DETERMINACION DE LA GLICERINAMETODO DEL DICROMATO

Objetivos

la Realización de una forma correcta valoración potencionetrica precauciones de cuidado durante la valoración métodos para determinar el punto equivalente.

FUNDAMENTO TEORICO:

INTRODUCCION:

En este trabajo podremos ver un compuesto orgánico llamado glicerina, la cual es un líquido viscoso incoloro de sabor dulce. Producto secundario en la fabricación del jabón y buen agente humectante para la Ind. Alimentaria. Sus ésteres son sus derivados químicos más importantes. Algunos de ellos son: las grasas, la nitroglicerina, la dinamita, etc.

Historia de la glicerina

La glicerina es un líquido transparente, casi incoloro y de sabor dulce; pero no presenta olor. En 1779, Scheele preparó glicerina por primera vez al calentar una mezcla de aceite de oliva y litargirio. Al lavarlo con agua, obtuvo una solución dulce que produjo un líquido grueso y viscoso al evaporarse el agua, que el descubridor llamó "el principio dulce de las grasas". En 1846, Sobrero produjo por primera vez la nitroglicerina explosiva, y en 1868 Nobel proporcionó una manera segura de manejarla como dinamita, al producir su absorción en diatomita. Estos descubrimientos aumentaron la demanda de glicerina que en parte se satisfizo por el desarrollo en 1870 de un método para recuperar glicerina y sal a partir de la lejía de jabón agotado. Desde 1948, el glicerol se ha producido a partir de materias primas petroquímicas por procesos sintéticos.La glicerina se emplea en la fabricación, conservación, ablandamiento y humectación de gran cantidad de productos, éstos pueden ser:

Resinas alquídicas Celofán Tabaco Explosivos Fármacos y cosméticos Espumas de uretano Alimentos y bebidas Varios.

Propiedades físicas y químicas de la glicerina

Líquido siruposo, incoloro e inodoro, con un sabor dulce a alcohol e insoluble en éter, benceno y cloroformo. De fórmula C3H8O3 (1,2,3-propanotriol), y densidad relativa de 1,26. Tiene un punto de ebullición de 290 °C y un punto de fusión de 18 °C. La glicerina líquida es resistente a la congelación, pero puede cristalizar a baja temperatura. Es soluble en agua en cualquier proporción, y se disuelve en alcohol, pero es insoluble en éter y muchos otros disolventes orgánicos.

La utilidad de la glicerina

El uso más frecuente de la glicerina es la elaboración de resinas alquídicas. Otras aplicaciones son la fabricación de medicinas y artículos de aseo, como pasta de dientes; como agente plastificante para el celofán y como agente humidificante de productos derivados del tabaco. Dado que existen otros productos más baratos, solamente el 5% de la producción industrial de glicerina se destina a la fabricación de explosivos derivados de ella. Por su afinidad con el agua y su viscosidad, la glicerina se utiliza para la tinta de los tampones de sellar. También se usa para lubricar la maquinaria que bombea los productos del petróleo, debido a su resistencia a disolverse en los líquidos del petróleo. Por su alta viscosidad y ausencia de toxicidad, la glicerina es un excelente lubricante para las máquinas procesadoras de alimentos.

Las grasas y aceites simples son ésteres de ácidos grasos y glicerina. Una vez obtenida como producto secundario en la fabricación del jabón después de haber tratado las grasas y aceites con álcali, la glicerina bruta se purifica por destilación

Producción de la glicerina

La glicerina bruta obtenida, que se produce en una cantidad del orden del 10% del biodiesel elaborado, debe ser refinada para obtener un producto con valor agregado, comercializable en los campos químico, farmacéutico y cosmético. Entre lo empleos de la glicerina merecen citarse: solvente, plastificante, edulcorante, suavizante, en la producción de nitroglicerina (ya sea para explosivos o para uso farmacéutico como vasodilatador), cosméticos, jabonería, licores, lubricante, tintas, anticongelante, producción de resinas, esteres par los más variados empleos, humectante, emulsionantes (uso cosmético y alimentación) . Leffingwell y Lesser 18 han listado 1583 usos diversos de la glicerina.

La glicerina se produce a través de las siguientes vías:

1.- A partir de la escisión de grasas y por lo tanto ligada a la disponibilidad de dichos productos ya sea de origen animal o vegetal y al mercado del otro componente de las grasas, o sea el ácido graso o el relativo jabón,

2.- Por vía sintética a partir del propileno pasando por la clorhidrina (proceso en si costoso),

3.- Como subproducto de la producción del biodiesel .

La planta para el tratamiento de la glicerina consiste en una instalación continua

El esquema simplificado  de una planta contínua  para producir el biodiesel y glicerina

En  el mezclador estàtico MX 1 se mezclan el alcohol metìlico y el aceite que contiene àcidos grasos libres. Este producto se hace pasar luego a través del reactor (R 1) que funciona con catalizador en lecho fijo donde se produce la reacciòn de esterificaciòn de los àcidos grasos libres. La corriente proveniente de esta unidad se mezcla en la unidad estàtica MX 2 con el metanol necesario para la transesterificaciòn, màs un pequeño exceso del mismo, y el catalizador. Esta corriente ingresa en el reactor tubular R 2 en el cual se produce la transesterificaciòn de los triglicèridos. El producto de la reacciòn, compuesto por el metilester, la glicerina, el metanol en exceso y el catalizador, debe ser neutralizado. Para ello se mezcla en la unidad estàtica  MX 3, con un àcido mineral en la cantidad necesaria. Posteriormente en la unidad de destilaciòn flash FC se despoja al producto de los volàtiles, compuestos fundamentalmente por el alcohol metìlico en exceso. Los vapores de metanol se condensan y se envìan al tanque de almacenamiento, del cual serà nuevamante introducido  en el ciclo. El producto de fondo del evaporador flash FC, que contiene el metilester, la glicerina, sales y agua se envìa al decantador contìnuo D, en el cual se separa el metilester del resto de los productos. La fase ligera (biodiesel)  se envìa al tanque de almacenaje, mientras la fase pesada (glicerina bruta)  que contiene glicerina (aprox 90%) , agua y sales se envìa asimismo al  almacenaje.

las disoluciones patrón del dicromato de potasio son estables indefinidamente.

no existe ningún estado de oxidación del cromo estable entre los estados +6 y +3 por lo que solo es posible una reacción para el dicromato.

las disoluciones patrón del dicromato pueden hervirse sin descomposición. Este hecho lo hace especialmente útil para la oxidación de los compuestos orgánicos, que normalmente exigen para su oxidación completa temperaturas elevadas y bastante tiempo.

14H+ + Cr2O72- + 6Fe2+ → 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O

Cuando las sustancias que poseen agua de cristalizacion no cumplen de ordinario los requisitos que deben exigirse a una buena sustancia patron se utiliza con cierta frecuencia algunas sales tales como la sal de Mohr:

FeSO4(NH4)2SO4.6H2O

Procedimiento Experimental

MATERIALES UTILIZADOS:

1 potenciómetro 1 agitador magnético 1 bureta de 50 mL 1 vaso de precipitado de 250 mL 1 pipeta 25 mL

REACTIVOS UTILIZADOS

Muestra problema: Glicerina Dicromato de potasio (K2Cr2O7) a estandarizar. Sal de Mohr ((NH4)2Fe(SO4)2.6H2O)

Estandarización

Tomar aproximadamente 0,7 g de sal de Mohr y disolverlos en 100 mL de agua en un vaso de 250 mL.

La solución patrón a utilizar será la sal de Mohr ((NH4)2Fe(SO4)2.6H2O), al cual vamos a oxidar con dicromato de potasio según la siguiente reacción.

6Fe2+ + Cr2O72– + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O

Agregar 17 mL de ácido sulfúrico (1:1) y diluir a 150 mL. Sumergir la pareja de electrodos en la solución y valorar con K2Cr2O7.

El ácido sulfúrico agregado cumple la función de proporcionar el medio ácido que la reacción indica.

Como se puede observar, los electrones transferidos para la Sal de Mohr son 6 por 6 moléculas de sal, por lo tanto = 1, y para el dicromato los electrones transferidos son 6 por cada molécula de dicromato, por lo tanto = 6.

Mediante la titulación se podrá determinar con facilidad la concentración verdadera del dicromato de potasio, que deberá estar alrededor de 0,1 N.

Datos obtenidos : mSal de Mohr=0.625g

v(ml) E(mV)0 347,31 384,12 4013 4144 4235 4316 4397 4468 4549 46110 46711 47612 48513 49614 51215 59116 72617 74918 761

19 77020 77821 78522 79023 797

24 80125 80426 81727 81928 821

29 82330 82531 83032 83133 82734 829

35 83036 83237 83438 83539 83740 837

De la grafica el volumen en el punto equivalente es V=0.01533L

# eq Sal de Mohr = # eq K2Cr2O7

mSal de Mohr / P.EQ.Sal de Mohr = N K2Cr2O7 . V K2Cr2O7

(0,625 g) / (392,14 g/mol / 1 eq/mol ) = (X) (0,01533 L)

NK2Cr2O7 = 0,104

Determinación de Glicerina

Tomar 25 mL de la solución de glicerina preparada, agregar 50 mL de

agua, 1,8500 g de dicromato de potasio y disolver, y luego 50 mL de

H2SO4 (1:1).

Para la reacción que vamos a efectuar, que tiene dos partes, vamos a oxidar a

la glicerina totalmente a dióxido de carbono. El agente oxidante en este caso

será el dicromato de potasio.

OXIDACIÓN: ( C3H8O3 + 3H2O 3CO2 + 14H+ + 14e– ) • 3

REDUCCIÓN: ( 6e– + 14H+ + Cr2O72– 2Cr3+ + 7H20 ) • 7

—————————————————————————————————————

REACCIÓN: 3C3H8O3 + 56H+ + 7Cr2O72– 9CO2 + 14Cr3+ + 40H2O

El ácido sulfúrico proporciona el medio ácido para la reacción. El dicromato se

agrega sólido para evitar aumentar excesivamente el volumen de muestra ya

que se necesita una regular cantidad. El dicromato debe estar en exceso para

asegurarnos la total oxidación de la glicerina

Se observa la formación de una coloración azul, luego verdosa y finalmente

amarilla.

El cromo reducido (III) inicialmente tiene una coloración azul por la formación de

complejos acuosos. Luego este complejo deja de formarse y se va combinando

con la coloración amarilla del dicromato que sigue agregándose. Finalmente la

coloración predominante es la del dicromato.

Dejar en una plancha de calentamiento a 100°C por 45minutos.

Para que la reacción sea cuantitativa debe realizarse a una alta temperatura.

La total conversión de glicerina a dióxido de carbono se favorece a 100°C,

debido en parte a la facilidad con la que el gas se desprende de la solución a

esa temperatura..

Se observa que la solución ennegrece.Esto se debe a la formación del hidróxido de cromo, que indica el progreso en la

reacción cuantitativa.

Agregar una cantidad exactamente pesada de Sal de Mohr (4,000 g), sumergir

el par de elctrodos en la solución y titular.

La reacción en esta etapa es semejante a la de la estandarización. La sal de

Mohr va a reducir el dicromato que quedó de exceso en la reacción y por medio

de la titulación se conocerá la cantidad de sal de Mohr en exceso oxidándolo

con dicromato.

OXIDACIÓN: Fe2+ 6Fe3+ + 1 e–

REDUCCIÓN: Cr2O72– + 14H+ + 6e– 2Cr3+ + 7H2O

—————————————————————————————————————

REACCIÓN: 6Fe2+ + Cr2O72– + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O

Datos obtenidos :

W K2Cr207=1.85436g WSal deMohr=7.5261g

v(ml) E(mV)0 5271 5302 5333 5364 5395 5446 5487 5548 5629 572

10 58511 61912 86813 88414 905

15 91716 92517 93318 93819 94320 94721 95222 95423 95724 96025 96226 96427 96628 96829 97030 971

De la grafica el volumen en el punto equivalente es V=0.01172L

# eq K2Cr2O7(s) + # eq K2Cr2O7(ac) = # eq Glicerina + #eq Sal de Mohr

W K2Cr207 /Peq K2Cr207 + N K2Cr207 . V K2Cr207 = NGlicerina . V Glicerina + WSal deMohr /PeqSal de Mohr

(1,8432g)/(49,03g/eq) + (0,104eq/L)(0,01172L) = (NGlicerina)(0,0250L) + (7.5261g)/(392,14 g/eq)

NGlicerina = 0.785 N

Cglicerina = Nglicerina Peqglicerina = 0.785 eq/L • 6,580 g/eq

Cglicerina = 5.164 g/L

BIBLIOGRAFIA: Pag: 202-203 HOBART WILLARD, “ ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO”

BARCELONA, 1935- 1955EDITORIAL MARIN S.A.

Pag.448-449 GILBERT AYRES, “ ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO “MEXICO, 1970ED. HARPER Y ROW LATINOAMERICANA

Paginas web

http://www.wikilearning.com/glicerina-wkccp-17537-5.htm

http://www.zoetecnocampo.com/Documentos/biodie_lar/biodie_lar.htm

http://weblogs.madrimasd.org/energiasalternativas/archive/2007/04/06/33193.aspx

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