determinaciÓn de cloruros y cianuros

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA - FIGMM

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLÓGICA, MINERA Y METALÚRGICA

LABORATORIO N°9

DETERMINACIÓN DE CLORUROS Y CIANUROS

CURSO : ANÁLISIS QUÍMICO

PROFESOR : ING. VIZARRETA ESCUDERO, TOMAS

ALUMNOS : - BARRERA VERGARA, JORMAN IVÁN

- SALDAÑA VELIZ, LUIS OSCAR

CÓDIGO : - 20112612B

- 20111145A

SECCIÓN : “S1”

2013-II2013-II

9° LABORATORIO – ANÁLISIS QUIMICOPágina 1


INTRODUCCIÓN

En el presente informe daremos a conocer aspectos resaltantes en el análisis volumétrico de la determinación de cloruros y cianuros, tanto en una muestra de sal químicamente pura, en sal de cocina y en el agua potable, con el método de mohr, y la determinación de cianuros por el método de Liebig, ya que en nuestros tiempos la utilización de cianuro es primordial en la industria minera, ya que con ello se busca optimizar los procesos minero-metalúrgicos para una mayor renta de la empresa, pero teniendo en cuenta la conciencia ambiental y cuidado de las aguas y ecosistemas, es por ello que este laboratorio es de mucha importancia para nuestra carrera.



OBJETIVOS

El objetivo del presente laboratorio ese realizar la titulación por los métodos de Liebig para la determinación de cianuros y el método de Mohr para la determinación de cloruros.

FUNDAMENTO TEÓRICO

Los métodos volumétricos requieren el uso de indicadores, es decir de artificios que pongan de manifiesto el punto de equivalencia o sea el instante en que el reactivo y la substancia se hallen en el proporción estequiométrica. Presentan los procedimientos volumétricos otro inconveniente que radica en el hecho de que la solubilidad de una sal es muchas veces apreciable en las soluciones en las que solo se hallan cantidades equivalentes delos iones y en las que no se puede utilizar el efecto del ion común para disminuir la solubilidad. Para comprender este último concepto es esencial el cono cimiento de la teoría del producto de solubilidad.

Producto de Solubilidad: para la volumétrica trataremos ahora de un tipo diferente de equilibrio que es el que existe entre un sólido y la solución saturada del mismo . este equilibrio se llama heterogéneo puesto que en el deben considerase, por lo menos , dos estados de la materia, el sólido y el líquido.

Indicadores para las valoraciones de precipitación:

Cuando es posible seguir el transcurso de estas valoraciones mediante métodos elecrométricos y determinar por tanto , mediante ellos el punto final de la valoración , en la práctica se prefiere hacer uso de otros medios . son muchos los métodos que se han sugerido para la determinación visual de los puntos finales en estas valoraciones .

Formación de un compuesto soluble de color característico. - este tipo de indicadores se emplea , por ejemplo en la determinación de la plata por el método de Volhard , que utiliza como reactivo una solución tipo de un tiocianato soluble y una solución saturada de alumbre férrico o nitrato férrico como indicador. Una vez terminada la reacción , La



primera gota en exceso reacciona con los iones férricos presentes para formar el complejo : Fe (CNS)++ , por lo que la solución adquiere un color pardo rojizo débil . Este método se puede utilizar para la determinación indirecta de haluros. Para el análisis de bromuros y ioduros , se añade un exceso de la solución valorada de nitrato de plata, determinándose a continuación este exceso mediante la solución de tiocianato en la forma descrita. En la valoración de cloruro , dado que el cloruro de plata es mas soluble que el sulfocianuro de plata , es preciso retirar de aquel del seno de la disolución , antes de proceder a la valoración de plata en exceso añadido.

Las reacciones de precipitación más frecuentemente empleadas en análisis son las que se

utilizan como reactivo disolución de AgNO3 para la determinación de haluros o pseudo

haluros, es por ello que en la sección destinada a los estudios de los procedimientos

prácticos se describen detalladamente los procedimientos más importantes de entre los que

utilizan el nitrato de plata.

Método de Mohr

Cuando a una solución neutra de cloruros se le agrega una pequeña cantidad de K2CrO4

luego una solución valorada de AgNO3, entonces precipitan todos los cloruros bajo la

forma de cloruros de plata. En el momento en el que prácticamente todo el ion cloruro ha

reaccionado con el ion plata, el mas ligero exceso de AgNO3 se combina con el K2CrO4,

dando un color pardo rojizo, que permite reconocer fácilmente el punto final de la reacción.

AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3

2AgNO3 + K2CrO4 → Ag2CrO4 + 2KNO3

Método de Liebig

Cuando a una solución débilmente alcalina de un cianuro alcalino se le agrega una pequeña

cantidad de KI 10% luego una solución valorada de AgNO3, se observa la aparición de un

precipitado blanquecino de cianuro argéntico que inicialmente desaparece; cuando el

enturbiamiento es persistente indica que todo el cianuro sódico se ha gastado.



EQUIPOS Y MATERIALES

1 Bureta

2 Vasos de vidrio

1 Matraz de Erlenmeyer

Reactivos:

Nitrato de plata AgNO3 Cloruro de sodio NaCl

Sal de cocina Cianuro de sodio NaCN

Indicadores

Cromato de potasio K2CrO4 Ioduro de potasio KI 10%



PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

MÉTODO DE MOHR

Fundamento

Cuando a una solución neutra de cloruros se le agrega una pequeña cantidad de K2CrO4

luego una solución valorada de AgNO3, entonces precipitan todos los cloruros bajo la forma de cloruros de plata. En el momento en el que prácticamente todo el ion cloruro ha reaccionado con el ion plata, el mas ligero exceso de AgNO3 se combina con el K2CrO4, dando un color pardo rojizo, que permite reconocer fácilmente el punto final de la reacción.

AgN O3+NaCl → AgCl+NaN O3

2 AgN O3+K2Cr O4 → Ag2 Cr O4+2 KN O3

Procedimiento

1. Determinación de C AgN O3 con 3 cifras decimales usando el NaCl químicamente puro

Se recibió una muestra de 131,8 mg de NaCl químicamente pura (Q.P.), se disuelve en 40 ml de agua y se valora con 30,2ml de solución de nitrato de plata ( AgN O3). Utilizamos el cromato de potasio como indicador



Solución de NaCl Q.P. con K2 Cr O4

Haremos gotear nitrato de plata sobre la solución de cloruro de sodio, como le hemos añadido cromato de potasio, la solución presenta una coloración amarilla

Montaje del Equipo de Laboratorio

Conforme vamos agregando AgN O3, observamos la aparición de un enturbiamiento blanquecino,

lo que evidencia la formación del cloruro de plata( AgCl). Esto sucede bajo la reacción:

AgN O3+NaCl → AgCl (↓)+NaN O3



Formación del Cloruro de Plata ( AgCl)

Posteriormente, observamos que, al agregar más nitrato de plata, el cambio de coloración de la solución, de amarillo blanquecino a lúcuma, pero que retorna a su color original casi inmediatamente

Inicio de la formación del Cromato de Plata

Luego de percatarnos de lo anterior, observamos que la solución adopta por completo la coloración lúcuma correspondiente al cromato de plata ( Ag2Cr O4), lo que nos indica que todo

los iones de cloruro han sido consumidos. La formación del Ag2Cr O4 ocurre según:

2 AgN O3+K2Cr O4 → Ag2 Cr O4(↓)+2 KN O3

Evidencia de la formación de Ag2Cr O4



Con los datos mencionados al inicio podemos calcular la normalidad de la solución de AgN O3

W NaCl=131,8 mg; M NaCl=58.442;VolAgN O3=30,2ml

Sabemos que

¿eq−g ( AgN O3 )=¿eq−g(NaCl)

N .V = Weq−g

N= W .θV . M

N AgN O3=

(131,8 )(1)(30,2 )(58.442)

∴N AgN O 3=0.0 74676

2. Determinación del porcentaje de NaCl en la sal de cocina

Conociendo, ahora, la normalidad de la solución de AgN O3, procedemos a calcular el porcentaje en masa de NaCl en la sal de cocina.

Recibimos ahora un muestra de sal de 158,8 mg, la disolvemos en 40 ml de agua destilada y procedemos a titular con 34,1 ml de nitrato de plata. Utilizamos nuevamente al cromata de potasio como indicador

Sal de cocina disuelta en aguay con indicador



Procedemos de manera análoga a la experiencia (1)

Formación de AgCl a partir de la sal de cocina

Punto final de la titulación (Formación del Ag2Cr O4)

Los datos obtenidos en esta experiencia son



W muestra=158,8 mg; Eq−gNaCl=M NaCl=58.442; N AgN O3=0.074676 ;VolAgN O3

=34,1 ml

Sabemos que


N .V = Weq−g

% masaNaCl=N AgN O3

.V A gN O3.(eq−g)NaCl

W muestra

x 100 %

% masaNaCl=(0.074676 ) (34,1 )(58.442)

158,8x100 %

∴%masaNaCl=93,72%

3. Determinación de la concentración de NaCl(C NaCl) en el agua potable

En esta parte de la experiencia calcularemos la concentración de iones cloruro ¿ presentes en el agua potable bajo la forma de NaCl

Muestra problema de agua potable



Tomamos una muestra de 84 ml de agua potable y la titulamos con 7,7 ml de nitrato de plata. Utilizamos nuevamente al cromato de potasio como indicador

Muestra de problema con gotas de K2 Cr O4

El procedimiento de esta experiencia es similar al de la experiencia (1) y (2)

Formación del Cloruro de Plata ( AgCl)



Formación del Cromato de Plata ( Ag2Cr O4)

Los datos que hemos obtenido en esta experiencia son

V agua potable=84ml ; Eq−gNaCl=M NaCl=58.442 ;N AgNO 3=0.074676 ;VolAgN O3

=7,7 ml

Sabemos que


N .V = Weq−g

W NaCl=N AgN O3.V AgN O3

.(eq−g)NaCl



W NaCl

V agua potable

=N AgN O3

.V AgN O3.(eq−g)NaCl

V agua potable

CNaCl=N AgN O3

. V AgN O3.(eq−g)NaCl

V agua potable

Reemplazamos con los datos:

CNaCl=(0.074676 ) (7,7 )(58.442)

(84)

∴CNaCl=0,4 g / L

MÉTODO DE LIEBIG

Cuando a una solución débilmente alcalina de un cianuro alcalino se le agrega una pequeña cantidad de KI 10% luego una solución valorada de AgNO3, se observa la aparición de un precipitado blanquecino de cianuro argéntico que inicialmente desaparece; cuando el enturbiamiento es persistente indica que todo el cianuro sódico se ha gastado.

AgN O3+2 NaCN → NaN O3+Na(Ag (CN )2)



Procedimiento

1. Valoración de la disolución de AgN O3(ac) con la solución estándar de NaCN (ac), de CNaCN=1 mg /ml

Tomamos una muestra de 20 ml de solución estándar de NaCN , le agregamos gotas de KI y posteriormente valoramos el AgN O3

Solución estándar de NaCN

Solución de

AgN O3 a

valorar

Montaje del equipo de Laboratorio para la Valoración del AgN O3



Observamos durante la experiencia que al añadir nitrato de plata a la solución de NaCN se va formando un precipitado blanquecino, correspondiente a un complejo de plata, en un inicio este precipitado se disolverá a los pocos segundos de haberse formado. El punto final de la titulación se dará cuando el precipitado formado ya no se disuelva. Esto ocurre según la ecuación:

AgN O3+2 NaCN → NaN O3+Na ( Ag (CN )2 )(↓)

Formación del complejo de plata

Los datos obtenidos en esta experiencia fueron

CNaCN=1grml

;V NaCN=20 ml ;Eq−gNaCN=49.007 ;V AgN O 3=4,4 ml

Sabemos que

¿eq−g ( AgN O3 )=¿eq−g(NaCN )



N .V = Weq−g

N= C .VV . Eq−g

N AgN O3=

(1 )(20)( 4,4 )(49.007)

∴N AgN O 3=0.0928

2. Determinación de la concentración del CN−¿ ¿

En esta experiencia determinamos la concentración del anión cianuro ¿ presente en una solución problema. La titularemos con Nitrato de plata de concentración anteriormente determinada.

El procedimiento es similar al de la experiencia (1)

Solución problema de NaCN a titular



Punto Final de la Titulación (Formación del complejo de plata)

Los datos obtenidos en esta experiencia fueron

V NaCN=20 ml; Eq−gNaCN=49.007 ; N AgN O3=0.0928;V AgNO 3

=4,45 ml

Sabemos que

¿eq−g ( AgN O3 )=¿eq−g(NaCN )

N .V = Weq−g

W =N .V . Eq−g

CNaCN=N AgN O3

.V AgNO 3. Eq−gNaCN

V NaCN

CNaCN=(0.0928 ) (4,45 )(49.007)

(20)

∴CNaCN =1,012gL



CONCLUSIONES

El cromato de potasio (K2CrO4) se utiliza como indicador por la

propiedad de generar un precipitado pardo rojizo de Ag2CrO4 a

determinadas condiciones. Este precipitado nos indica que la generación

de AgCl ha terminado.

El método de Mohr solo se debe usar en medios neutros o ligeramente

alcalinos, debido a que el Ag2CrO4 es soluble en ácidos y no se

observara ningún precipitado.

El cambio del color del indicador debe ser un proceso reversible.

Para el reconocimiento del cianuro bata con observar la formación de

un precipitado blanquesino.

Para el reconocimiento del cianuro argéntico, no basta con un

enturbiamiento inicial que desaparece, este tiene que ser persistente.



CUESTIONARIO

PREGUNTA N°01:

a) Indique brevemente y con toda claridad ¿cómo se efectuó la determinación volumétrica de cloruros y cianuros?

Para la determinación de cloruros se realizó los siguientes pasos:

Titulamos la solución AgNO3 0.1 M con NaCl químicamente puro

Utilizando la disolución de K2 C rO4 como indicador (Método de Mohr)Para la determinación de cianuros se realizó los siguientes pasos:

Se hace la valoración de AgNO3

Se añade a la disolución gotas de K I que actúa como indicador y se titula con AgNO3(Método de Liebig)

b) ¿Cómo se reconoció el punto final para cada caso?Para la determinación de cloruros se reconoce mediante un color marrón abro o color helado de lúcuma.

Para la determinación de cianuros se reconoce el punto final mediante la aparición de una opalescencia amarillenta.

c) Escriba las ecuaciones químicas que fundamentan su respuesta.Para la determinación de cloruros

AgNO3⟾ Ag+¿+NO3−¿¿¿ Disociación del nitrato de plata

NaCl⟾Na+¿+Cl−¿¿ ¿ Disociación del cloruro de sodio

K2 CrO4⟾2 K+¿+CrO42−¿¿ ¿ Disociación del cromato de potasio

Ag+¿+Cl−¿ ⟾AgCl ⤓¿ ¿ Precipitación del cloruro de plata

2 Ag+¿+CrO 42−¿¿¿⟾Ag2CrO4⤓ Precipitación del cromato de plata

Para la determinación de cianuros

Solusion debidamente alcalina ( pH=7.5 )+ KI ( ind )+ AgNO3

Aparece precipitado blanquecino de cianuro argentico y desaparece, el enturbiamiento persiste, todo el cianuro sódico que se ha gastado.



AgNO3+2 NaCN⟾NaNO3+ Na( Ag(CN )2)

PREGUNTA N°02:

Se utilizó la disolución de (titulante) de igual concentración, para

cada caso ( )? ¿por qué se procedió así?En la práctica, en los laboratorios, se ha podido comprobar que una concentración de indicador del orden de unos 10−3 M es la idónea para poder detectar sin problemas ni equívocos el punto final.

Otra de las variables a tener en cuenta en la valoración debe de llevarse a cabo en una disolución de tipo neutra, o en su defecto, débilmente alcalina, en un intervalo que se comprende de entre pH 7 al pH 10.5.

PREGUNTA N°03: Con sus valores experimentales, calcule:a) El % de NaCl, cloruro de sodio, en la muestra (sal de cocina)

W muestra=158,8mg; Eq−gNaCl=M NaCl=58.442; N AgN O3=0.074676 ;VolAgN O3

=34,1 ml

Sabemos que


N .V = Weq−g

% masaNaCl=N AgN O3

.V A gN O3.(eq−g)NaCl

W muestra

x 100 %

% masaNaCl=(0.074676 ) (34,1 )(58.442)

158,8x100%

∴%masaNaCl=93,72%



b) La masa en libras (lbs) de NaCl, contenida en de potable. Calculando la concentración de NaCl en el agua potable con los datos obtenidos en

laboratorio:

¿ EqCl−¿=¿Eq AgNo3¿

N1∗V 1=N2∗V 2

X∗85=0.09∗7.3

X=0.00773 N=0.00773 M

Calculando la cantidad de NaCl

7.25m3=7250 lt ⟾ nNaCl=7250∗0 .00773=56 . 0425

W NaCl=56.0425∗58.44=3275.1237 gr=7.2203lb

PREGUNTA N°04: La muestra pesada de KCl, cloruro de potasio químicamente puro de 1.4960 gr. Se ha disuelto en una fiola o matraz

aforado de 200 ml. Calcule el volumen, en ml, de , nitrato de plata 0.100N, que se gastarán en el valoración de 20 ml de disolución de KCl.

Igualamos el número de equivalentes N Ag NO3

V Ag NO3=numero deequivalentes del KCl

0.1∗V Ag NO3=

W KCl

PEKCl

0.1∗V Ag NO3=0.14960

74.55

V Ag NO3=0.02<¿20 ml



PREGUNTA N°05: Calcule las concentraciones, en ión-gr/L de los iones

y , plata y cloruro, contenidos en una disolución 1N de

. Dicloargentato de potasio.

K ( AgCl¿¿2)⟾K+¿+Ag Cl2−¿¿ ¿¿

¿

AgCl2−¿⟾ Ag+¿+2 Cl−¿¿¿ ¿

¿

¿

PREGUNTA N°06: ¿Cuántos gramos de HCl hay en 1 L de disolución de

, si 25 ml de ácido se neutralizan y se diluyen en una fiola de 250ml? Para titular 20 ml de la disolución obtenida, se gastan 24,37 ml de

0.9850N

Igualamos el número de equivalentes N Ag NO3

V Ag NO3=numero deequivalentes del HCl

0.1∗V Ag NO3=

W HCl

PEHCl

0.985∗0.02437=W HCl

36.44

W HCl=0.8747 gr Masa de HCl en 25 ml de disolución

Entonces la masa en 1 lt =1000

25∗0.8747=34.99 gr



APLICACIÓN INDUSTRIAL

En el año 2010 La resolución del Parlamento Europeo remarcó que la minería en base a cianuro pone en riesgo las fuentes de agua y la biodiversidad.

Por amplia mayoría, los eurodiputados dictaron una resolución que cuestiona duramente la extracción de minerales con cianuro. Advirtieron sobre los riesgos para la salud y el ambiente. Y pidieron la “prohibición total” en los 27 Estados miembro.

“La posibilidad de que ocurra un accidente (en minería a gran escala con uso de cianuro) en sólo cuestión de tiempo.” La advertencia proviene del Parlamento Europeo, que por amplia mayoría solicitó a todos los países de la Comunidad Económica Europea la prohibición total del uso de cianuro en minería. La resolución legislativa de los eurodiputados también apuntó de lleno a las recurrentes promesas de las empresas y los gobiernos: aseguró que la minería no crea empleo real ni duradero, afirmó que es una industria insegura (recuerda que hubo accidentes y advierte que los seguirá habiendo), señaló que tanto la salud humana como el ambiente corren peligro y remarcó que la minería en base a cianuro pone en riesgo las fuentes de agua y la biodiversidad. La resolución fue aprobada con 488 votos a favor, 57 abstenciones y 48 votos en contra, y coincide con los reclamos que desde hace una década realizan asambleas vecinales de pueblos cordilleranos de Argentina. El cianuro es utilizado por la mayoría de los proyectos mineros por ser el método más rentable de obtener los minerales diseminados en las montañas.

El cianuro en minería es un recurso económico y efectivo para la separación de los metales (oro y plata, entre otros) de la roca. El método técnico se llama “lixiviación” (tratar una sustancia sólida con disolventes para separar sus



partes) y las empresas eluden sincerar las cantidades de cianuro utilizadas. Como referencia, la explotación que se intentó en 2003 en Esquel (que la población rechazó por plebiscito) planificaba emplear seis toneladas de cianuro por día. Además de las consecuencias ambientales, es un químico altamente tóxico. Su efecto crónico (producido por exposición a bajas dosis que se prolonga en el tiempo) provoca problemas cardiovasculares, respiratorios, neurológicos, gastrointestinales, endocrinológicos y reproductivos. La dosis letal es de 0,3 gramos. El método de lixiviación, el más usado en la minería metalífera a gran escala, también emplea enormes cantidades de agua, que es contaminada e irrecuperable.

Es por ello que aunque sabemos que la aplicación del cianuro como método de procesamiento o lixiviación en la minería es muy efectivo, debemos tener presente los daños, reacciones y análisis del cianuro para tomar precauciones.



BIBLIOGRAFÍA

Semimicroanálisis Químico Cualitativo. V. N. Alexeiev. Ed. Mir. URSS 1975.

Química Analítica Cualitativa. Arthur I. Vogel. Editorial Karpelusz. Quinta Edición.

Buenos Aires 1974.


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