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MÉTODO DE VOLHARD
INTRODUCCIÓN 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. 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.
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OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL
Determinar la concentración de plata en una muestra de aleación.
OBJETIVO ESPECIFICO
Estandarización de valorantes (AgNO3, KSCN).
Identificación de las concentraciones de los cloruros en las muestras valoradas.
MÉTODO DE VOLHARD
FUNDAMENTO TEÓRICO La plata se puede determinar por medio de una titulación directa con tiocianato de potasio Los métodos volumétricos basados en la formación de precipitados esc asamente solubles se designan con el nombre de volumetrías por precipitación. Entre ellos figuran algunos de los procedimientos analíticos más antiguos, como atestigua la asociación de nombres tales como Gay-Lussac, Morh y Volhard a algunos métodos específicos de precipitación volumétrica. Las volumetrías de precipitación son importantes porque proporcionan métodos excelentes para el análisis de los haluros y de los pseudo-haluros, así como para la determinación de algunos iones metálicos. La formación de compuestos poco solubles se puede utilizar tanto en el análisis gravimétrico, como en el análisis volumétrico. Para que una reacción se puede utilizar en el análisis volumétrico, se requiere que utilizando ion hierro (III) como indicador. a) La reacción sea cuantitativa b) La reacción ocurra rápidamente c) Se disponga de un método físico o químico para detectar el punto final de la reacción.
Curvas de valoración basadas en reacciones de precipitación Indican las variaciones que experimenta la concentración de un reactivo durante el transcurso de una valoración. Son útiles para indicar las condiciones que prevalecen en el punto de equivalencia y en sus inmediaciones, prestando con ello una valiosa ayuda, no 3
solo para decidir su una substancia determinada es valorable o no sino también para determinar la magnitud del error que puede esperarse de la aplicación de un sistema indicador dado. Factores que afectan a las curvas de valoración
Concentración de los reactivos
Cuantitatividad de la reacción
Determinación del punto final Determinación por medio de indicadores Un indicador químico es una substancia que puede reaccionar con uno de los participantes en la reacción volumétrica, de modo que produzca un cambio observable del aspecto, de la solución; generalmente, este cambio consiste en una modificación del color. La substancia indicadora, en virtud de su tendencia a reaccionar con el agente valorante o con la substancia valorada, entra en competencia con uno de los participantes de la reacción para combinarse con el otro. Para minimizar el error de valoración, ala llegar al punto de equivalencia la reacción en la que interviene el indicador tiene que pasar súbitamente a ser altamente favorecida, o altamente desfavorecida, como consecuencia de la variación de la función p. Así, un indicador dado presenta un comportamiento tanto más satisfactorio cuanto más bruscos son las variaciones de composición de la solución en el punto de equivalencia.
Los indicadores pueden actuar de tres formas en es te tipo de volumetría:
Los que reaccionan con un exceso de titulante formando un precipitado colorido.
Los que reaccionan con un exceso de titulante produciendo un compuesto colorido soluble.
Aquellos compuestos químicos que se adsorben sobre la s uperficie del precipitado que se forma durante la titulación.
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MATERIALES Y REACTIVOS
Bureta
Soporte metálico
Pinzas
Matraz Erlermeyer 250ml
Vaso precipitado 250ml
Mechero de bunsen
Balanza analítica
Pipeta graduada
Agitador
Probeta
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PROCEDIMIENTO
1. Llenar el matraz con 20 ml de agua potable en este caso usamos la del anexo 8, luego adiciones 5 ml., de
ácido nítrico 1:1. adicione 1 ml., de indicador de
alumbre de hierro (III). 2. Enrazar la bureta con solución de nitrato de plata 0,014 N. 3. Luego dejamos caer 30 ml de nitrato de plata a 0.014 N de golpe, para ver que cambie de color. 4.
Luego enrazamos la bureta con solución de tiocianato de potasio 0,1 N.
5. Posteriormente el matraz con la solución de agua potable que hemos usado primero vamos a valorarlo con tiocianato de potasio 0,1 N. 6. El punto final lo determina la aparición de un color rojizo permanente del complejo tiocianato de hierro (III), para lo cual hemos gastado 8.3 ml de tiocianato de potasio 0,1 N.
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7.
Calculamos la masa de cloruro en la muestra.
= 0.014 ; = 30 = 0.1 ; = 8.5 − = − − − 35.5
× 1000 = × − ×
× 1000 = 8.3 × 0.1 − 0.014 × 30
= 0.0152
SITUACIONES PROBLEMÁTICAS 1. ¿En qué consiste cada uno de los métodos de precipitación? Formación de un segundo precipitado: Método de Morh. La aparición de un segundo precipitado de color distinto constituye la basa de la detección del punto final en el método de Mohr. Este procedimiento se utiliza extensamente para la valoración de iones cloruro o de iones bromuro con nitrato de plata patrón. El indicador empleado es el ion cromato, que pone manifiesto al punto final para dar lugar a la formación del cromato de plata, Ag2CrO4, de color rojo ladrillo.
Formación de un complejo coloreado: Método de Volhar La valoración se tiene que realizar en solución acida para evitar la hidrólisis del hierro (iii). El error de valoración del método de Volhard es pequeño, porque el indicador es muy sensible a los iones tiocianato. Para evitar en la valoración un punto final prematuro se debe agitar la solución vigorosamente y proseguir aquella hasta que el color del indicador sea permanente
2. Condiciones en que se desarrolla el método de Volhard.
LEOO DESARROOLLAS
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3. En que se diferencian cada uno de los métodos. Método Mohr: Con el método Mohr realizamos una medida directa de los Cloruros en el agua ellos. Método Volhard: El método Volhard se basa en la determinación de cloruros mediante un método por retroceso.
4. Escriba las reacciones químicas de cada uno de los métodos. Método Mohr: Reacción de valoración: Cl + Ag → AgCl (s) ↓ Reacción Indicadora: 2Ag + CrO4 → Ag2CO4 (S) ↓
Método Volhard: Reacción de valoración: Cl- + Ag+ (en exceso) → AgCl (s) ↓ + Ag+ (plata sobrante) Ag (sobrante) + SCN (valorante) → AgSCN (s) ↓ Reacción Indicadora: Fe3+ + SCN → [Fe (SCN2)6]3+
5. ¿Qué otro método existe para la determinación de cloruros? Método de Fanjans
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El método de Fanjans consiste en la valoración directa de cloruros empleando como indiciador el compuesto orgánico llamado diclorofluoresceina. Solamente es necesaria una solución valorada: la de nitrato de plata. Idealmente la adsorción o desorcion ocurre cerca del punto de equivalencia dando como resultado no solo un cambio de color, diferente al del indicador adsorbido. Un ejemplo de este tipo de titulación de cloruros con nitrato de plata es la fluoresceína la cual en solución acuosa, dicho compuesto de disocia parcialmente en iones hidrogeno y iones fluoresceinato, cargados negativamente, que comunican ala medio una coloración verde amarillenta, y el fluoresceinato de plata adsorbido en la superficie del cloruro de plata es de color rojo brillante. Este proceso es una adsorción, no un proceso de precipitación, por cuanto el producto de solubilidad del fluoresceinato de plata no se ha sobrepasado. Este proceso es reversible por retro titulación con el ion cloruro. Entre otros métodos también tenemos: Gay-Lussac; Liebig-Denigés.; mercuriometro
6. ¿En qué tipo de muestras se puede aplicar estos métodos? Se utiliza para determinar iones cloruro y bromuro de metales alcalinos, magnesio y amonio. Para analizar los cloruros, la muestra, a un pH neutro o ligeramente alcalino, se titula con nitrato de plata (AgNO3), usando como indicador cromato de potasio (K2CrO4). El cloruro de plata AgCl, precipita cuantitativamente primero, al terminarse los cloruros, el AgNO3 reacciona con el K2Cr04 formando un precipitado rojo ladrillo de Ag2CrO4. 7. Escriba las reacciones químicas de los precipitados que obtuvo: método Mohr y método Volhard. Método Mohr : Cl + Ag → AgCl (s) ↓ Método Volhard: Cl- + Ag+ (en exceso) → AgCl (s) ↓ + Ag+ (plata sobrante) Ag (sobrante) + SCN (valorante) → AgSCN (s) ↓
8. En el método Mohr: ¿qué precipitado se formó primero? Explique a partir de su constante de producto de solubilidad. La aparición de un segundo precipitado de color distinto constituye la basa de la detección del punto final en el método de Mohr. Este procedimiento se utiliza
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extensamente para la valoración de iones cloruro o de iones bromuro con nitrato de plata patrón. El indicador empleado es el ion cromato, que pone manifiesto al punto final para dar lugar a la formación del cromato de plata, Ag2CrO4, de color rojo ladrillo. El cálculo de la solubilidad formal del cromato de plata a partir de su producto de solubilidad (1x10-12) revela que este compuesto es mucho más soluble que el cloruro de plata. Así, es esta última sal la que tiende a precipitar en primer lugar en la mezcla valorada según el método de Mohr. Se ajusta la concentración del ion cromato en esta mezcla a un valor adecuado para retrasar la precipitación del cromato de plata hasta que la concentración del ion plata en dicha mezcla ascienda a un valor que corresponda al del punto de equivalencia teórico. La concentración de ion cromato necesaria par a iniciar la precipitación del cromato de plata en estas condiciones se calcula como sigue: [CrO42-] = Kps [Ag+]2
=
1x10-12
= 6x10-3 mol/litro
(1.35 x 10 -5)2
9. En el método Volhard: ¿qué precipitado se observó? y que complejo se formó? Los iones plata se pueden valorar también con disoluciones tipo de tiocianato según el método de Volhard: Ag+ + SCN- ----------- AgSCN ↓ Empleándose como indicador el sulfato de amonio y de hierro (III) que imparte a la solución una coloración roja con el primer exceso de tiocia nato Fe3+ + SCN- --------------Fe(SCN)2+ Rojo
10. En qué momento se observa el punto final en cada uno de los métodos. Primero el punto de equivalencia es un punto teórico imposible de determinar experimentalmente. En la práctica estimamos donde está el punto de equivalencia al observar un cambio físico provocado por la desaparición del analito o aparición de exceso de valorante. A este punto se le llama PUNTO FINAL En ambos métodos se dio cuando cambio de color.
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11. ¿Qué aplicaciones tiene el método Volhard? Una aplicación importante que tiene el método de Volhard, es la determinación y análisis del cloruro en medio ácido, ya que los haluros no pueden titularse en medio fuertemente ácido por el método de Mohr, ni siguiera puede realizarse por el método de Fajans.
12. Usted peso 0,2 gramos de una muestra que contiene cloruro. Esta muestra lo coloco en el matraz y le adiciono agua destilada. De la bureta dejo caer 30 ml de nitrato de plata 0,014 N para precipitar todo el ión cloruro. El exceso de nitrato de plata se tituló con 3,15 ml de tiocianato de potasio 0,1 N. ¿Cuál fue el porcentaje de cloruro que contenía la muestra?
SOLUCION:
35.5
× 1000 = 30 × 0.014 − 3.15 × 0.1
35.5
× 1000 = 0.105
= 0.004 0.2 → 100% 0.004 → = 2%
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CONCLUSIONES LEO LO MEJORAS MRDA En relación con los resultados obtenidos podemos concluir que en un sistema en donde se lleva a cabo la titulación de una muestra de cloruros, y al adicionarle pequeñas cantidades de nitrato de plata, la reacción que ocurrió corresponderá a la formación del precipitado de cloruro de plata. Ag+ (ac) + Cl- (ac) -------------- AgCl (s) El cual tiene un color blanco en donde su producto de solubilidad es 1.8 x 10 -10, el cual, al acercarse al punto de equivalencia, el precipitado se coagula y comenzó a sedimentar y rápidamente, por lo que si en la reacción hay suficiente cantidad cloruros, durante la adición de mas volumen de nitrato de plata causara la precipitación en donde el precipitado dará una coloración rojo-salmón en el líquido sobrenadante.
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APORTE AMBIENTAL LEOOO HACESS ESTO TBMM , IMPORTANCIA DEL METODO VOLHAR Y MORH,
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BIBLIOGRAFIA Skoog Douglas A. y West Donald M.; Introducción a la química analítica; Editorial Reverte, S.A. ; 1986 ; España.) Skoog, D.A., West D.M y Holler, F.J. ; Química analítica; Editorial McGraw-Hill ; 1995 ; México.) Hamilton, L. (1986).Cálculos de Química Analítica. Edit. Mc Graw Hill. México. Harris, D. (1992). Análisis Químico Cuantitativo. Edit. Iberoamericana. México. Pecsok, R. (1992). Métodos Modernos de Análisis Químico. Edit. Limusa. México.
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