UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICASLABORATORIO DE Q.A. CUANTITATIVA II

COMPLEXOMETRIA PARTE II: DETERMINACIÓN DE LA DUREZA TOTAL, CÁLCICA Y MAGNÉSICA.

REYES JHOSELYNE, VILLACIS ERIKAeri_and@yahoo.es

Realizado: Viernes 10 de Noviembre, 2015 Enviado: 16 de Noviembre del 2015

Resumen

El método de Fajans es un método directo que se utiliza para la determinación de cloruros, en la etapa inicial de la titulación con ión plata e indicador se observa la transición de blanco a amarillo – verdoso y al final de la titulación el precipitado tomo un color rojo pálido. El método de Volhard es un método indirecto, no se utiliza el ión plata como titulante, sino que se usa como titulante una solución de tiocianato. En este método se agrega exceso de plata y se filtra, a este filtrado se le debe agregar iones férricos que generan un ión complejo color naranja.

Palabras Claves: ión, titulante, determinación.

Abstract

Fajans method is a direct method used for the determination of chloride , in the initial stage of the titration with silver ion and the transition indicator is seen white to yellow - green and at the end of the titration the precipitate took a color pale red . Volhard method is an indirect method, the silver ion is not used as titrant , but is used as titrant thiocyanate solution . In this method excess silver is added and filtered , this filter must be added ferric ions generated by a orange ion complex.

Key Words: ion, tritant, determination

Introducción

Método de Fajans

Una comprensión de este método de titulación depende fuertemente de las discusiones referentes a las capas primarias adsorbidas a las superficies de los precipitados. Cuando se titula un cloruro (o bromuro, yoduros tiocianato) con nitrato de plata, se produce un cambio en la capa primaria, en el instante que se sobrepasa el punto de equivalencia.

Si esta titulación se lleva a cabo en ausencia de un indicador, no hay diferencia visible en el precipitado de cloruro de plata antes y después del punto de equivalencia; pero si la solución contiene una pequeña concentración de fluoresceína o diclorofluoresceína, hay un cambio de color espectacular en el momento en que el precipitado hace su transición de una de una forma negativa a una positiva. En solución neutra o muy

débilmente ácida, el indicador se encuentra en forma de su anión amarillo, con una fluorescencia verde. Cuando el ión plata se hace excesivo forma efectivamente un precipitado rojo Con la titulación de Fajans en particular, es mejor mantener el precipitado en suspensión coloidal, de modo que sea más obvio el cambio de color.

Método de Volhard

Al contrario de las titulaciones de Mohr y Fajans, la de Volhard no utiliza una solución estándar de ion plata como titulante. La reacción de titulación es, en cambio, la precipitación de tiocianato de plata mediante el agregado de una solución normalizada de tiocianato de potasio KSCN. Como indicador de punto final, se agrega 1-2 ml de una solución saturada (alrededor del 40%) de sulfato férrico-amónico, la que proporciona iones férricos que reaccionan con el primer exceso de tiocianato. Esta titulación debe ser llevada a cabo en solución bastante acida ([𝐻+]>0.3). El color del complejo tiene un tinte muy ligeramente canela sí la titulación se realiza correctamente, lo que indica que se añade sólo un mínimo de KSCN en exceso. El mayor el problema de subtitulación pues a medida que se va formando el precipitado de tiocianato de plata, en presencia del exceso (aún no titulado) de ion plata, hay una adsorción de algo de éste en la capa primaria. Para asegurar que todo el ion plata esté disponible para el tiocianato, es preciso agitar vigorosamente la suspensión a medida que se acerca el punto final, y esperar hasta que el tinte canela se haga permanente, en lugar de palidecer lentamente. Se la emplea más comúnmente para la determinación indirecta de cloruro, bromuro o yoduro, mediante la aplicación del método de la retrotitulación; es esto lo que corrientemente se interpreta como el método de Volhard.

Parte experimental

Instrumentación Reactivos

1 Soporte universal 4 Matraces de 250 ml 1 balón aforado a 500 ml Buretra 25 ml +/-0,1 ml Equipo de segurada Espatula Papel absorbente Papel aluminio Pera de succión Pinza para bureta Pipeta volumétrica 25 ml Tela blanca de algodón Varilla de vidrio Vidrio reloj Papel filtro Embudo Cocinetas

Nitrato de plata KSCN 0,023 normal Muestra 1: Bebida rehidratante

HYDRAPLUS sabor coco Muestra 2: numeral 3 Fluoreseina Alumbre de hierro Acido nítrico 6 molar

Procedimiento general

Metodo de Volhard

Tomar una alícuota de 50 mL de muestra (HYDRAPULS sabor coco) Añadir 10mL HNO3 6M. Añadir AgNO3 (cantidad en exceso para precipitar todos los cloruros) realizar

los cálculos necesarios. Llevar la mezcla a ebullición durante 5 minutos, filtrar cubriendo a la mezcla de

la exposición a la luz. Aforar a 250 ml, tomar alícuotas de 50 ml de la solución preparada Añadir 2ml de Alumbre Férrico (Sulfato de amonio férrico) y 2 ml de HNO3 6 M Titular con KSCN ≈ 0,05N hasta coloración débil rojiza (canela). Determinar por retro valoración los ppm y el porcentaje de cloruros presentes

en la muestra de bebida hidratante.

Metodo de Fajans

Pesar aproximadamente 0.4 g de la muestra. Disolver en un balón y aforar a 500mL. Medir una alícuota de 25mL con una pipeta volumétrica. Añadir 10 gotas de fluoresceína. Titular con AgNO3, hasta observa cambio de verde fluorescente a rosado. Determinar el porcentaje de cloruros o bromuros que tiene la muestra.

Resultados

Reacción química en esta práctica

a) Método de Fajans

Previo a la equivalencia:

Cl-(exceso) + Ag+ → AgCl(s)/Cl- Capa de adsorción negativa

Después de la equivalencia:

Cl- + Ag+(ligero exceso) → AgCl(s)/Ag+ Capa de adsorción positiva

b) Método de Volhard

Cl- + Ag+(exceso) → AgCl(s) + Ag+

Ag+ + SCN- → AgSCN(s)

SCN- + Fe3+ → Fe(SCN)2+

rojo

Datos experimentales

Concentraciones:

NAgNO3: 0.0531 NNKSCN: 0.023 N

Tabla No. 1: Datos obtenidos de valoración por el método de Fajans.

Nº Determinación

Vol. Muestra (ml)

Vol. AgNO3

(ml)1 25.0 7.02 25.0 7.23 25.0 7.14 25.0 7.0

Tabla No. 2: Datos obtenidos de valoración por el método de Volhard.

Nº Determinació

n

Vol. Muestra (ml)

Vol. AgNO3

(ml)

Vol. KSCN (ml)

1 25.0 50.0 6.02 25.0 50.0 6.13 25.0 50.0 6.24 25.0 50.0 6.0

Cálculos

Cálculo de los ppm de Cl presentes en la muestra

ppmCl−¿= NAgNO3 ∙V ∙PmCl

25 ∙ 103¿

ppmCl−¿=

0,0531M ∙0,0070 l ∙35,45 gmol

0,025 l ∙ 103¿

ppmCl−¿=¿ ¿527,071 ppm

Cálculo de la masa molecular de la muestra problema

mmuestra=0,4320g

mCl−¿=527,07mg Cl

−¿

l solc ×0,025 l=0,0132gCl−¿enla muestra¿¿ ¿

Tabla 3: Resultados de la valoración de cloruros.

Nº Determinación ppm Cl

(mg/L)1 527,0712 527,0713 534,6004 542,130

Tratamiento Estadístico: Análisis de aceptación o rechazo de datos (Criterio Q)

Vmayor - x = 542,13 – 5327,18 ppm x – Vmenor = 532,718 – 527,071 ppmVmayor - x = 9,412 ppm x – Vmenor = 5,647 ppm

Qexperimental =0,25

Q tabulada=0,829

Qexperimental < Qtabulada ∴ Se acepta el dato

ppm NaCl (mg/L)Media (x) 532,718Rango (R) 15,00Desviación estándar (s) 72,089Límite de confianza (L.C)

532,718±0,0901

a) Determinación de ppm de NaCl por el Método de Volhard

% Cl- = (NAgN O3∙ Vagregado - NKSCN ∙Vtitulación ) ∙FD ∙Peq

Cl−¿

25ml×100 ¿

% Cl- = (0,0531∙0,050 - 0.023∙0,006 ) ∙10 ∙35,4525ml

×100

% Cl- = 3,57%

ppmCl- = (NAgN O3∙ Vagregado - NKSCN ∙ V titulación ) ∙ FD∙ Peq

Cl−¿

25ml ∙ 1 L1000mL

∗1000mg /1 g¿

ppmCl- = (0,0531∙0,050 - 0.023∙0,006 ) ∙10∙35,45

25ml∙ 1 L1000mL

∗1000mg /1g

Tabla 4: Resultados de la valoración de cloruros.

Nº Determinación

ppm Cl (mg/L)

1 35625,8322 35658,4463 35691,064 35691,06

Tratamiento estadístico: Análisis de aceptación o rechazo de datos (Criterio Q)

Vmayor - x = 24,46 ppm x – Vmenor = 40,77 ppm

Qexperimental = 0,25

Q tabulada = 0,829

Qexperimental < Qtabulada ∴ Se acepta el dato

ppm NaCl (mg/L)Media (x) 35666,60Rango (R) 65,23Desviación estándar (s) 31,22Límite de confianza (L.C)

35666,60 +/- 0,39

Conclusiones- La concentración de cloruros de la muestra de la bebida hidratante,

determinada por el Método de Fajans, es de 532,718±0,0901 (±) ppm; y la concentración determinada por el Método de Volhard es de 35666,60 +/- 0,39 (±) ppm.

- El Método de Fajans es una técnica de adsorción, es decir, en la capacidad que tienen los precipitados de adherir a sus capas primarias algún elemento o ión. En esta técnica, el indicador fluoresceína detecta cambios de transición de forma negativa a forma positiva, reflejando un color amarillo intenso antes de la titulación y después de la valoración un color ligeramente rosado.

- Se aplicaron los conocimientos aprendidos previamente, tanto durante la experimentación, como en la determinación de la concentración del halogenuro.

- Se realizó el análisis estadístico necesario para la obtención de resultados de la concentración de cloruros en los dos métodos.

Discusiones

- En el Método de Fajans, es importante mantener un pH > 7, ya que, al igual que el método de Mohr, no puede efectuarse en soluciones ácidas; también se debe tomar en cuenta que el precipitado que se forme es fotosensible, por lo que se debe valorar bajo luz difusa.

- A diferencia de los métodos de Mohr y Fajans, el método de Volhard no requiere una solución de nitrato de plata como titulante, sino un exceso del mismo, para que precipite como tiocianato de plata y, posteriormente, se pueda determinar la concentración del halogenuro problema por medio de una valoración por retroceso.

- Adicionalmente, en el Método de Volhard, el medio debe ser muy ácido para reducir a un mínimo la formación de hidróxido férrico. El medio ácido reduce la capacidad del ión férrico para combinarse con el ión tiocianato.

- Una contaminación de la muestra con otro halogenuro, como puede ser bromuro o yoduro, influiría en la determinación de la concentración de cloruros, por lo que se debe analizar una muestra que contenga únicamente uno de los halogenuros citados anteriormente.

Bibliografía

HARRIS, C. (2003). Análisis Químico Cuantitativo. Tercera Edición, Versión Español (pág: 719). REVERTÉ, S.A.

Brown, G. (1967). Química Cuantitativa. (págs: 98 – 102). Versión en español: E. Casassas. España: Editorial Reverté, S. A.