VALORACIONES POR FORMACION DE COMPLEJOS

Integrantes:

Suarez Paternina Brenda

Ospino Balcázar Laura

Pérez Pérez María

Yepez Guzmán Carolina

Informe de Laboratorio presentado a:

Jesús Reyes

En la asignatura de Laboratorio de Química Analítica

Facultad de Química y Farmacia

Programa de Farmacia

Universidad del Atlántico

Barranquilla

Mayo

2011

INTRODUCCION

Los reactivos que forman complejos tienes gran utilidad en la quimica analítica. Muchos complejos tiene además la propiedad de ser coloridos o de absorber la radiación ultravioleta; la formación de este tipo de complejos suele ser la base de muchas determinaciones espectrofotométricas. Algunos complejos tienen una solubilidad escasa en agua, una propiedad que se aprovecha en ela análisis gravimétrico o en las titulaciones donde se forman precipitados. Los complejos tambien se utilizan para extraer cationes de un solvente a otro y para disolver precipitados insolubles. Los compuestos orgánicos que poseen varios grupos donadores de electrones son agentes complejantes muy eficaces debido a que forman numerosos enlaces covalentes con iones metálicos. Los agentes complejantes inorgánicos tambien se utilizan para controlar la solubilidad de solutos y formar especies coloreadas y precipitados. Para estas titulación por formación de complejos tambien se suele determinar la dureza del agua, la cual es una prueba analítica que proporciona la calidad del agua potable para uso domestico e industrial. Esto lo comprobaremos en el siguiente informe.

OBJETIVOS

MARCO TEORICO

REACCIONES POR FORMACIÓN DE COMPLEJOS

COMPLEJOS: son compuestos formados por un átomo o ion central (generalmente un metal), que posee orbitales libres para aceptar pares de electrones, rodeado por un grupo de iones o moléculas neutras, capaces de compartir uno o más pares de electrones, unidos al ion central por enlace coordinado que s e denominan ligandos.

Los reactivos que forman complejos se utilizan ampliamente en la titulación de cationes. Los más empleados son compuestos orgánicos que tienen varios grupos de donadores de electrones capaces de formar enlaces covalentes coordinados con los iones metálicos.

FACTORES QUE AFECTAN LA ESTABILIDAD DE UN COMPLEJO:

1. Efecto quelato: si en un complejo se sustituyen ligandos monodentados por polidentados, aumenta la estabilidad. además el tamaño del anillo formado influye, siendo más estables los de 5 y 6 miembros.

2. Acidez: la mayoría de los ligandos son bases de Brönsted relativamente fuertes (capaces de aceptar protones), para ello en medio suficientemente acido el ligando se protona, favoreciéndose la disociación del complejo.

3. Exceso de ligando: la estabilidad aumenta al aumentar la cantidad de agente formador del complejo.

EDTA

El ácido etilendiaminotetracético (EDTA) es un titulante hexadentado complejométrico muy utilizado.

Ventajas de usar EDTA

1. Reaccionan con los cationes 1:1 independientemente de la carga del metal.

2. Forma quelatos muy estables con la mayoría de los metales.

INDICADORES PARA LAS TITULACIONES CON EDTA

1. NEGRO ERIOCROMO T. es un indicador de complexométrica que se utiliza en valoraciones complexométrica , en la determinación de la dureza del agua . Se trata de un colorante azoico , que da un color intenso y la solubilidad en agua viene dada por la presencia de grupos sulfónicos .

2. MUREXIDA: es un indicador para el análisis de metales en compleximetria . La temperatura ambiente se presenta como un sólido inodoro marrón oscuro, ligeramente soluble en agua, y puesto que este indicador en la solución es inestable, se utiliza en combinación con el sólido en polvo de cloruro de sodio . El giro está marcado por el cambio del color rojo, por el formulario adjunto para el metal en el título, hasta el violeta. Su coloración de la solución también varía con el pH de la amarilla en una solución de ácido fuerte a través de color rojo-púrpura en soluciones de ácido débil a azul-violeta en soluciones alcalinas.

3. CALMAGITA: es un indicador de complexométrica utilizado en química analítica para identificar la presencia de iones metálicos en solución. Al igual que con otros iones metálicos indicadores calmagita cambiará de color cuando se une a un ion. Calmagita será de color rojo vino cuando está enlazado a un ion metálico y puede ser azul, rojo o naranja cuando no está enlazado a un ion metálico. Calmagita se utiliza a menudo en combinación con EDTA , un agente de unión de metales más fuertes. 

DUREZA DEL AGUA:

Se denomina dureza del agua a la concentración de compuestos minerales que hay en una determinada cantidad de agua, en particular sales de magnesio y calcio. Son éstas las causantes de la dureza del agua, y el grado de dureza es directamente proporcional a la concentración de sales alcalinas.

Se calcula, genéricamente, a partir de la suma de las concentraciones de calcio y magnesio existentes (miligramos) por cada litro de agua; que puede ser expresado en concentraciones de CaCO3.

La dureza se expresa según la concentración de calcio que es equivalente a la concentración total de todos los cationes multivalentes en una muestra. Esta se produce sobre todo para las sales de calcio y magnesio, y en menor proporción por el hierro, aluminio y otros metales.

- Clases de dureza

Dureza temporal: es aquella que se debe a los bicarbonatos y carbonatos de calcio y magnesio, esta puede eliminarse por ebullición, ya que el carbonato de calcio es menos soluble en agua caliente, asi que al hervir, este precipitará en forma de bicarbonato de calcio, dejando menos dura el agua.

Dureza permanente o residual: es causada por la presencia de sulfato de calcio y magnesio o cloruros en el agua, que son mas solubles mientras

sube la temperatura, por lo cual no puede ser eliminado al hervir el agua. Pero puede ser eliminado usando el método SODA (carbonato de sodio).

Dureza total: es el contenido de iones de Ca2+ y Mg2+ en una muestra se conoce como dureza total.

Determinación de magnesio y calcio

La solución que se va a titular se amortigua con una mezcla de amoniaco y cloruro de amonio para tenerla en pH=10. Como indicador se emplea eriocromo T o calmagita. El indicador libre es azul, pero el complejo de Mg que se forma es de color rojo.

Cuando todos los iones libres de magnesio se han titulado, se producirá el punto final al añadir 1 o 2 gotas mas de EDTA, en donde el color rojo de la solución cambia a azul.

El eriocromo T no es un indicador satisfactorio para titular Calcio (II) con EDTA, cuando el Mg2+ está ausente. Ya que el complejo calcio- eriocromo negro T es demasiado débil: el punto final es gradual y se produce demasiado pronto.

Cuando el Ca2+ y Mg2+ están presentes en la misma muestra, los iones de Calcio y Magnesio se titulan juntos. La reacción en el punto final se efectúa entre el EDTA y el complejo Mg2+ - eriocromo T, el punto final es muy marcado.

Si solo se va a determinar Calcio empleando eriocromo T, es necesario añadir una pequeña cantidad de magnesio, y así se forma un sistema indicador Mg2+- eriocromo T, que producirá un buen punto final.

PROCEDIMIENTO

- Estandarización de la disolución patrón de Hg(NO¿¿3)2 ¿ 0.025 M

Se midió una alícuota de 25,00 mL de la solución estándar del estándar primario NaCl y se transfirió a un matraz erlenmeyer, diluyéndose con agua destilada hasta aproximadamente 50, 00 mL. Se agrego 5 gotas del indicador mixto de difenilcarbazona y azul de bromofenol y se ajusto la acidez de la solución adicionando gota agota el HNO3 0.200 M, hasta que el color cambio a amarillo, luego se le agrego aproximadamente un mL de HNO3 0.200 M en exceso.

Se valoro con la solución patrón de Hg(NO¿¿3)2 ¿ 0.0125 M hasta la aparición de color violeta-azulado.

- Determinación de cloruros presentes en una muestra de agua

Se midió volumétricamente 100 mL de la muestra de agua y se transfirió a un erlenmeyer de 250 mL. Se agrego 5 gotas del indicador mixto de difenilcarbazona y azul de bromofenol y se ajusto la acidez de la solución adicionando gota agota el HNO3 0.200 M, hasta que el color cambio a amarillo, luego se le agrego aproximadamente un mL de HNO3 0.200 M en exceso.

Se valoro con la solución patrón de Hg(NO¿¿3)2 ¿ 0.0125 M hasta la aparición de color violeta-azulado.

- Estandarización de la solución patrón de EDTA 0.100 M con la disolución del patrón primario de CaCl2 0.0100 M

Se midió una alícuota de 25,00 mL de la solución patrón primario de CaCl2 0.0100 M y se transfirió a un matraz erlenmeyer, diluyéndose con agua destilada hasta aproximadamente 50, 00 mL. Se agrego 2,00 mL de la solución amortiguadora de pH=10,00 y unas 5 o 6 gotas del indicador Negro de eriocromo T(NET) o del indicador Camalgita.

Se valoro con la disolución patrón de EDTA-disódico 0.100 M hasta que el color cambio de rojo vino a azul puro.

- Determinación de la dureza total del agua: Ca2+ y Mg 2+ en una sola disolución

Se midió 100 mL de agua del grifo con una pipeta volumétrica y se transfirió a un erlenmeyer de 250 mL. Se agrego 2,00 mL de la solución amortiguadora de pH=10,00 y unas 5 o 6 gotas del indicador Negro de eriocromo T (NET) o del indicador Camalgita.

Se valoro con la disolución patrón de EDTA-disódico 0.100 M hasta que el color cambio de rojo vino a azul puro.

- Determinación de la dureza cálcica del agua: Ca2+ solo.

Se midió 100 mL de agua del grifo con una pipeta volumétrica y se transfirió a un erlenmeyer de 250 mL. Se agrego 6 gotas de solución de NaOH 6.00 M y 5.00 mL de la solución inhibidora de dietilditiocarbamato sódico, (DECTS) y una pizca del indicador murexida.

Se valoro con la disolución patrón de EDTA-disódico 0.100 M hasta que el color cambio de rosado manzana a un lila violáceo.

- Determinación de la dureza cálcica del agua: Mg2+ solo.

Se hallo gracias a la resta entre los volúmenes obtenidos anteriormente, es decir, la dureza total menos la dureza cálcica.

- Determinación de calcio en una solución de Hartman

Se midió una alícuota de 50,00 mL de la solución de Hartman y se transfirió a un matraz erlenmeyer. Se agrego 3,00 mL de NaOH 6.00M y una pizca del indicador Azul de Hidroxinaftol.

Se valoro con la disolución patrón de EDTA-disódico 0.100 M hasta viraje de color azul.

- Determinación de magnesio en leche de magnesia

Se peso en un pesa sustancia 0.3000 g de la muestra y se disolvió en HCl 1.00M y se diluyo e 50.00 mL de agua destilada y se transfirió a un matraz erlenmeyer de 250 mL. Se agrego 3 gotas del indicador Azul de Bromotimol y se neutralizo con NH3 concentrado hasta coloración. Se adiciono 5 mL de la solución amortiguadora de pH= 10 y 6 gotas indicador Negro de eriocromo T (NET) o del indicador Camalgita.

Se valoro con la disolución patrón de EDTA-disódico 0.100 M hasta viraje de rojo violeta a azul puro.

CALCULOS

ESTANDARIZACION DE LA DISOLUCION PATRON DE Hg(NO3) 0,0125

- Volumen del estándar primario: 57.7 mL- Volumen de la solución patrón: 25 mL

25mLNaCl x0 ,0250mmoles NaCl

mLNaClx1mmol Hg(NO3)2mmol NaCl

x1

57.7mL=0 ,0054M

ESTANDARIZACION DEL EDTA CON SOLUCION PATRON DE CaCl2

[0.0100M].

- Volumen del estándar primario: 9.2 mL- Volumen de la solución patrón: 25 mL

25mLCaCl2 x0 ,0100mmolesCaCl2

mLx1mmol EDTA1mmolCaCl2

×1

9.2mL=0 ,0271M

C1V1=C2V2

C2= 25mL×0.0100M

9.2mL = 0.0271 M EDTA

QUELATOMETRIA

DETERMINACION DE LA DUREZA TOTAL EN AGUA Ca2+ Y Mg2+ EN UNA SOLA VALORACION

PromedioM EDTA=0,0271+0.0090+0.0094=0.02893

=0.0093M

5.7mLEDTA−Na2×0,0093mmol EDTA−Na2

mL EDTA−Na2×1mmolCaCO3

1mmolEDTA−Na2

×100mgCaCO3

1mmolCaCO3

×10,1 L

=53.01 p . p .m .CaCO3

DETERMINACION DE LA DUREZA CALCICA: VALORACION DE Ca2+ SOLO

4mLEDTA−Na2×0,0093mmol EDTA−Na2

mLEDTA−Na2

×1mmolCaCO31mmol EDTA−Na2

×100mgCaCO3

1mmolCaCO3×

10,1L

=37.2 p . p .m.CaCO3

4mLEDTA−Na2×0,0093mmol EDTA−Na2

mLEDTA−Na2

×1mmolCa2+¿

1mmol EDT A−Na2×40mg

Ca2+¿

1mmolCaCO3

×10,1 L

=14.88 p . p .m.Ca2+¿¿¿¿

DETERMINACION DE LA DUERZA MAGNESICA DEL AGUA. Mg2+ SOLO

Volumen dureza total – volumen dureza cálcica = volumen dureza magnésica

5.1mL – 2.1 mL = 3 mL

1,7mLEDTA−Na2×0,0093mmol EDTA−Na2

mL EDTA−Na2×1mmol MgCO3

1mmolEDTA−Na2

×84,3mgMgCO3

1mmol MgCO3

×10,1 L

=13,32 p . p .m .MgCO3

1,7mLEDT A−Na2×0,0093mmol EDTA−Na2

mLEDTA−Na2×1mmol

Mg2+¿

1mmol EDTA−Na2×24,3mg

Mg2+¿

1mmol Mg2+¿×10,1L

=3 ,84 p . p .m. Mg2+¿¿¿¿¿

DETERMINACION DE CALCIO EN UNA SOLUCION DE HARTMAN

6

mLEDTA−Na2×0,0093mmol EDTA−Na2

mL EDTA−Na2×1mmol

Ca2+¿

1mmol EDTA−Na2×40mg

Ca2+¿

1mmolCaCO3=2,232 p . p .m.Ca2+¿¿ ¿¿

¿

DETERMINACION DE MAGNESIO EN LECHE DE MAGNESIA

Peso de la muestra = 0.2958 gV desalojado sln patrón (EDTA) = 39 mL.EDTA (Na2) = 0.0093 M

39mLEDTA (N a2 ) X0 .0093mmol EDTA (N a2 )

mLEDTA (N a2 )X

1mmolmg1mmol EDTA (N a2 )

x40 gMg

1000mmolMgx

10 .2958g

X 100%=4 .9004% p / pMg

39mLEDTA (N a2 ) X0 .0093mmol EDTA (N a2 )

mLEDTA (N a2 )X

1mmolmg1mmol EDTA (N a2 )

x74 gMg¿¿

MERCURIMETRIA

DETERMINACION DE CLORUROS EN MUESTRA DE H2O (Agua Brisa)

MHg (NO¿¿3 )2=0,01083M ¿

Volumende lamuestra :100mLVolumende la sln partron :2mL

4mLHg(NO¿¿3)2×0,01083mmolHg(NO¿¿3)2

mLHg(NO¿¿3)2×2mmolCl−¿

1mmolHg(NO¿¿3)2×35,5mgCl−¿

1mmolCl−¿×10,1 L

=30.7572mgL

¿¿¿

¿¿¿¿

PREGUNTAS ADICIONALES

2. ¿Por qué los ligandos multidentados son preferibles a los monodentados en las valoraciones complexométricas?

Esto se debe a que los ligandos polidentados o quelantes forman complejos más estables que los ligandos monodentados, porque la entropía de formación del complejo favorece mas la unión de un ligando grande que la de muchos ligandos pequeños.

3¿Por qué se agrega una pequeña cantidad de cloruro de magnesio a la solución patrón de EDTA- disódico que se emplea para valorar el calcio con el indicador negro de eriocromo T?

La reacción entre el Ca 2+ y el NET es muy lenta y el complejo que forma es muy débil por lo que es necesario agregar una pequeña cantidad de cloruro de Mg para que se pueda formar un complejo más estable.

4. ¿Qué es el efecto quelato y que explicación tiene?

El efecto quelato es la capacidad de los ligandos polidentados de formar complejos metálicos más estables que los que pueden formar ligandos monodentados similares a los primeros. El efecto quelato se puede entender en términos termodinámicos. Los dos impulsos que tienden a producir una reacción química son la disminución de la entalpia (∆ H<0, liberación de calor) y el aumento de entropía (∆ S>0, mayor desorden).

5. Decir la finalidad de un agente complejante auxiliar y dar un ejemplo de su uso

6. Se valora ion calcio con edta a pH 11 usando calmagita ¿ cual es la principal especia de calmagita a pH 11? ¿ que color se observa antes del punto de equivalencia ? ¿ y después del punto de equivalencia ?

El color de la calmagita antes de la equivalencia correspondiente a un pH 11 es anaranjado y después de la equivalencia correspondiente al mismo pH es rojo.

7. Que se entiende por dureza del agua, explicar la diferencia entre dureza temporal y dureza permanente.

La dureza del agua se expresa según la concentración de carbonato de calcio que es equivalente a la concentración total de todos los cationes multivalente en una muestra.La dureza temporal es la que se debe a los bicarbonatos y carbonatos de calcio esta puede eliminarse por ebullición ya que el carbonato de calcio es en menos soluble en agua caliente, la dureza permanente en cambio es causada por el sulfato de calcio y magnesio o cloruros en agua que son mas solubles lo que con su punto de ebullición no puede ser eliminado.