DETERMINACIÓN DE POTENCIOMÉTRICA DE CLORURO EN ORINA HUMANA Y SUERO FISIOLÓGICO 1
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Astudillo Joan Stiven (1036719); Reyes Stiven Felipe (1131739);
[email protected];
[email protected] ; Departamento de Química, Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, Universidad del valle, Santiago de Cali Septiembre 27 de 2014 Octubre 07 de 2014 En la práctica se realizaron dos métodos por los cuales podemos cuantificar cloruros en una muestra, en este caso la orina y suero fisiológico, métodos denominados “potenciométricos” donde se mide una diferencia de potencial generado cuando se adiciona un agente titulante, nitrato de plata (AgNO 3), en la solución que contenía el cloruro. Para ello se utilizaron instrumentos como electrodos de referencia (Ag/AgCl), electrodo indicador (Ag) y un electrodo de ión selectivo. Para el método potenciométrico que se usó el electrodo indicador (Ag). Se estandarizó el AgNO 3 Para una concentración de 0,148M, también se calculó el pKps del AgCl (9,71). Por el método argentométrico las concentraciones halladas para las muestras de Orina y Suero fueron 3147,96ppm y 10493,2ppm de Cl respectivamente. Por el método de E.I.S. las concentraciones halladas de Orina y Suero fueron 1431,5ppm y 1412,3ppm.
Datos, Cálculos y Resultados
Voltaje (V) (V )
Estandarización AgNO3:
0.25
Tabla 1. Valores registrados en la estandarización de AgNO 3
V AgNO3 (mL)
Voltaje (V)
0
0.202
0.6 1.0 1.4 1.8 2.2 2.6 3.0 3.4 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0
0.165 0.159 0.142 0.138 0.117 0.106 0.098 0.098 0.034 0.025 0.024 0.023 0.022 0.021 0.021
E/ V (V/mL) -0,06166 -0,015 -0,0425 -0,01 -0,0525 -0,0275 -0,02 0 -0,16 -0,045 -0,005 -0,005 -0,005 -0,005 0 0,0042
0.2 0.15 Voltaje (V)
0.1 0.05 0 0.0
2.0
4 .0
6.0
Figura 1. Grafico mL de AgNO 3 Vs Voltaje.
E/ V (V/mL) 0.05 0 -0.05
0 .0
2.0
4.0
6 .0
DE/DV (V/mL)
-0.1 -0.15 -0.2 Figura 2. Grafico para la primea derivada.
Método Argentométrico
Cloruros en Suero
Cloruros en Orina
Tabla 3. Valores para la valoración de Suero (2mL)
V AgNO3 (mL)
Voltaje (mV)
0,0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4 2,8 3,2 3,6 4,0 4,4 4,8 5,2 5,4 5,8 6,2
3,36 3,35 3,34 3,33 3,32 3,31 3,31 3,30 3,29 3,29 3,28 2,53 2,52 2,52 2,52 2,51 2,51
Tabla 2. Valores para la valoración de Orina (2mL)
V AgNO3 (mL)
Voltaje (V)
0,0 0,4 0,8 1,2 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6
0,380 0,301 0,249 0,176 0,014 0,014 0,013 0,013 0,012 0,012
E/ V (V/mL) -0,1975 -0,13 -0,1825 -0,405 0 -0,005 0 -0,005 0 0,00461538
Voltaje (V) 0.4
E/ V (V/mL) -0,025 -0,025 -0,025 -0,025 -0,025 0 -0,025 -0,025 0 -0,025 -1,875 -0,025 0 0 -0,025 0 0,4048
0.3 0.2
Voltaje (V)
Voltaje (mV)
0.1 0
3.5 0
1
2
3
Figura 3. Grafico mL de AgNO 3 Vs Voltaje (Orina).
3 Voltaje (mV)
2.5
E/ V (V/mL)
2 0
0.2
10
Figura 5. Grafico mL de AgNO 3 Vs Voltaje (Suero).
0 -0.2
5
0
1
2
3
DE/DV (V/mL)
E/ V (V/mL)
-0.4 1 -0.6 Figura 4. Grafico para la primea derivada (Orina).
0 0 -1
5
10
DE/DV (V/mL)
-2 Figura 6. Grafico para la primera derivada (Suero).
Método mediante electrodo de ion selectivo (E.I.S.)
Kps AgCl
Tabla 4. Curva de calibración Método E.I.S.
ppm Cl-
Log(C)
Voltaje (V)
80,2 161,2 320,9 481,3 641,7 802,2 1002,7
1,90 2,21 2,51 2,68 2,81 2,90 3,00
516,6 479,6 461,1 386,0 382,6 381,2 362,6
550 Voltaje (V) Linear (Voltaje (V))
300 1.75
2.75
Axis Title
y = -146.93x + 802.28
Figura 7. Regresión lineal para la estandarización.
Cloruros en Orina
Cloruros en Suero
350
Curva de calibración
500
[ ]
e l t i 450 T s i 400 x A
Discusión de resultados En la práctica se compararon dos métodos potenciométricos utilizando en uno una valoración Argentométrica y en otro un Electrodo de ion selectivo. Previamente se estandarizó y se calculó la concentración de la solución de AgNO 3 para la valoración por Argentométria. Esta concentración se calculó a partir de una valoración de NaCl analítico (0,148M). También a partir de esta valoración se calculó el Kps para el AgCl usando la ecuación de Nerst (pKps=9,71), en comparación con el teórico muestra un porcentaje de error de (0,61%). Para hallar la concentración de iones cloruro en las muestras de Orina y Suero por el método argentométrico, se valoraron de la misma forma que para la estandarización. Se registraron para la muestra de Orina 3147,91ppm y 10493,2ppm para la de Suero. De acuerdo con los limites normales [1] para una muestra de orina (3504,6ppm3858,6ppm), el paciente se encuentra por debajo del límite. De acuerdo con el porcentaje de NaCl registrado en el Suero (0,99% = 12624ppm Cl-) y comparando con el valor calculado, se encuentra un porcentaje de error del 16,88%, el cual se le puede retribuir a las variaciones inestables de la toma de medidas en algunos valores.
Para el método de E.I.S. se realizó una curva de calibración de siete puntos de aproximadamente 80 y 1000 ppm de cloruros. Se realizó la regresión lineal correspondiente, del logaritmo de la concentración versus el voltaje registrado. De acuerdo con la ecuación de la recta en la regresión se calcularon los valores de las concentraciones de cloruros en Orina y Suero (1431,5-1412,3 ppm respectivamente). Este método de acuerdo con la literatura suele ser más efectivo, debido a la facilidad del electrodo de ser selectivo para un único ion (Cl ). El error de estos dos valores y comparados con las concentraciones que deberían ser, es relativamente grande, ya que a la hora de realizar la regresión, primero los datos quedaron por fuera de la recta y segundo los datos al tomarse, presentaron inconformidad debido a la poca estabilidad del pHmetro a la hora de realizar la medida. En este caso el método argentometrico fue de mayor utilidad.
Solución a las Preguntas ¿Cuál es el propósito del NaNO 3? Provocar la coagulación de la sal que se va formando en el transcurso de la titulación, evitando así que los iones aún presentes en la solución sean absorbidos por la sal ya formada produciendo errores en la valoración. Además el Clpuede separarse antes del punto de equivalencia produciendo errores por exceso. Por el Principio de Le Chatelier se sabe que un exceso en este caso de NaNO3 que es un producto de la reacción se va a evitar la formación de ese producto haciendo que [2] se favorezca la generación de AgCl.
¿Qué habría ocurrido en la determinación de cloruros, si la muestra de orina contuviera bromuro en una cantidad superior a la normal? (relación Br/Cl en orina de una persona adulta 1/2150). Si en la muestra de orina, la relación de Br/Cl fuera superior a la normal, el ion Br- interfiere con la medición, ya que este es registrado como concentración equivalente de Cl- , obteniéndose [3] valores erróneos en la cuantificación.
¿Qué interferencias se podrían presentar en las determinaciones mediante el uso del ion selectivo?
Factores que inciden en la medición con I.S.E. Los electrodos de ion selectivo son muy sensibles y pueden verse afectados por algunos factores tales como la temperatura, interferencias, y concentración de las soluciones ISA (Ionic Strength Adjuster). Temperatura: Los cambios de temperatura afectan el equilibrio de la solución en análisis y es así que pueden causar cambios en la concentración del ion específico disuelto en la solución. En los laboratorios en los cuales existen oscilaciones de temperatura durante el día, los electrodos se deben reajustar con bastante frecuencia para corregir los cambios en el potencial estándar y la pendiente de calibración. Interferencias: Generalmente la sustancia problema reacciona con la interferencia mediante la formación de complejos, oxidación o reducción, lo cual genera la formación de una sustancia diferente, que incrementa o disminuye el resultado en la concentración del analito en cuestión. -Soluciones ISA: Son soluciones que son añadidas a las muestras y estándares en la misma proporción con el fin de fijar un coeficiente de actividad, ajustar el pH para optimizar la determinación, eliminar interferencias debidas a la oxidación o reducción del electrodo o la re acción del ion libre que forma un complejo en la solución. -Calibración: Las celdas de electrodos de ion específico, deben ser calibrados antes de su uso con soluciones estándares de concentración conocida tipo patrón; el proceso de calibración se realiza generalmente mediante la determinación de la concentración de dos diferentes soluciones estándar como mínimo que se encuentren dentro del rango de medición de interés (dos [4] puntos de calibración).
Conclusiones
De acuerdo con la práctica el método argentométrico presento mejores resultados en comparación con el E.I.S. pudiendo ser la extremada sensibilidad del mismo método el que pudo haber llevado a un erro elevado o también al realizar la regresión lineal los puntos de las
concentraciones de ambas muestras terminaron por fuera.
Se realizó correctamente la estandarización, esto se concluye debido al bajo porcentaje de error presente en el cálculo del pKps del AgCl.
Se cuantifico satisfactoriamente por el método argentométrico la cantidad de cloruros existentes tanto en Orina como en Suero, esto claro esta corroborado por los datos en el informe.
El paciente posee un nivel por debajo de los límites normales de cloruros en la Orina.
Bibliografía [1] Laboratorio Medico Echavarría, Valores de Referencia por Pruebas, pp 1 de 5 disponible en: [http://www.laboratorioechavarria.com/sitio/contenid os_mo.php?c=281] [2]. Skoog D., Holler J., Nieman T. Principios de ta análisis instrumental . 5 ed., McGraw Hill, Madrid, 2002; pp 645-652, 662-663. [3] Daniel C. Harris, Análisis Químico Cuántico, Grupo Editorial Iberoamericana, Estados Unidos de Norteamérica, 67-91, 2001 [4] D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, Fundamentos de Química Analítica, 8ª edición, Editorial Thomson, México, 633-634, 2000.
