililitros del ácido que se utili!ó desde el inicio de la titulación hasta el punto inal de la enoltale)na incolora. $T &$TH' es el volumen gastado desde el inicio hasta el punto inal con heliantina.sin recargar la bureta . $H es el volumen gastado a partir del punto inal de la enoltale)na hasta el de la heliantina, sin recargar la bureta.
ecordar que el (a"# reacciona por completo en la primera etapa,de p#;0& pasa a p#;> que el (a#%"& reacciona sólo en la segunda etapa pasa de p#;@,& a p#;&,B y que el (a'%"& p#;0' reacciona en las dos etapas utili!ando igual volumen de titulante en cada una de ellas. 8a me!cla de (a"# y de (a#%"& no se considera, ya que estos dos compuestos reaccionan entre s): HCO3- + OH -
↔
=
CO3 + H 2O
+l producto resultante es una me!cla, ya sea de %"&; y "#$, de #%"&$ y %"&; o bien sólo %"&; u "#$ según las cantidades relativas de estos dos compuestos presentes en la muestra.
