DETERMINACIÓN DE CLORUROS POR LOS MÉTODOS DE MOHR, FAJANS Y VOLHARD. Jorge Eduardo Garcia Mompotes; Andres Fernando Sarria; Charlot Brigitt
Facultad de ciencias básicas, Programa de Química, Universidad Santiago de Cali Septiembre de 2014
RESUMEN El objetivo de la presente practica fue determinar la cantidad de cloruro presente en una muestra, a través de diferentes métodos de titulación de precipitación como lo son los métodos de Mohr, Volhard y Fajans; dicha determinación de cloruro se realizó con el fin de comparar los resultados obtenidos de cada método con el valor verdadero y así poder conocer cuál de los tres funciona mejor. Primero se realizó el método de Mohr que consistió en una titulación directa, utilizando como un indicador el cromato de potasio y realizando previamente una prueba en blanco para así dar inicio a la titulación de la muestra con AgNO3. Seguidamente se procedió a realizar el método de Fajans el cual también consiste en una titulación directa, pero en este caso se reguló el pH entre 7 y 10 y se utilizo como indicador la fluoresceína. Finalmente se procedió a realizar el método de Volhard que consistió en una titulación indirecta en la cual se inició precipitando la muestra con AgNO3 y filtrando luego la misma haciendo una determinación indirecta de cloruros, en la cual el agente titulante fue KSCN.
PALABRAS CLAVES: valoración por precipitación.
ABSTRACT The purpose of this practice was to determine the amount of chloride present in a sample, by different methods of precipitation titration methods such as Mohr, Volhard and Fajans; chloride such determination was performed in order to compare the results obtained for each method with the true value and thus be able to know which of the three works best. First Mohr method consisting of a direct titration using an indicator potassium chromate and previously carrying out a blank order to begin the sample titration with AgNO3 was performed. He then proceeded to perform the method of Fajans which also consists of a direct titration, but in this case the pH was adjusted between 7 and 10 and was used as an indicator fluorescein. Finally he proceeded to Volhard's method consisted in an indirect titration which began precipitating the sample with AgNO3 and then filtering it by an indirect determination of chloride, in which the titrant was KSCN.
KEYWORDS: precipitation titration.
INTRODUCCIÓN
fallan en suministrar un producto único de composición definida; y para otras reacciones de precipitación no se dispone de indicador.
Una reacción en la que el analito y el agente valorante forman un precipitado insoluble también podría servir de base para una valoración. Este tipo de valoración recibe el 2 nombre de valoraciones por precipitado.
A pesar de estas limitaciones el valor de este tipo de valoración ha sido reconocido hace tiempo; los nombres de primeros químicos tal como Mohr y Volhard están asociados con métodos específicos del análisis volumétrico de precipitación y atestiguan el interés que este despertó en el pasado.
Muchas reacciones de precipitación estequiometrica requieren apreciables períodos de tiempo para transcurrir de manera total; otras
Los métodos argentimetricos más conocidos son: Método de Mohr donde se utiliza una
sustancia capaz deformar con el reactivo titilante un precipitado coloreado y de formarse cuando se alcanza el nivel de concentración final, el método de Fanjans este permite indicar el punto final mediante indicadores de adsorción como por ejemplo la fluoresceína y el método de Volhard que involucra básicamente la titulación de plata en solución acida con una solución valorada de tiocianato de potasio, empleando 1 Fe3+ como indicador. Finalmente la determinación de un cierto número de sustancias importantes, notablemente los haluros se pueden conseguir de esta manera fácil y rápida; este hecho como muchos otros justifica el amplio empleo de las valoraciones de precipitación.
METODOLOGÍA Determinación de la normalidad de AgNO3 por el método de Mohr.
* Preparación de 250mL cloruro de sodio a 0.1N Se procedió a calcular los moles contenido en 250mL de solución de cloruro de sodio a 0.1N, y seguidamente se calcularon los gramos necesarios para la preparación de dicha solución. Obtenidos los gramos se procedió a pesar los mismos en la balanza analítica, luego se transfirió a un matraz de 250mL y se procedió a enrasar el mismo con agua hasta la marca de aforo. * Determinación mé to do de Mo hr
de la molaridad por el
Disolver 4,2g de K2CrO4 y 0,7g de K2Cr2O7 en agua destilada se usa 1-2 mL de este indicador por cada 50mL de solución problema.
* Determin ación d e clo rur o p or el m é tod o d e Mohr Pesar 1,6 – 1,6 – 2,0g 2,0g de la muestra. Se disolvió en agua destilada y diluyo hasta 250mL. Se tomó una alícuota de 10mL y se añidio 1mL de indicador. Titular con nitrato de plata.
* Determin ación de c loru ros po r el m é tod o d e Fanjans se pesar 1,1 – 1,1 – 1,3g 1,3g de la muestra se disuelve en agua destilada y se diluyo a 250mL, se toma una alícuota de 10mL controlar el pH entre 7 y 10 Si está muy acido añadir 0.5mLde NaHCO3 1M Muy básico añadir 0.5mL de HNO3 1M Agregar 0,1g de dextrina fluoresceína 1×10-3M Titular con AgNO3 0.1N g/Lts Cl- Calcular % Cl-
10
gotas
de
* Determin ación d e clo rur o p or el m é tod o d e Volhard se pesó 1,5 2,0g de la muestra Tomar KSCN estandarizada y calcular g/Lts Con agua y diluir hasta 250mL y % de ClSe tomó una alícuota de 10mL Tomar una alícuota de 25mL y mezclar con 5mL HNO3 6M 2-3mL de nitrobenceno y 1mL de indicador y 2830mL de AgNO3 0.1N
Se Pipeteo 10mL de solución 0.1N de NaCl. Agregar 1mL de indicador. Se tituló cuidadosamente hasta observar un cambio de color a rojo.
Determinación de cloruros a través de los métodos de Mohr, Fanjans y Volhard
Se filtra y se lava con HNO3 5mL HNO3 6M y 28-30mL de AgNO3 0.1N Se agregó al filtrado 1-2mL de indicador coagular el precipitado y titular con KSCN de (Fe3+) y se titulo hasta color rojo.
ANALISIS DE RESULTADOS Tabla #3 Determinación de la molaridad de AgNO3 por el método de Mohr Erlenmeyer
| Volumen de cloruro de Sodio (mL) 1 10 2 10 3 10 Promedio de las experiencias X 10.33
Volumen de AgNO3 (mL)
10.30 10.40 10.30 | X = 10 | X= |
| Volumen final (mL) 0.20 0.20
Tabla #5 Determinación de cloruros por el método de Mohr Erlenmeyer
| Volumen de Volumen de muestra (mL) AgNO3 (mL) 1 10 10.90 2 10 10.80 3 10 10.90 Promedio de las experiencias X | X= 10 | X= 10.86 Tabla #6 Determinacón de cloruros por el método de Fanjans Erlenmeyer
| Volumen de muestra (mL) 1 25 2 25 3 25 Promedio de las experiencias X 11.33
Volumen de AgNO3 (mL) 11.40 11.30 11.30 | X = 25 | X =
Tabla# 7 Normalización de KsCpor el método de Volhard Erlenmeyer
| Volumen de AgNO3 (mL) 1 10 2 10 3 10 Promedio de las experiencias X 22.56
Erlenmeyer
| Volumen de AgNO3 (mL) 1 10 15 2 10 15 3 10 15 Promedio de las experiencias X | X = | X = 9.26 |
Volumen de muestra
Volumen de KSCN (mL)
9.30 9.20 9.30 10 | X = 15
Número de la muestra: 273 porcentaje de cloro en la misma = 52.43% Normalidad de AgNO3 = 0..098N
Tabla# 4 Preparación del blanco Erlenmeyer 1 2
Tabla #8 Determinación de cloruros por Volhard
Volumen de KSCN (mL) 22.70 22.40 22.60 | X = 10 | X =
Determinación de cloruros por el método de Mohr: gCl- = 3.55g %Cl- = 52.17%
Determinación de cloruros por el método de Fajans gCl- = 3.47g %Cl- = 51.13% Determinación de cloruros por el método de Volhard: gCl- = 3.40g %Cl- = 50.00% La práctica estuvo basada en la determinación de cloruros presentes en una muestra “problema”, a través de diferentes métodos (Mohr, Volhard y Fajans) de titulación por 3 precipitación argentometrica. La primera argentometria para la determinación de cloruros presentes en una muestra fue el método de Mohr, el cual se inició haciendo una titulación en blanco para hacer la corrección que se debe aplicar a los resultados de la valoración, y para determinar la cantidad de cloruros presentes en la muestra. En dicha valoración se utilizó como indicador el cromato de potasio, cuya función fue aunarse al primer exceso de ion plata formando Ag2CrO4 y lograr un precipitado de color rojo anaranjado, indicando dicho precipitado que se llegó al momento en que los iones cloruros se acaban por la formación de AgCl en solución, y por tanto el ion plata toma los iones cromatos debido a que el cloruro de plata es menos soluble que el cromato de plata. Los errores cometidos es
posible atribuirlos a la sobresaturación, es decir a la solubilidad del precipitado. En el método de Fajans se utilizó como indicador la fluoresceína, que es un ácido débil orgánico. Al comenzar la titulación se pudo observar la aparición de un color blanco que casi de inmediato paso a ser rosa, esto se debe a que los iones platas se ven atraídos electromagnéticamente por los iones de cloruros formando así la sal de plata (AgCl). Al formarse la masa de cloruro de plata, los ionesde plata siguen atrayendo los iones cloruros,per cuando ya todos han formado cloruro de plata, dichos iones empiezan a atraer al ion fluoreiscianato; el cual en su estado normal es color amarillo verdoso pero al ser atraída por los iones plata se ve provocado, por lo tanto su coloración pasa a rosa. Consecuentemente, como la relación estequiométrica en el cloruro de plata es 1:1, se puede decir que los moles de plata consumidos son equivalentes a los moles de cloruros en solución. Finalmente se aplicó el método de Volhard, donde se realizó una titulación indirecta de los iones cloruros con el indicador de (Fe3+), se dice indirecto debido a que en realidad lo que se tituló fue el exceso de plata y no los cloruros. Luego de formarse la sal AgCl se procedió a filtrar dicho precipitado para que el mismo no influyera en la titulación con KSCN. La titulación de KSCN se efectuó con el fin de precipitar los iones platas en exceso, luego de que todos los iones plata queden en una cantidad mínima aparece el acomplejamiento del tiocianato provocando la aparición de un color café rojizo en la solución.
CONCLUSIONES Es importante resaltar que todos los métodos utilizados para la determinación de cloruros en la muestra poseen buen grado de confiabilidad, dado que los errores porcentuales obtenidos de cada método no supero el 5% de error. Sin embargo cabe destacar que entre los tres métodos aplicados el de Mohr fue quien menos presento error, pues el valor del mismo fue de 0.4% debido a que en este método el proceso que selleva a cabo es una titulación directa en la cual no se debe filtrar, ni regular pH; el evitar realizar en la menor cantidad posible el transvasado de soluciones, filtrados, mezclas, regulación de pH, lo cual hace que el error propagado sea menor. Es por ello que en las
titulaciones para tener resultados de mayor confiabilidad es importante estudiar los procesos que poseen los posibles métodos a aplicar. Seguidamente el método que menor error presento fue el de Fajans cuyo valor fue de 2.47% , como se mencionó anteriormente el error aumento debido al proceso aplicado en este método como la regulación de pH; finalmente el método que presento mayor error fue el método de Volhard, ya que de una u otra manera se puede decir que se hizo una doble titulación, en dicho método hay que hacer filtrados, lavados, acidificación y además no se determina la cantidad de cloruros directamente, porque primero se hace una titulación indirecta.
PREGUNTAS 1.
Explique cómo funcionan funcionan cada cada uno de los indicadores utilizados en los métodos de precipitación aquí desarrollados
FAJANS: Su indicador fluoresceína es un acido débil que se representa HFl, cuando se adiciona fluoresceína al Erlenmeyer de la titulación, el anion Fl-, no se adsorbe en la superficie del cloruro de plata coloidal siempre y cuando los iones cloruro estén presentes en exceso. Sin embargo, cuando los iones plata están en exceso, los iones Fl- pueden ser atraídos a la superficie de las partículas cargadas positivamente: +
(AgCl) Ag Fl
-
VOLHARD: En volhard su indicador es el sulfato férrico para que reaccione con el tioxanato (una reacción de acomplejamiento) -
Fe3+ + SCN → FeSCN2+ Y no reacciona con el nitrato de plata MOHR:
Su indicador es el cromato de potasio quien precipita con AgNO3
método. Desarrolle las ventajas de uno con respecto a los otros.
Cl- + Ag+ → AgCl Kps = 1,8 * 10 -10 Precipitado Blanco: CrO4-- + 2Ag+ → Ag2CrO4 Kps = 1,1 * 10ˉ¹²
Nota: Los porc entajes de clor uro están en la parte de an álisis de res ult ados
Los errores de estos métodos se deben a la sobresaturación
2.
Explique porque el requiere un blanco:
método
de
Mohr
Mediante un ensayo en blanco se subsana el error de valoración; se mide el volumen de disolución valorada de AgNO 3 que es preciso gastar para dar una coloración perceptible a un volumen de agua destilada que contiene la misma cantidad de indicador que el que se utiliza en la valoración. El volumen así determinado se debe restar al volumen de disolución valorada gastada en la determinación.
3. Encuentre el porcentaje de Cl en la muestra y compare los resultados de cada
BIBLIOGRAFIA 1.
HARRIS: Química
analítica cuantitativa – sexta edición. Copyright por ediciones castillo, S.A. PARTE 2 cap 7; pag 121 y 125.
2. SKOOG, Douglas. Fundamentos de química analítica. octava edición. Editorial McGRAW-HILL. Cap. 13 pag. 347- 352
3. W.F. PICKERING. Química analítica moderna. Editorial reverte S.A. 1980, pag 514-515-516.
ANEXOS Preparación de 250mL de Cloruro de Sodio 0.1N
N=0.1 NaCl
M = 0.1 debido a que el factor es 1 por la estequiometria de la reacción:
⟹
Na+ + Cl-
⟶
M= n(soluto)V(solución)
PM= g/n
g= PM × n
⟹
n= M×V
⟹
n= 0.1×0.25L
⟹
n= 0.025 moles
⟹
g= 58.5g/mol × 0.025mol
⟹
g = 1.4625g de cloruro de sodio se pesaron en la balanza analítica, luego esa cantidad pesada en la balanza se paso a un matraz aforado de 250 mL y se diluyo conagua hasta la marca de aforo.
Determinación de la normalidad de AgNO3 a través del método de Mohr
Datos: VAgNO3 = 10.33mL gNaCl = (1.4625±0.0001)g Vblanco= 0.20 VNaCl= 10mL
N AgNO3× VAgNO3 = NNaCl×VNaCl
Se calcula la normalidad del NaCl N= #eqV
#eq= gstoPE
⟹
PE = 58.51 = 58.5
PE = PMF
⟹
#eq= 1.462558.5 = 0.025
⟹
VAgNO3 = 10.33 – 10.33 – 0.20 0.20 = 10.13
N= 0.0250.25 = 0.1N
⟹
N AgNO3 = NNaCl×VNaClVAgNO3 = 0.1N ×0.01L0.01013 = 0..098N
Determinación de Cloruro por el método de Mohr
Datos:
Gramos de la muestra = (1.7010 ±0.0001)g N AgNO3= 0.098N VAgNO3= 10.86mL Vmuestra = 10mL
N AgNO3× VAgNO3 = Nmuestra× Vmuestra
Nmuestra= N AgNO3× VAgNO3 Vmuestra = 0.098N×0.01086L0.01L = 0.10N
N=M (por el factor que es 1) ⟹ n=M×L ⟹ n= 0.10×0.01 =1×10-3mol
en 10mL por tanto en 250mL (volumen de la solución de partida) seria:
1×10-3mol de Cl- ⟶ 0.01Lsolucion X Cl- ⟶ 0.25Lsolución
XCl- = 0.025moles de Cl- en 250mL
⟹
gCl- = PM × n(Cl-) ⟹ gCl- = 35.5g/mol × 0.025mol = 0.8875g
%Cl- = gClgmuestra ×100 = 0.8875g1.7010g × 100 = 52.17%
Eabsoluto = 52.1 – 52.1 – 52.43 52.43 = -0.25
estos son los moles contenidos
⟶
Gramos de Cl- por litro de solución 0.8875gClXgCl-
0.25L
⟶
1L
⟶
XgCl- = 3.55g
⟹
Determinación de cloruro por el método de Fajans
Datos:
N AgNO3= 0.098N VAgNO3 = 11.33mL
Se halla los moles de AgNO3 los cuales serán iguales a los moles de Cl-
N AgNO3=M AgNO3 = 0.098
n= 0.098× 0.0113L =1.1106×10-3 de igual manera que en el método
⟹
anterior estos son los moles contenidos en 11.33mL en 250mL será:
1.1106×10-3 moles Cl- ⟶ 0.0113L X moles Cl- ⟶ 0.25L ⟹ XmolesCl- = 0.024molesCl
gCl- = PM × n(Cl-) ⟹ gCl- = 35.5g/mol × 0.0245 = 0.8698g
%Cl- = gClgmuestra × 100 = 0.8698g1.7010g × 100 = 51.13%
Eabsoluto = 51.13 – 51.13 – 52.43 52.43 = -1.29
Gramos de Cl- por litro de solución 0.8698gClXgCl-
1L
⟶
0.25L
⟶
XgCl- = 3.47g
⟹
Determinación de la normalidad de KSCN
Datos: N AgNO3= 0.098N V AgNO3 = 25mL VKSCN = 22.56mL
N AgNO3× VAgNO3 = NKSCN × VKSCN NKSCN = N AgNO3× VAgNO3 VKSCN = 0.098N×0.025L0.02256L = 0.1N
Determinación de cloruros por el método de Volhard
Datos: N AgNO3= 0.098N V AgNO3= 15mL NKSCN= 0.1N VKSCN= 9.26mL Se hallan los moles de AgNO3 y KSCN, debido a que la sumatoria de ambos moles será igual a los moles de Cl-
nAgNO3 = M×V = 0.098M× 0.015L = 1.47×10-3 nKSCN = M×V = 0.1M × 0.00986 = 9.26×10-4 nCl- = 1.47×10-3 + 9.26×10-4 = 2.396×10-3
Estos moles están contenidos en 25mL de solución para 250mL serán:
2.396×10-3 moles de Cl-
0.025L
⟶
Xmoles de Cl- ⟶ 0.25L ⟹ Xmoles de Cl- = 0.02396moles de Cl-
gCl- = PM × n(Cl-) ⟹ gCl- = 35.5g/mol × 0.02396 = 0.85058g
%Cl- = gClgmuestra × 100 = 0.85058g1.7010g × 100 = 50.004%
Eabsoluto = 50.00 – 50.00 – 52.43 52.43 = -2.43
Gramos de Cl- por litro de solución 0.85058gCl-
⟶
XgCl-
⟹
1L
⟶
0.25L
XgCl- = 3.40g
