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Comparacin de mtodos de volumetra

de precipitacin para anlisis de cloruro

en muestra comercial de suero Valentina Lozano Betancur

1, Natalia Len Patio

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1Estudiante de ingeniera qumica. Facultad de Ingeniera, Departamento de Ingeniera Qumica, Universidad

Nacional de Colombia, Avenida Cra. 30 N 45-03, Ciudad Universitaria, Bogot, Colombia. vlozanob@unal.edu.co

2Estudiante de ingeniera qumica. Facultad de Ingeniera, Departamento de Ingeniera Qumica, Universidad

Nacional de Colombia, Avenida Cra. 30 N 45-03, Ciudad Universitaria, Bogot, Colombia. nleonp@unal.edu.co

4 de noviembre de 2014

Resumen

En este estudio se compar la eficiencia de los tres mtodos de volumetra de precipitacin, Mohr,

Volhard y Fajans; mtodos utilizados en el estudio de ciertos analitos como halogenuros. Se realizaron

titulaciones para determinar la cantidad de cloruros, expresados como g de NaCl por 100 mL de

solucin, en una muestra comercial de suero inyectable; de acuerdo con las especificaciones de cada

mtodo se tomaron alcuotas de la siguiente manera: 10 mL de solucin de suero 10:100 para el mtodo

Mohr, 10 mL de solucin de suero 5:100 para Volhard y 5 ml 10:100 para Fajans. Los indicadores

utilizados fueron cromato de potasio, Hierro (III) y Fluorescena respectivamente. La concentracin

obtenida varo considerablemente de la expresada en el empaque. El mtodo ms acertado fue el mtodo

Mohr, seguido por Volhard y en ltimo lugar Fajans. Estos resultados indican que el mtodo con el cual

se obtiene una mejor apreciacin de la cantidad de cloruros es el mtodo Mohr.

Palabras clave: Volumetra de precipitacin, Mohr, Volhard, Fajans.

Abstract

In this work was compared efficiency of three methods of volumetry of precipitation, Mohr, Volhard and

Fajans; methods used in the study of certain analyses as halide. Titrations were performed to determine

the amount of chloride, expressed as g NaCl per 100 ml of solution, in a commercial sample of serum

injection; according to the specifics of each method aliquots were taken as follows: 10 ml solution of

serum 10: 100 for method Mohr, serum solution 10mL of 5: 100 to Volhard and 5ml 10: 100 for Fajans.

The indicators used were potassium chromate, iron (III) and fluorescein respectively. The concentration

of I vary materially from that expressed in the package. The most successful method was the Mohr

method, followed by Volhard and Fajans last place. These results indicate that the method with which a

better appreciation of the chlorides gets is the Mohr method.

Keywords: Titration of precipitation, Mohr, Volhard, Fajans.

2

INTRODUCCIN

El cloruro de sodio es una sustancia encontrada en el

cuerpo humano. Est compuesto por 2 electrolitos, es decir,

compuestos que al estar disociados transportan cargas

elctricas; esto con el fin de mantener un equilibrio entre

los fluidos corporales y mantener el equilibrio cido-bsico

del cuerpo. En sangre es de gran importancia para procesos

vitales tales como el transporte de anhdrido carbnico a los

pulmones, defensa del organismo contra ataque de cidos,

adems del efecto anteriormente mencionado.

El sodio es el principal catin extracelular y es el

responsable de mantener la presin osmtica del espacio

extra celular [1]

; si el nivel de sodio es ms bajo de lo

normal, el cuerpo expulsar agua para mantener la presin

osmtica y colocar a las persona en un estado de

hipotensin con fallas circulatorias perifricas y finalmente

falla renal. A este efecto se le conoce como hiponatremia.

Por otro lado, La prdida de cloruro (Cl-) ocurre como

resultado de un incremento en las prdidas netas de

electrolitos por gastroenteropatas. Este fenmeno se

conoce como hipocloremia.

El suero fisiolgico es una solucin de cloruro de sodio y

agua, utilizado para tratar deshidratacin, deplecin de

sodio o cloruro, o para suministrar o diluir otros

medicamentos y posteriormente ser inyectados en el cuerpo [2]

.

Cuando una persona no puede comer o beber, debido a una

enfermedad o a tras una intervencin quirrgica, suda

excesivamente por causa de fiebre alta o pierde

extensivamente piel, como ocurre en quemaduras graves,

es necesario aplicar suero para reponer la cantidad de agua

o de cloruro de sodio que ha pedido. La cantidad de esta

sustancia debe mantenerse constante y claramente hay un

lmite en el que esta sustancia debe estar. Por esta razn es

importante tener claro la cantidad exacta de cloruro de

sodio que contiene el suero, ya que si es menor de la

expresada, no suplir la cantidad que el cuerpo necesita y

continuarn los sntomas anteriormente descritos; y si es

ms de la expresada puede dar lugar a hiperhidratacin

extracelular, hipertensin, edemas agudos pulmonares,

cerebrales o subcutneos.

Dado que la concentracin de sodio y cloruro es la misma,

basta con determinar la concentracin de uno de los dos

iones.

Para determinar haluros, se utilizan las volumetras de

precipitacin, que son aquellas titulaciones en las cuales el

valorante acta sobre el analito para formar un precipitado

de composicin conocida y baja solubilidad. Existen 3

mtodos de este tipo para determinar cloruros: Mohr,

Volhard y Fajans.

El mtodo Mohr utiliza nitrato de plata (AgNO3) como

valorante y como indicador se usa cromato de potasio

(K2CrO4). Al entrar en contacto el nitrato de plata con la

solucin de cloruro de sodio, como se muestra en la

reaccin 1, se forma una sal bastante insoluble, cloruro de

plata.

Reaccin 1. Nitrato de plata con cloruro de sodio.

Cuando ya no hay mas cloruro con el que pueda reaccionar

la plata, esta comenzara a formar precipitado con el ion

cromato, como se muestra en la reaccin 2, y el producto

de sta reaccin es un precipitado de color rojizo; es por

este motivo que se usa como indicador. El valorante no

reaccionara primero con el cromato, dado que la constante

de solubilidad de AgCl es mayor que la constante de

solubilidad de Ag2CrO4.

Reaccin 2. Nitrato de plata con cromato de potasio.

Esta reaccin ocurre a un pH alrededor de 8, ya que si es

menor, el ion cromato se puede encontrar en una forma

cida (HCrO4-) lo que implicara ms plata para formar el

precipitado; por otra parte, si el pH es mayor, la plata

podra precipitarse en forma de AgOH ya que la constante

de solubilidad de ste precipitado es mayor que la

constante de solubilidad de AgCl.

El mtodo Fajans es bastante similar al mtodo Mohr, con

la diferencia de que utiliza un indicador de adsorcin

llamado fluorescena. Es esencial que est titulacin se

realice en lugares oscuros, ya que el precipitado tiene a foto

descomponerse y el indicador acelera esta reaccin [3]

. Al

3

comenzar a reaccionar el in plata con el indicador, se

obtiene un color salmn que indica que el punto final de la

titulacin. Esta titulacin debe llevarse a cabo a pH entre 7

y 8 dado que a un pH mayor la fluorescena desplazar al

Cl- y las lecturas de nitrato de plata gastado sern bajas

pues la solucin desde antes del punto de equivalencia

tendr el color salmn caracterstico del precipitado de

plata y el indicador.

El mtodo Volhard es utilizado para cuantificar cualquier

anin que precipite con plata. Es una titulacin indirecta, es

decir, a la solucin de cloruro de sodio se le agrega nitrato

de plata en exceso, por lo que obtendremos una solucin

con los producto de la reaccin 1 y con nitrato de plata

dems. Esa solucin se titula con tiocianato de potasio que

reacciona con el nitrato de plata en exceso, como se

muestra en la reaccin 3, formando un precipitado,

AgSNC.

Reaccin 3. Nitrato de plata en exceso con tiocianato de

potasio.

Cuando ya no hay ms plata con la que pueda reaccionar el

tiocianato, comienza a formar precipitado con el hierro

(III), como lo muestra la reaccin 4, que se agreg como

indicador. Este precipitado es de color rojo.

Reaccin 4. Tiocianato de potasio con hierro (III).

En este caso no es necesario separar el precipitado del la

solucin, dado que la constante de solubilidad de AgCl es

mayor que la constante de solubilidad de AgSCN, que a su

vez es mayor que la constante de solubilidad de Fe(SCN)3.

Esta titulacin debe realizarse a pH cido, dado que la

formacin del precipitado con el indicador es a pH cido,

adems que el hierro podra precipitarse con OH- a pH

elevado.

Dentro de este contexto, se compara la eficiencia de los 3

mtodos para la determinacin de la cantidad de cloruro

presente en una muestra de suero comercial. Cada mtodo

se realiza por equipos de experimentadores y as tambin

corroborar la reproducibilidad de los resultados.

MATERIALES Y MTODOS

Suero. Se us una muestra de suero comercial obtenida de

un local de la localidad de Teusaquillo. Esta muestra

especifica claramente en su empaque que su contenido de

cloruros de de 0, 9% . Para realizar los anlisis, fue

necesario hacer diluciones de 10:100 (A) y de 5:100 (B).

Valorantes. Se utilizaron como valorantes nitrato de

potasio para los mtodos Mohr y Fajans; y tiocianato de

potasio para el mtodo Volhard.

La solucin de nitrato de plata fue estandarizada usando

como patrn primario una solucin de NaCl, la cual fue

preparada a partir de cloruro de sodio slido y diluyendo en

agua. La concentracin obtenida de la solucin de nitrato

de plata despus de la titulacin fue de 0,0092M.

La solucin de tiocianato de potasio fue estandarizada con

la solucin de nitrato de plata 0,0092 M anteriormente

estandarizada. La concentracin obtenida despus de la

titulacin fue de 0,0109M.

Mtodo Mohr. Se tomaron 10 mL de la disolucin A y se

llevaron a un erlenmeyer de 250 mL para su valoracin.

Dado que es necesario un pH aproximado de 8 y que el pH

de la solucin de suero es de aproximadamente 5,6, se

agreg aproximadamente 1mg de carbonato de sodio y se

verific el pH con papel indicador universal.

Al la solucin se le adicion 2 mL de cromato de potasio

que nos indica el punto final de la titulacin. Esta solucin

tena un color amarillo plido. Se llen la bureta de 25 mL

con la solucin de nitrato de plata 0,092M, y se agrego del

valorante, formndose el precipitado de cloruro de plata y

se detuvo la titulacin cuando se lleg a un color salmn.

Se tomaron los volmenes obtenidos.

Mtodo Fajans. Se tomaron 5 mL de la solucin A y se

transfirieron a un erlenmeyer de 250 mL para su

valoracin. Se adicion 1 mL de fluorescena, la cual torna

la solucin de un color verde fluorescente.

Con la bureta de 25 mL llena de la solucin de nitrato de

plata, se comenz a agregar el valorante en baja presencia

de luz, formndose el precipitado de cloruro de plata y se

detuvo el suministro de nitrato de plata cuando se obtuvo

un rosa claro. Se tomaron los volmenes obtenidos.

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Mtodo Volhard. Se tomaron 10 mL de la solucin B y

stos fueron transferidos a un erlenmeyer de 250 mL. Con

una pipeta aforada de 25 mL, se agreg nitrato de plata de

la concentracin anteriormente descrita. Se form

rpidamente el precipitado de nitrato de plata.

Dado que la reaccin ocurre a pH cido, se agregaron 5 mL

de cido ntrico 6 M y se midi el pH que era de 2. Con la

solucin de tiocianato de potasio en la bureta de 25 mL, se

agreg al erlenmeyer 3 gotas de Fe+3

como indicador y se

procedi a titular. Cuando se obtuvo un color rojo

caracterstico del tiocianato de hierro se detuvo la

valoracin. Se anotaron los volmenes obtenidos.

Concentracin de cloruros en el suero. Se realizaron los

clculos de la concentracin de cloruros en el suero con los

datos recolectados en la experimentacin; tal como se

muestra en el anexo.

Anlisis estadstico. Se realiz un anlisis de varianza a

los datos obtenidos de concentracin de cloruros para

cada mtodo con la herramienta Anlisis de datos de

Microsoft Excel con un nivel de significancia del 5%.

RESULTADOS Y DISCUCIN

En la tabla 1. Aparecen los resultados de los mL de AgNO3

gastados en la valoracin de la muestra de suero fisiolgico

por el mtodo de Mohr.

Tabla 1. Mililitros de AgNO3 gastados en la valoracin de

suero fisiolgico

El mtodo de Volhard, es un mtodo indirecto por lo cual

se valora la cantidad de AgNO3 con KSCN, los mililitros

gastados en dicha titulacin se muestran en la Tabla 2.

Tabla 2. Mililitros de KSCN gastados en la valoracin de

suero fisiolgico.

Volhard

N KSCN (mL)

1 14.60

2 14.85

3 14.90

4 14.80

5 14.45

6 14.70

7 14.20

Los mililitros de AgNO3 gastados en la titulacin de suero

por el mtodo de Fajans se muestran en la tabla 3.

Tabla 3. Mililitros de AgNO3 gastados en la valoracin de

suero fisiolgico.

Fajans

N AgNO3(mL)

1 8.00

2 8.05

3 8.40

4 8.30

5 7.80

6 7.80

7 8.35

Luego de hacer una serie de clculos (ver anexo) a partir de

los mililitros de agente titulante, utilizado en cada mtodo

volumetra de precipitacin y sus concentraciones

conocidas mediante estandarizacin, se obtienen los

siguientes valores (Tabla 4.) para la concentracin de NaCl

en la muestra de suero fisiolgico; dicha concentracin se

expresa en gramos de NaCl por 100 mL de suero (% p/v).

Mohr

N AgNO3 (mL)

1 16.60

2 17.25

3 17.20

4 17.30

5 16.70

6 16.50

7 17.22

5

Tabla 4. % p/v de NaCl en la muestra de suero fisiolgico

Mohr Volhard Fajans

N %NaCl %NaCl %NaCl

1 0.8934 0.8291 0.8611

2 0.9284 0.7972 0.8665

3 0.9257 0.7908 0.9042

4 0.9311 0.8036 0.8934

5 0.8988 0.8482 0.8396

6 0.8880 0.8163 0.8396

7 0.9268 0.8801 0.8988

Como se pareca en la tabla 5. El clculo del promedio y la

desviacin estndar permite obtener un valor nico para la

concentracin de NaCl en la muestra de suero segn cada

mtodo utilizado.

Tabla 5. Concentracin de NaCl segn cada mtodo de

volumetra de precipitacin aplicado.

Mtodo % NaCl Desviacin

Mohr 0.9132 0.0188

Volhard 0.8236 0.0318

Fajans 0.8719 0.0273

Es necesario conocer que tan precisos y reproducibles son

los resultados obtenidos, por ende se calcula la desviacin

estndar promedio (Sm) mostrada a continuacin.

Calculo 1. Desviacin estndar promedio de cada mtodo.

La muestra de suero fisiolgico utilizada para la aplicacin

de los tres mtodo de volumetra de precipitacin cuenta un

con registro de la concentracin de NaCl equivalente al

0.9% p/v lo cual permite identificar cul de los tres mtodo

fue el ms exacto.

Para conocer la exactitud de cada mtodo se acude al

clculo de los errores: error absoluto y error relativo.

El error absoluto nos permite conocer que tanto se alej el

valor de la concentracin de NaCl obtenida a partir de las

titulaciones del valor real reportado por el fabricante del

suero fisiolgico utilizado.

Calculo 2. Error absoluto de cada mtodo.

A partir de clculo del error relativo se conoce en

porcentaje de exactitud de cada mtodo.

Calculo 3. %error relativo de cada mtodo.

Segn los resultados obtenidos el mtodo de Mohr

proporciona los datos ms exactos y precisos, el mtodo de

Volhard es el menos preciso pero ms exacto que el

mtodo de Fajans; finalmente, el mtodo de Fajans es el

menos exacto, sin embargo es ms preciso que Volhard.

El mtodo de Mohr consiste en una valoracin directa,

adems no tiene muchas interferencias en su realizacin,

siempre y cuando el pH se mantenga entre 7 y 10 no hay

factores que afecten el adecuado desarrollo de la tcnica.

El mtodo de Volhard consiste en la realizacin de una

titulacin por retroceso, es decir, no se determina

directamente el ion Cl- sino el ion Ag

+ que hay en exceso

6

despus de adicionar AgNO3 el cual reacciona

estequiomtricamente con el Cl- del suero y luego queda

una parte sin reaccionar (el exceso titulado); continuando,

la cantidad de NaCl es determinada por diferencia de

volmenes entre el exceso titulado y el exceso volumen

total de AgNO3 adicionado; as pues, el hecho de que la

titulacin sea indirecta y se deban medir dos volmenes,

hace que el error aumente.

Finalmente el mtodo de Fajans, a pesar de ser un mtodo

de titulacin directa, requiere un cuidado especial ya que

utiliza fluorescena como indicador la cual se ve afectada

directamente por: la concentracin de la sustancia, el pH de

la solucin, la presencia de otras sustancias y mayormente

por la longitud de onda de la luz. Las condiciones del

laboratorio no favorecen el uso de la fluorescena ya que

ste cuenta con grande fuentes de luz que no se pueden

controlar en su totalidad.

CONCLUSIONES

El mtodo de Mohr permite obtener los resultados ms precisos y exactos frente a los otros mtodos

de volumetra de precipitacin.

En la aplicacin de cualquiera de los mtodos de volumetra de precipitacin es importante tener en

cuenta las condiciones que afectan el buen

desarrollo de la tcnica con el fin de obtener

buenos resultados.

BIBLIOGRAFA

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