Determinación de Cloruros Por El Método de Volhard y El Método de Mohr

Determinación de Cloruros por el método de Volhard y el Método de Mohr. (Determination of chloride by the Volhard method and de method of Morh.)

Resumen.

La determinación de cloruros por el método de volhard y Mohr, esta basado fundamentalmente fundamentalmente en la volumetría de precipitación, que no es mas que un método por se cual se obtiene el analito precipitándolo de forma estequiometricamente equivalente equivalente a la cantidad de precipitante que se agrega, dándonos por adelantado el objetivo de la practica, determinar por medio de la volumetría de precipitación el ion cloruro. Para el cual se titulo de formas diferentes dos muestras distintas de sales en el caso de Mohr la muestra 1 se titulo con nitrato de plata y se utilizo como indicador cromato de potasio; mientras que para el método de volhard se uso la muestra 1, la cual fue tratada en primer lugar con acido nítrico, para luego retrotilular con tiocianato de potasio, por ultimo se tomo nota de cada volumen que consumieron las muestras en los 2 métodos. En promedio los volúmenes que consumieron las muestras de nitrato de plata en el método de Mohr son de 13.83ml; y los volúmenes consumidos de tiocianato de potasio en el método de volhard son de 6.4ml. Para lograr la identificación de las muestras como: muestra 1 para el método de Volhard cloruro de amonio y la muestra 1 para el método de Mohr

Palabras Claves: Métodos, Volumetría de precipitación, Cloruros.

Introducción.

“El ion cloruro es uno de los aniones inorgánicos principal es en el agua natural y residual”. (1)

Uno de los usos más comunes de la volumetría de precipitación es la determinación de cloruros, “en las volumetrías de precipitación se mide el volumen de solución, necesario para precipitar completamente un cation o un anion del compuesto que se analiza” (1).

“En las volumetrías de precipitación se determina la cantidad de precipitante que es estequimetricamente equivalente a la sustancia que se precipita, para determinar por medio de la estequiometria de la reacción la cantidad de analito presente en la solución de la muestra original”. (2)

“El método de Mohr se utiliza para determinar iones de cloruro y bromuro en metales alcalinos magnesio y amonio”. (1)

Para realizar la volumetría de precipitación por el método de Mohr se utiliza como patrón primario el nitrato de plata (AgNO3), y como indicador para observar el punto final se utiliza en cromato de potasio (K2CrO4). Por otro lado la segunda parte de la práctica es el método de volhard, “es un método de titulación por precipitación que se usa para la determinación de plata y compuestos de plata, aniones que se precipitan con la plata como (Cl - , Br - , SCN – y AsO4- ). “ (1)

Esta basado en la valoración por retroceso que consiste en hacer reaccionar la sustancia a analizar con una cantidad exactamente medida

de un reactivo dado y valorar a continuación el reactivo en exceso.” (2)

Materiales y Reactivos.

Materiales: • Beakers: 50ml T.D. • Pipetas: 25ml; 2ml; 5ml y 1ml T.D. • Buretas: las necesarias para contener el analito durante la valoración • Fiolas: 250ml T.D. • Soporte universal • Balanza analítica • Pinzas para buretas • Papel de filtro • Embudos

Reactivos:  Alumbre Ferrico: (Fe (NH4) (SO4). 12H2O), es una sal, mas especialmente un sulfato doble de aluminio y hierro (III) esta sal se presenta en forma de cristal y corresponde a la categoría de los alumbres.

|Reactivos |Bicarbonato de sodio |Cromato de potasio|Nitrato de plata |Cloruro de sodio |Acido nítrico |Tiocianato de | | | | | | | |potasio | |Formula. |NaHCO3 |K2CrO4 |AgNO3 |NaCl |HNO3 |KSCN |Apariencia |Sólido blanco cristalino|Sólido de color |Sólido blanco |Sólido incoloro |------ |Sólido blanco | | | |amarillo intenso | |aunque parece blanco| |inodoro |

| | | | |si son cristales | | | | | | | |finos o pulverizados| | | |Punto de fusión |323,15 K (50 °C) |1248 K |485 K (212 °C) |1074 K (801 °C) |231 K (-42 °C)|~5-7 (50 g/l | | | |(-271,902 °C) | | | |en agua 20°C) | |Punto de |K (-273,15 °C) |1273 K |717 K (444 °C) |1738 K (1465 °C) |356 K (83 °C) |175°C | |ebullición. | |(-271,877 °C) | | | | | |Densidad |------- |------- |------- |2165 kg/m3; 2,165 |1500 kg/m3; |1.89 g/cc | | | | | |g/cm3 |1,5 g/cm3 |(20°C) | |Solubilidad |10,3 g/100 g de H2O |637 g/l a 20 °C en|245 g en 100 g de |35,9 g por 100 mL de|Miscible en |2170 g/l | | | |agua |agua |agua |cualquier |(20°C) | | | | | | |proporción | | |Peligrosidad |No peligroso excepto en |-------- | |Peligroso en grandes| |------ | | |cantidades muy g randes | | |cantidades; su uso a| | | | | | | |largo plazo en | | | | | | |[pic] |cantidades normales |[pic] | | | | | | |puede traer | | | | | | | |problemas en los | | | | | | | |riñones. | | |

Procedimientos.

Para el Método de Mohr.

1. Estandarización de la solución de AgNO3: a. Se pesaron aproximadamente 0.05g de NaCl en vasos de precipitado. b. Se disolvió la sal en una pequeña porción de agua y se transfirió a fiolas de 250ml asegurando que las muestras se disolvieron por completo y llegaron a aproximadamente 50ml. c. Se le adiciono a esto una pizca de NaHCO3 y 5 gotas de la solución de K2CrO4 a 0.25M a cada muestra. d. Se titularon las tres muestras con la solución de AgNO3 hasta que apareció el primer tono de color naranja-rojizo. e. Se midieron los volúmenes consumidos y se determino la concentración de la solución de AgNO3.

2. Titulación de las Muestra Problema con la Solución Estándar de AgNO3: a. Se pesaron 3 muestras aproximadamente de 0.1g de la muestra problema b. Se siguieron los pasos del b al d del procedimiento anterior. c. Se termino la concentración promedio de Cl  – (%m/m) en la muestra problema.

3. Determinación del Blanco: usando un cilindro graduado, se transfirió una alícuota de 50ml de agua destilada a una fiola de 250ml. Se le adiciono una

pizca de bicarbonato de sodio y 5 gotas de solución de K2CrO4 0.25M y titular con una a tres gotas de solución de AgNO3 hasta la aparición de un color tenue naranja-rojizo.

Para el Método de Volhard.

1. Estandarización de la Solución de KSCN: a. Se transfirieron tres alícuotas de 10ml de solución estándar de AgNO3

en fiolas de 250ml. b. Se le adiciono a cada una 25ml de agua destilada 2ml de HNO3 y 1ml de alumbre ferrico. c. Se titulo cada muestra con la solución de KSCN mientras se agitaba constantemente hasta la aparición de un color tenue pardo rojizo. d. Se midieron los volúmenes de titulante gastado y se determino la concentración promedio de la solución.

2. Titulación por Retroceso de la Muestra Problema: a. Se pesaron aproximadamente 3 alícuotas de 0.1g de la muestra problema en vasos de precipitado b. Se disolvió la muestra con una pequeña porción de agua y se transfirió a fiolas de 250ml se aseguro la completa disolución de la muestra hasta un volumen de aproximadamente 25ml. c. Se adiciono a cada una: 5ml de HNO3 6.0M y 25ml de solución estándar de AgNO3 agitando constantemente. d. Se filtro por gravedad la solución resultante con papel de filtro de porosidad media y se decanto el precipitado sin dejar pasar el sólido hasta el papel de filtro, se recogió el filtrado en fiolas de 250ml. e. Se lavo el precipitado de las fiolas con 3 porciones de 5ml de HNO3 1M. se descarto este sólido. f. Se adiciono a cada filtrado de las muestras 1ml del indicador y se titulo con la solución de KSCN, se agito vigorosamente hasta la aparición de un color tenue pardo-rojizo g. Se midió el volumen gastado de la solución de KSCN y se determino la concentración de cloruro (%m/m) en la muestra problema.

3. Determinación el Blanco: Se utilizo un cilindro graduado se transfirió una alícuota de 25ml de agua destilada a una fiola de 250ml se adiciono 2ml de HNO3 6M y 1ml de solución de alumbre ferrico (indicador). Se titulo con una a tres gotas de la solución de KSCN hasta la aparición tenue pardo-rojizo.

Cálculos Previos.

1. Preparación de la Solución de HNO3 6M.

Para prepararla se sabe que son 100ml de solución de HNO3 a 6m y que la concentración de el acido es de 16M entonces:

Vc. x Mc. = Vd. x Md. Vc. = Vd. x Md. Vc. = 100ml x 6M = 37.5ml Mc. 16M

37.5ml de acido concentrado hicieron falta para preparar la solución a 6M.

2. Preparación de la Solución de HNO3 1M

Para preparar la solución de acido se conocía que de deseaban 200ml de HNO3 a 1M y que la concentración a la que se tenía eran 6M partiendo de la solución anterior:

Vc. = 200ml x 1M = 33.3ml fueron los necesarios para prepara la solución 1m de HNO3 6M

3. Preparación de la Solución de KSCN

Esta solución se necesitaba a 0.1M y en un volumen de 200ml, el KSCN se encuentra en estado sólido se necesitaban los gramos y se obtuvieron así : Mol de KSCN = M x Vol. (L) Mol KSCN = 0.1M x 0.2L = 0.02 mol de KSCN Estos moles se multiplican por el peso molecular del KSCN y se obtienen los gramos:

gKSCN = mol de KSCN x PM. ; gKSCN = 0.02mol x 97.156g/mol=1.94g de KSCN

4. Estandarización de la Solución de AgNO3.

Para la estandarización de la solución de AgNO3 se realizo el procedimiento por triplicado obteniendo los resultados expresados en la tabla a.

Tabla a: Valores Obtenidos de la Estandarización de AgNO3

| |Gramos de NaCL |Volúmenes consumidos | |Fiola 1 |0.0560g |9.5ml | |Fiola 2 |0.0522g |9.2ml | |Fiola 3 |0.0518g |9.2ml | |Promedios |0.0533g |9.3ml |

Mol de AgCl = 0.0533g NaCl x 1mol AgCl = 9.11x10 mol AgCl 58.45g NaCl

Los moles de AgCl son iguales a los moles de AgNO3 según la reacción en la que se forma el AgCl:

NaCL (ac) + AgNO3 (ac) AgCL (s) + NaNO3 (ac)

Los moles de AgNO3 son iguales a los de AgCl = 9.11x10 mol AgNO3

M AgNO3 = 9.11x10 mol AgNO3 / 9.3x10 L = 0.098M

5. Estandarización de la Solución de KSCN.

Esta solución fue estandarizada con el AgNO3 estandarizado anteriormente obteniendo los siguientes valores, tabla b.

Tabla b: volúmenes consumidos de KSCN por el AgNO3

| |Volumen de AgNO3 |Volúmenes consumidos | |Fiola 1 |10ml |10.6ml | |Fiola 2 |10ml |10.9ml | |Fiola 3 |10ml |10.7ml | |Promedios |10ml |10.7ml |

Para determinar la concentración e realiza el siguiente cálculo:

C1 x V1 = C2 x V2 C2 = C1 x V1 V2 C KSCN = 0.098M x 0.010L = 0.0915M 0.0107L

6. Porcentajes de Cloruro en las 3 sales Problemas.

Las sales problema fueron cloruro de sodio (NaCl), cloruro de amonio (NH4Cl) y cloruro de potasio (KCl); tabla c.

Para determinar los porcentajes de cloruro en estas 3 sales de utilizaron los siguientes cálculos:

g Cl = PM del Cl x g de muestra PM muestra

% Cl = g Cl x 100 g muestra

Tabla c: porcentajes de cloruro en las tres sales problemas

|Sales |% de Cloruro | |NaCl |60.70% | |NH4Cl |66.27% | |KCl |47.55% |

Discusión y Resultados.

1. Método de Volhrad.

Luego de la titulación de la muestra la cual se hizo por triplicado se anotaron los volúmenes en la tabla d.

Tabla d: Volumen Consumidos en la Retrovaloración con KSCN

| |Gramos de la muestra|Volumen de AgNO3 |Volumen de KSCN de la |Blanco = | | |1 (muestra problema)| |valoración de el exceso de|0.15ml | | | | |AgNO3 | | |Fiola 1 |0.1061g |25ml |6.3ml |

|Fiola 2 |0.1026g |25ml |6.7ml | |Fiola 3 |0.1032g |25ml |6.2ml | |Promedios |0.1039g | |6.4ml |

Para conocer los moles de Cl – presentes en la muestra problema se debió analizar el conjunto de reacciones que ocurrieron en este método según la metodología:

En primer lugar se precipito el analito con 25ml de AgNO3 previamente estandarizado a 0.098M

Cl (ac) + Ag (ac) AgCl (s) + Ag (Exc.)

Entonces como se conoce el volumen y la concentración del AgNO3 se puede determinar los moles que se le estaban agregando a la solución:

Mol AgNO3 = 0.098mol/L x 0.025L = 2.45x10 mol de AgNO3

Luego la solución se filtro y se retiro el precipitado, y se retrotitulo con KSCN estandarizado a 0.091M para consumir el resto de AgNO3 que había quedado en exceso:

Mol de KSCN = 0.091mol/L x 6.4x10 L = 5.824x10 mol de KSCN

Entonces como se conocen los moles de

 AgNO3 totales que se agregaron y los que reaccionaron con KSCN se determinan los moles de cloruro presentes en la muestra:

Moles de AgNO3 – Moles que reaccionaron con KSCN = moles de Cl

2.45x10 mol de AgNO3 – 5.824x10 mol de KSCN = 1.867x10 mol de Cl

%Cl = 1.867x1mol x 35.45g/mol x 100 = 63.72% Cl 0.1039g

Se identifica como la sal de la muestra 1 para el método de volhard el cloruro de amonio (NH4Cl) el cual presenta un porcentaje de cloruro de 66.27%

Estudiando la precisión del método con la desviación estándar tenemos que:

Fiola1: 0.098mol/L x 0.025L = 2.45x10 mol de AgNO3

0.091mol/L x 6.15x10 L = 5.59x10 mol de KSCN

Mol de Cl = 2.45x10 mol de AgNO3 - 5.59x10 mol de KSCN = 1.89x10 mol

%Cl = 1.89x10 mol x 35.45g/mol x 100 = 63.18% 0.1061g

Fiola2: 0.091mol/L x 6.55x10 L = 5.96x10 mol de KSCN

Mol de Cl = 2.45x10 mol de AgNO3 - 5.96x10 mol de KSCN = 1.85x10 mol

%Cl = 1.85x10 mol x 35.45g/mol x 100 = 64.05% 0.1026g

Fiola3: 0.091mol/L x 6.05x10 L = 5.50x10 mol KSCN

Mol de Cl = 2.45x10 mol de AgNO3 - 5.50x10 mol KSCN = 1.9x10 mol

%Cl = 1.9x10 mol x 35.45g/mol x 100 = 65.26% 0.1032g

X = 64.16%

S = = 1.044

Se determina la exactitud del método con el cálculo del error relativo:

%Er = 64.16 – 66.27 x 100 = 3.18% 66.27

En este método hay que destacar el hecho de que al realizarse se

utilizan dos procedimientos para determinar el analito o mejor dicho se determina de forma indirecta el analito, lo que lo hace aun más inexacto e impreciso.

2. Método de Mohr.

En este método se determina directamente el ion cloruro en la titulación con nitrato de plata, los volúmenes que consumió el analito del el reactivo patrón son los tabulados en la tabla e.

Tabla e: Volúmenes consumidos de AgNO3 en la Titulación de la muestra 1

| |Gramos de la muestra|Volúmenes consumidos |Blanco = 0.15ml | | |problema (muestra 1)|de AgNO3 | | |Fiola 1 |0.1006g |13.6ml | |Fiola 2 |0.1028g |14.3ml | |Fiola 3 |0.1012g |13.8ml | |Promedio |0.1015g |13.9ml |

La reacción por la cual se obtuvo el analito en el método de Mohr es:

Cl (ac) + Ag (ac) AgCl (s)

Basándonos en esta reacción la relación estequiométrica es 1:1 un mol

de Ag produce un mol de AgCl. Moles de Ag = Moles de Cl

M Ag x L Ag = g Cl / PM Cl

g Cl = M Ag x L Ag x PM Cl

g Cl = 0.098 mol/L x 0.01375 L x 35.45 g/mol = 0.0477g

%Cl = 0.0477g x 100 = 47.06% 0.1015g

Entonces para el método de Mohr se determino que la identidad de la sal de la muestra problema 1 para Mohr es cloruro de potasio (KCl) con un porcentaje de cloruro de 47.55%, comparando este porcentaje teórico con el experimental obtenido en el laboratorio pues se logro identificar.

Evaluando la precisión del método con la desviación estándar:

Fiola1: g Cl = 0.098 mol/L x 0.01345L x 35.45 g/mol = 0.046g

%Cl = 0.046g x 100 = 46.44% 0.1006g

Fiola2: g Cl = 0.098 mol/L x 0.01415L x 35.45 g/mol = 0.049g

%Cl = 0.049g x 100 = 47.81% 0.1028g

Fiola3: g Cl = 0.098 mol/L x 0.1365L x 35.45 g/mol = 0.047g

%Cl = 0.047g x 100 = 46.85% 0.1012g

X = 47.03%

S = = 0.7031

Para la evaluación de la exactitud se calculo el porcentaje de error relativo: %Er = 47.03 – 47.55 = - 1.09 % 47.55 Lo que nos indica que la exactitud del método fue bastante buena (muy exacto). Conclusión. En la determinación de cloruros por los métodos de Mohr y Volhard, el objetivo fue identificar 2 muestras de sales mediante la determinación de los porcentajes de cloruro de cada una, (muestra 1 Mohr y muestra 1 Volhard) para lo cual se utilizo como mecanismo o fundamento químico la volumetría de precipitación. Para el método de Volhard se logro identificar como la sal el cloruro de amonio, según la comparación de los porcentajes obtenidos en cada

muestra (fiolas 1, 2 y 3), con un porcentaje de error de 3.18% lo que nos indica que la exactitud del método fue buena, aceptable. Mientras que para el método de Mohr, la sal que se logro identificar fue cloruro de potasio, también por la comparación de los porcentajes obtenidos de cloruro en cada muestra con el porcentaje teórico, para este método el porcentaje de error relativo confirmo que la comparación y posterior afirmación de que la sal era cloruro de potasio fue la correcta puesto que el porcentaje fue 1.09% lo que indica que el método fue bastante exacto.