VALORACIONES DE PRECIPITACIÓN ESTANDARIZACIÓN DE AgNO3 Y DETERMINACIÓN D ETERMINACIÓN VOLUMÉTRICA DE CLORUROS (MÉTODOS DE MORH, FAJANS Y VOLHARD) VALORACIONES POR FORMACION DE COMPLEJOS CON LIGANDOS MULTIDENTADOS:QUELATOMETRIA MULTIDENTADOS:QUELATOMETRIA O COMPLEXOMETRIA
Grupo 5
Informe De Laboratorio De Química Analítica I Presentado Al Profesor Hanael Ojeda UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO
Facultad De Farmacia Programa De Química y Farmacia Barranquilla Octubre 26 De 2015
CONTENIDO RESUMEN ……………………………………………………………………………………………………………..3 INTRODUCCIÓN ……………………………………………………………………………………………………..4 OBJETIVOS …………………………………………………………………………………………………………….5
OBJETIVO GENERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS
METODOLOGÍA ………………………………………………………………………………………………………..6
PLAN DE MUESTREOS PROCEDIMIENTO PARA LA RECOLECCIÓN DE DA MUESTRAS MATERIALES Y REACTIVOS MÉTODO ANALÍTICO
RESULTADOS Y DISCUSIÓN……………………………………………………………………………………….7 CONCLUSIONES …………………………………………………………………………………………………………13 PREGUNTAS……………………………………………………………………………………………………………….14 BIBLIOGRAFIA
RESUMEN Existe en el análisis volumétrico un grupo de reacciones de sustitución en las que uno de los productos es insoluble, y por esto, a los métodos que tienen como base la formación de un precipitado, se les denomina volumetría por precipitación. Al realizar diferentes estudios analíticos es de vital importancia aprovechar las propiedades químicas del analito. En esta experiencia se toma ventaja de la insolubilidad de las sales de plata producidas durante la valoración, para identificar la presencia de cloruros en diferentes muestras. Se realizan diferentes métodos Argentométricos para las estandarizaciones y la determinación de los cloruros. Uno de los tipos de reacciones químicas que pueden servir como base de una determinación volumétrica es aquella que implica la formación de un complejo o ión complejo soluble pero ligeramente disociado llamadas comúnmente métodos complexométricos. En esta práctica se valoran diferentes muestras con EDTA disódico para calcular la presencia de diferentes especies metálicas en las muestras analizadas
3
INTRODUCCIÓN En las reacciones más importantes intervienen los iones plata, por lo que también se le designa bajo el nombre de argentometría, aun cuando en algunos casos se hace uso de otras reacciones de precipitación en las que no interviene aquel elemento. El principio de la determinación argentométrica está basado en la formación de las sales poco solubles en el punto de equivalencia, o sea, la formación de los precipitados poco solubles. Sobre la formación de tales precipitados, nos informa el producto de la solubilidad Kps. El fin de la precipitación es detectado con los indicadores adecuados. Los indicadores, generalmente, actúan de tal manera que en el punto de equivalencia cambian de color. En argentometría, se aprovecha la serie de reacciones químicas que conducen a la formación de precipitados poco solubles. A este grupo de determinaciones volumétricas pertenecen los métodos para la determinación de cloruros, yoduros, bromuros, cianuros, la determinación de los precipitados pocos solubles obtenidos en la titulación de las sales de zinc con ferrocianuros potásico, los precipitados de fosfatos en el análisis de fertilizantes, los precipitados formados en los análisis de orina, etc. Los métodos empleados en este tipo de análisis son: A)Método de Volhard: Es una valoración de Ag+ con solución patrón de KSCN, el cual genera la
formación de un precipitado blanco y cuando la reacción es completa la primera porción de tiocianato añadida forma un color rojo con el indicador de alumbre férrico . b) Método de Mohr: Es una valoración del ión Cl- con nitrato de plata estándar y como indicador una sal soluble de cromato, cuando la precipitación del cloruro termina, el primer exceso de plata reacciona con el cromato para formar un precipitado rojo de cromato de plata. c) Método de Fajans: Es la valoración de cloruros con solución patrón de nitrato de plata utilizando fluoresceína como indicador, cuando se añade una pequeña cantidad de nitrato de plata a una disolución de cloruro, éste se absorbe fuertemente sobre las partículas de cloruro de plata coloidal formada, alcanzado el punto estequiométrico el primer exceso de Ag+ atrae al anión de la fluoresceína dando un color rosado. d) Método de Volhard indirecto : Es un método indirecto cuyo fundamento es la adición de un exceso medido exactamente de nitrato de plata, el exceso de ión plata se valora por retroceso con solución patrón de sulfocianuro de potasio y alumbre férrico como indicador. Muchos iones metálicos reaccionan con dadores de pares de electrones para formar compuestos de coordinación o complejos. La especie dadora, o ligando, debe tener por lo menos un par de electrones sin compartir disponible para la formación del enlace. El ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), tiene cuatro grupos carboxilo y dos grupos amino que pueden actuar como donantes de pares de electrones, o bases de Lewis. La capacidad del EDTA para potencialmente donar hasta sus seis pares de electrones libres, para la formación de enlaces covalentes coordinados, a los cationes metálicos hace del EDTA un ligando hexadentado. Sin embargo, en la práctica el EDTA está, por lo general, sólo parcialmente ionizado, y por lo tanto forma menos de seis enlaces covalentes coordinados con los cationes metálicos.
4
El EDTA disódico se utiliza comúnmente para estandarizar las soluciones acuosas de cationes metálicos de transición. El EDTA disódico (a veces escrito como Na2H2Y) sólo forma cuatro enlaces covalentes coordinados con los cationes metálicos a valores de pH ≤ 12. En este rango de pH, los grupos amino permanecen protonados y por lo tanto no pueden donar electrones para la formación de enlaces covalentes coordinados.
OBJETIVOS
Objetivo general :
Determinación de cloruros en diferentes muestras y valoración con EDTA para la determinación de analitos metálicos.
Objetivos específicos :
Estandarización de valorantes (AgNO3, KSCN). Determinación de la dureza del agua.
5
METODOLOGÍA Plan de muestreo
Sal de cocina Pequeñas muestras de laboratorio
Toma de muestras Lote Agua manantial Pequeñas muestras de laboratorio
Agua del grifo Pequeñas muestras de laboratorio
Procedimiento para la recolección de datos Materiales y Reactivos
Bureta 50ml Erlenmeyer 250ml Agitador magnético Magneto Matraz aforado 100ml AgNO3 ≈ 0.0500M KSCN ≈ 0.0500M Dextrina 2% Indicador de diclorofluoresceína K2CrO4 5% p/v HNO3 Agua destilada Sulfato férrico amónico Agua en botella (manantial) Sal de cocina EDTA Disódico (Na2H2Y.2H2O) Solución Amortiguadora pH = 10 Negro de eriocromo T NaOH 6M Murexida Solución DECTS
Método Analítico
Se lleva a cabo la argentometría, aplicando diferentes métodos, como el de Fajans, Morh y Volhard, con los cuales se determina la concentración de cloruro en diferentes muestras estudiadas. La fundamentación de cada uno se explica en la introducción del informe. A continuación se muestra el procedimiento seguido para llevar a cabo la experiencia:
6
Estandarizacion: KSCN ≈ 0.0500 M
•Agregar una alicuota de 25mL de AgNO3 0.0500 M y transferir a un Erlenmeyer de 250mL •Al Erlenmeyer agregar 2 mL de HNO3 concentrado y 2 mL de solución indicadora de sulfato férrico amónico
•Valorar con KSCN agitando vigorosamente
Determinación de cloruros:
•En una muestra de agua por el metodo de Morh •. Las muestras de agua fueron: agua tratada (manantial) y agua del grifo (la cual se toma luego de dejar salir el agua por 5 minutos) • A un Erlenmeyer se agrega una alicuota de 100mL + 2mL K2CrO4 5% p/v Valorar con AgNO3 ≈ 0.0500 M
•una muestra de Sal de cocina por el metodo de Fajans, en un Erlenmeyer agregar una alicuota de 50mL de la solucion preparada + 5mL sln. Dextrina 2% + 10 gotas indicador Diclorofluresceína
•titular con las disolucion de AgNo3 0,0500 M
7
Valoracion por formación de complejos Determinación de la dureza total del agua
Dejar salir durante 5 minutos agua del grifo y medir una alicuota de 100mL de la muestra y transferir a un Erlenmeyer de 250 mL
Agregar 2mL de la solucion amortiguadora de pH 10 y 6 gotas del indicador negro de eriocromo T
valorar con la disolucion patron de EDTA disodico 0.0100 M
Determinacion de la dureza cálcica del agua
medir una alicuota de 100mL de la muestra de agua y transferir a un Erlenmeyer de 250 mL
Agregar 6 gotas de sln de NaOH 6 M y 5mL de la solucion inhibidora de DECTS y una pizca del indicador Murexida
valorar con la disolucion patron de EDTA disodico 0,0100M
8
Determinacion de calcio en una solución de HARTMAN
medir una alicuota de 50 mL de la solucion de hartman y transferir a un matraz erlenmeyer de 250 mL
Agregar 3 mL de NaOH 6 M y una pizca del indicador azul de hidroxinaftol
valorar con la disolucion patron de EDTA disodico 0.0100 M
9
CONCLUSIONES De acuerdo a las valoraciones realizadas se determinan las siguientes cantidades de cloro para cada una de las siguientes muestras, valorando con AgNO3 0.0500 M y KSCN . Cloruros en:
Agua de Grifo: 1 ∗ 10−4
Porcentaje de:
Cl sal de cocina: 0.06431% NaCl Sal de cocina:0.0993 %
PPM CaCO3: PPM: 52 ppm
13
PREGUNTAS 1. ¿Qué sucedería si la valoración de cloruros por el método de Morh se efectúa a un pH menor de 4,00 y a un pH mayor de 11,00? Anote las posibles ecuaciones. La solución necesita ser neutral, o casi neutral, pH 7-10, debido a que el hidróxido de plata se forma a pH alto, mientras que el cromato forma Cr2O72- a pH bajo, reduciendo la concentración de iones cromato, y retardando la formación del precipitado que sirve como indicador durante la titulación. Las posibles reacciones en cada uno de los casos de pH son: Ag+ + HO- → AgOH↓ 2CrO4 2- + 2H+→ Cr2O72- + H2O 2. Explicar por qué en el método Morh, se realiza un ensayo en blanco. Mediante un ensayo en blanco se subsana el error de valoración. Se mide el volumen de disolución valorada de AgNO3 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 gastado en la determinación. 3. ¿Por qué la valoración por el método de Volhard debe realizarse en un pH acido? La titulación debe llevarse a cabo en medio ácido para evitar la precipitación del hierro (III) como óxido hidratado. 4. ¿Por qué una determinación del ion yoduro por el método de Volhard requiere menos pasos que una determinación por el mismo método de (a) ion carbonato, (b) ion cianuro? En el método indirecto podemos encontrar un error serio si la sal de plata del anión que se va a determinar es más soluble que el tiocianato de plata. Durante la determinación de ioduro mediante el método indirecto de Volhard, la reacción con el tiocianato no ocasiona ningún problema debido a que el ioduro de plata es mucho menos soluble que el tiocianato de plata. En los casos de iones como CN-, CO3 2-, que son más solubles que el tiocianato de plata, se debe hacer una filtración de la sal de plata formada antes de realizar la valoración por retroceso, debido a que se tiende a re-disolverse de acuerdo con la siguiente reacción: AgCl (s) + SCN- ↔ AgSCN (s) + Cl 5. ¿Por qué la carga en la superficie de las partículas de precipitado cambia de signo en el punto de equivalencia de una valoración?
14
Cuando se adiciona nitrato de plata a una solución de cloruro de sodio, las partículas de cloruro de plata finamente divididas tienden a retener en su superficie (adsorber) algunos iones cloruro de los que se encuentran en exceso en la solución. Se dice que estos iones cloruro forman la capa primaria adsorbida que ocasiona que las partículas coloidales de cloruro de plata estén cargadas negativamente. Después, estas partículas tienden a atraer iones positivos de la solución para formar una capa de adsorción secundaria retenida con menos fuerza: (AgCl) · Cl-M+Capa Cloruro Primaria secundaria en exceso Si continuamos adicionando nitrato de plata hasta que los iones plata estén en exceso, estos iones desplazarán a los iones cloruro de la capa primaria. Entonces, las partículas se cargan positivamente y los aniones de la solución son atraídos para formar la capa secundaria: (AgCl) · Ag+ XCapa Capa Plata Primaria secundaria en exceso La fluoresceína es un ácido orgánico débil que podemos representar como HFl. Cuando se adiciona fluoresceína al Erlenmeyer de la titulación, el anión, 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+ Fl6. En uno de los métodos de Volhard modificados, un químico no recubrió completamente el precipitado de AgCl con un solvente orgánico. CCl4 o CHCl3. ¿su resultado fue alto, bajo, correcto? Razónese esa respuesta. AgCl (s) + SCN- ↔ AgSCN (s) + Cl- 11 La constante de equilibrio de esta reacción está dada por la relación de la constante del producto de solubilidad del cloruro de plata a la del tiocianato de plata. Puesto que la constante del primero es mayor que la del segundo, la reacción anterior tiene una fuerte tendencia a ir de izquierda a derecha. De esta forma, el tiocianato se consume no sólo por el exceso de iones plata, sino también por el precipitado de cloruro de plata en sí. Si esto llega a suceder, en el análisis de cloruro de obtendrán resultados bajos. 6. ¿Para qué se utiliza la Dextrina o el polietilenglicol en la valoración por el método de Fajans? Para que las partículas de cloruro de plata tengan dimensiones coloidales se añade dextrina que evita la coagulación. 7. ¿Qué sucede si la valoración por el método de Fajans se lleva a cabo bajo la luz directa del sol? La valoración debe efectuarse con luz tenue debido a la fotosensibilidad del haluro de plata. La acción fotoquímica es especialmente intensa sobre las partículas muy pequeñas que son necesarias para que tenga acción el indicador de adsorción. 15
BIBLIOGRAFIA V.N. ALEXÉIEV. Análisis Cuantitativo. Editorial MIR MOSCÚ. Edición 1 1976. AYRES, GILBERT H. análisis químico cuantitativo. México D.F.: editorial Harla; 1970. SKOOG, D.; WEST, D.; HOLLER, J.; CROUCH, S.; Fundamentos de química analítica. México D.F.: editorial Thomson; 2001. 12