UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA MINERA Y METALURGICA

Informe N° 9 de LaboratorioInforme N° 9 de Laboratorio“Determinación volumétrica de Cl“Determinación volumétrica de Cl-- y CN y CN--””

CURSO : Análisis químico

PROFESOR : Ing.Bizarreta

ALUMNOS :

CICLO : 2006

SECCIÓN : “R”

FECHA DE ENTREGA : 11 /12/2006

OBJETIVOS

Determinar la presencia de cloruros mediante el método de Mohr y la aplicación de

los conceptos de reacciones de neutralización.

Determinar la presencia de cianuros mediante el método de Liebig y aplicando los

conceptos de reacciones de neutralización.

FUNDAMENTO TEÓRICO

DETERMINACIÓN DE Cl- y CN-

Las reacciones de precipitación han sido muy utilizadas en química analítica para titulaciones, determinaciones gravimetricas y para separar una muestra en sus diferentes componentes. Los componentes gravimetricos ya no ocupan el lugar prominente que una vez tuvieron y en los últimos años se han desarrollado otros métodos de separación. No obstante, la precipitación continua siendo una técnica importante en muchos procedimientos analíticos.En este capitulo se disentirán las titulaciones de precipitación y su uso como una técnica de separación.

Titulaciones por precipitación

Las titulaciones en donde ocurren reacciones de precipitación no son tan numerosas en los análisis volumétricos como aquellas en donde se presentan reacciones redox o ácido – base. De hecho, en un concurso inicial los ejemplos de estas titulaciones se limitan a la precipitación de aniones como los halógenos y el tiocianato con el Ion plata. Una de las razones del uso limitado de estas reacciones es que faltan indicadores adecuados. En algunos casos, en particular durante la titulacion de soluciones diluidas, la velocidad de reacción es demasiado lenta y esto no es conveniente para una titulacion. Cuando la reacción se aproxima al punto de equivalencia y el titulante se adiciona lentamente, no existe una sobresaturación elevada y la precipitación puede ser muy lenta. Otra dificultad es que, con frecuencia no se conoce la composición del precipitado debido a los efectos de coprecipitación. Aunque esto último se puede minimizar o corregir parcialmente por medio de algunos procedimientos como la digestión del precipitado, no es posible hacerlo directamente en una titilación en donde se forma el precipitado.

Aquí limitaremos nuestro estudio a las titulaciones por precipitación que utilizan sales de plata, haciendo hincapié en los indicadores que se han empleado con éxito en estas titulaciones.Indicadores para las titulaciones por precipitación con plataHemos señalado que uno de los problemas asociados con las titulaciones por precipitación es el encontrar un indicador adecuado. Existen tres indicadores para las titulaciones en donde se forman sales de plata, que se han empleado con éxito durante muchos años. El método de Mohr utiliza Ion cromato, CrO4

-2 , para precipitar Ag2CrO4

de color café. El método de Volhard utiliza Ion Fe+3 para formar un complejo colorido con el Ion tiocianato, SCN- y el método de Fajans emplea “indicadores de absorción”. Hablaremos un poco de estos tres métodos.

Método de Mohr: formación de un precipitado colorido

Al igual que un sistema ácido – base se puede utilizar como indicador en una titulacion ácido – base, la formación de otro precipitado puede emplearse para indicar el final de una titulacion por precipitación. El ejemplo mejor conocido de este caso es la llamada

titulacion de Mohr del cloruro con Ion plata, en la cual se utiliza el Ion cromato como indicador. La primera aparición del precipitado rojizo de cromato de plata se toma como punto final de la titulación.Por supuesto que es necesario que la precipitación del indicador en o cerca del punto de equivalencia de la titilación. El cromato de plata es mas soluble (alrededor de 8.4 x 10 -5

mol/litro) que el cloruro de plata (alrededor de 1 x 10 -5 mol/litro). Cuando los iones plata se adicionan a una solución que contiene una gran concentración de iones cloruro y un poco concentración de iones cromato, el cloruro de lata se precipitara primero; el cromato de plata no se formara hasta que la concentración de Ion plata aumente lo suficiente para que exceda la Kps del cromato de plata. Podemos calcular con facilidad la concentración de cromato que ocasionara la precipitación del cromato de plata en el punto de equivalencia, donde pAg = pCl = 5.00. puesto que la Kps del Ag2CrO4 es 2 x 10-12 , y [Ag+] = 1 x 10-5 en el punto de equivalencia, entonces:

Ag+ 2CrO4-2=2 x 10-12

CrO4-2=2 x 10-12 /(1x10-5)=0.02M

En la practica no se puede utilizar una concentración tan grande, porque el color amarillo del Ion cromato hace difícil la observación de la formación del precipitado colorido. Normalmente se utiliza una concentración de cromato de 0.005 a 0.01 M. el error que ocasiona el empleo de esta concentración es muy pequeño y se puede corregir corriendo el indicador en blanco o estandarizando en nitrato de plata con una sal de cloruro pura en condiciones idénticas a las que utilizan en el análisis.La titulación de Mohr se limita a las soluciones cuyo pH va de 6 a 10. en soluciones mas alcalinas se precipitan óxidos de plata. En soluciones ácidas la concentración de cromato disminuye mucho, ya que el HCrO4

- se encuentra ligeramente ionizado. Además, el cromato ácido esta en equilibrio con el dicromato.: 2H+ + 2CrO4

-2 2HCrO4 Cr2O7-2 + H2O

La disminución de la concentración de Ion cromato provoca que se necesite adicionar un gran exceso de iones plata para que ocurra la precipitación del cromato de plata y esto lleva a errores de gran magnitud. En general, los dicromatos son bastante solubles.El método de Mohr también se puede aplicar a la titulación del Ion bromuro con plata y también a la del Ion cianuro en soluciones ligeramente alcalinas. Los efectos de absorción no hacen posible la titulacion de los iones yoduro y tiocianato. La plata no se puede titular directamente con cloruro empleando cromato como indicador. En este caso el cromato de plata se precipita al principio y se disuelve lentamente cerca del punto de equivalencia. No obstante, se puede adicionar un exceso de solución de cloruro estándar y después retrotitular, utilizando cromato como indicador.

Titulación de Cianuro con Ion plataOtra titulacion que tiene cierta importancia practica y que utiliza un ligando unidentado y un Ion metálico es la llamada titulacion de Liebig de cianuro con nitrato de plata. Este método se basa en la formación de un Ion complejo muy estable, el Ag(CN)2

-:

2CN + Ag 2CN- + Ag+ Ag (CN)2

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1era Parte determinación de cloruros Método de Mohr

1.- Se tiene mNaCl=155mg

se titula con AgNO3 :

Vgastado de AgNO3=26.9ml

NaCl(s) disolverlo en 35 ml solución de colorde H2O + 4gotas de K2CrO4 rojo ladrillo y presencia

de un precipitado de color lúcuma

Rxn: AgNO3(ac) + Cl- AgCl ( ) AgNO3(ac) + Cr O4

-2 Ag2CrO4 ( )

2.-Se tiene msal de mesa de cocina = 173mg

se disuelve la sal de mesacon 35ml de agua destilada+4gotas de K2CrO4

luego titulamos con AgNO3 :

Vgastado de AgNO3 = 30.8 ml

Se forma un precipitado de color blanco

3.-Trabajamos con el agua de caño.

+ 5gotas de K2CrO4

Se tiene 80ml de agua De caño

Seguidamente se titula con AgNO3 :

Vgastado de AgNO3 = 2.8 ml

Presencia de precipitado De color rojo ladrillo

2da parte Determinación de cianuros- Método de Liebig

1.-

+12 gotas de KI

Se tiene 25ml de NaCN(ac)

cuya concentración es 1g/l

luego titulamos con AgNO3(ac) :

Vgastado de AgNO3 = 12.4 ml

Rxn: AgNO3 + 2NaCN NaNO3 + Na(Ag(CN)2)

2.-

+12 gotas de KI

Se tiene 25ml de NaCN(ac)

cuya concentración desconocida

luego titulamos con AgNO3 :

Vgastado de AgNO3 = 10.9 ml

CONCLUSIONES

El método de Mohr es útil para la determinación de cloruros siempre que se trabaje

con concentraciones de AgNO3 0.1M y se use como indicador al K2CrO4 , la función

de éste indicador consiste en que luego de que todo el ión Cl- reacciona con el Ag+ ,

éste indicador reacciona con lo que queda de Ag+ y torna la solución de un color

lúcuma.

En el caso de la determinación de cianuros mediante el método de Liebig nos damos

cuenta que en el punto final de la titulación el color amarillo opalescente se debe a

que todo el NaCN existente ha reaccionado con el AgNO3

CUESTIONARIO

1.-Con sus valores experimentales calcule las concentraciones con 3 cifras decimales de las 2 soluciones de nitrato de plata utilizadas.

rpta.- *cuando de tiene mNaCl=155mg y luego se titula con AgNO3

En el punto final se cumple:

#Eq-grNaCl = #Eq-grAgNO3

mNaCl = NAgNO3 . VAgNO3 gastado ........ (*)

Peq(NaCl)

Pero:

PEq(NaCl) M(NaCl) = = 58.5gr.

1 155 mg

= NAgNO3 . (26.9 ml)58.5

NAgNO3 =0.0985

*cuando se tiene 173mg de sal de mesa y también lo titulamos con nitrato de plata.

En el punto final se cumple:

#Eq-grsal cocina = #Eq-grAgNO3

msal de cocina

= NAgNO3 . VAgNO3 gastado ........ (*)Peq(NaCl)

pero:

PEq(NaCl) M(NaCl) = = 58.5gr.

1

173 mg= NAgNO3 . (30.8ml)

58.5

NAgNO3 =0.0960

2.- a) De acuerdo a su valor experimental, calcule la cantidad de NaCl, contenido en un recipiente de 6m3 de capacidad.

b) Si en la valoración de cloruros, se utilizo por error el H 2O(l) potable, en vez de H 2O destilada, ¡que cantidad de NaCl se introdujo a la muestra?

c) Calcule el % de NACl en la sal industrial

d) ¿Como se obtiene la sal?

3.- a) Escriba las expresiones de la Kfor=cte de formación para los complejos de Ag+:Ag(NH3)+ 2 y Ag(CN) 2

b) Con los valores (libro) de las 2 ctes de formación.Indique ¿Cuál de los 2 complejos es mas estable? Y ¿Por qué?

4.-El Au(oro) y la Ag(plata), se pueden extraer de sus minerales por cianuracion(formación de complejoscianurados solubles).Asi, la Ag se extrae de su sulfuro,Ag2s con NaCN(ac) .La cte de disociación o de descomposición del complejo,Ag(CN) 2

- es 1.8x10-19 ; si el complejo tiene una concentración de 0.32M. Calcule la concentración de cianuro libre.

5.-En las películas fotográficas, blanco y negro, la sustancia activa es el AgBr. La cual por la acción de la luz se produce: Ag+ + e- Ag0 está placa metálica, forma el negativo y el exceso de AgBr(que no reacciona) se extrae con el baño fijado por la cual es solución de tiosulfato de sodio(Na2S2O3) la reacción siguiente es: AgBr + 2 Na2S2O3→ (Ag(S2O3)2)-3 + Br- + 4Na+ en un estudio fotográfico los baños fijadores ya utilizados se han ido almacenando en un depósito de 3m3.Cuando está

lleno se analiza y se determina que la concentración del complejo es 1.8 M y la del anión tiosulfato es 0.2M.La K del complejo es 2,9 x 10 13(cte de formación) con los cálculos correspondientes indique si resulta recuperar o no la plata.

Solución:

La formación de este complejo se da mediante la reacción: Ag+ + 2 S2O3 -2↔(Ag(S2O3)2 )3-

Dicha formación se da debido a la presencia de:AgBr ↔ Ag+ + Br– Na2S2O3 ↔ 2 Na+ + S2O3 2-

La constante de inestabilidad para la formación de este complejo es:

K Ag(S2O3)2 3- = 2,9 x 10 13

Si resulta recuperar la plata.