f. faq_5 calculos en titulaciones

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Métodos volumétricos

de análisis químico Juan Carlos Moreno Piraján Ph.D.

Profesor Titular2015-10

Prof. Juan Carlos Moreno-Piraján GGrupo de Investigación en Sólidos Porosos y Calorimetría

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Los métodos volumétricos o de titulación

son:

• Métodos de análisis cuantitativo: que

dependen de una medida exacta de un

volumen de una solución de concentración

conocida.


3 Prof. Juan Carlos Moreno-Piraján GGrupo de Investigación en Sólidos Porosos y Calorimetría

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Titulación

Es el proceso por el cual se

determina la cantidad de un

analito en una solución

basándose en una cantidad de

un reactivo estándar que este

consume.


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El reactivo de concentración

exactamente conocida usado

en una titulación se conoce

como solución estándar.


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Titulación directaTitulación directa

Analito + titulante productoDesconocido Conocido

Analito + reactivo 1 producto + exceso de reactivo 1Desconocido Conocido

exceso de reactivo 1 + reactivo 2 productoDesconocido Conocido

Titulación por retrocesoTitulación por retroceso


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El objetivo de toda titulación es añadir la solución

estándar en una cantidad o volumen que es

químicamente equivalente a la sustancia con la

cual ésta reacciona (analito). Esta condición se

cumple en el punto de equivalencia.


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Puntos Finales en Métodos Volumétricos

Los puntos finales se basan en propiedades físicas que cambian de una forma característica en o cerca del punto de equivalencia en una titulación.

• Cambios en color ya sea por el reactivo, el analito o una sustancia indicadora.

• Potencial eléctrico, la conductividad, la temperatura, y el índice de refracción.


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Cálculos en métodos volumétricos:

Para interpretar los resultados en una valoración

directa:

1. A partir de la relación estequiométrica de la

reacción de valoración, relacione el numero de

moles del analito desconocido a las moles

conocidas del titulante.

2. A partir del volumen del titulante, calcule el numero

de moles consumidas.


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Estequimetría 1:1

Considere la titulación de un solución de

concentración desconocida de Cl- con una

solución estándar de Ag+

Cl- (ac)

+ Ag+(ac) AgCl(s)

10.00 mL 22.97 mL

0.05274 M

Ejercicio 1


¿Cual es la concentración de Cl- ?¿Cual es la concentración de Cl- ?

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molL

molL 4001211.0)05274.0)(02297.0( molaridad volumen x Ag Mol

1 mol Cl-1 reacciona con 1 mol Ag+

0.0012114 mol Cl- en los 10 mL

ML

mol4

4 1211.0)01000.0

001211.0 Cl Concen.

Solución ejercicio 1


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Ejercicio 2

• 20.0 mL de una solución que contiene 2.74 g de hidróxido de bario en exactamente 100 mL de agua fueron titulados con 18.7 mL de una solución de ácido clorhídrico.

• (a) Escriba la ecuación de la titulación.• (b) Calcule la molaridad de la sln. de hidróxido de bario.• (c) Calcule los moles de hidróxido de bario neutralizados.• (d) Calcule los moles de acido clorhídrico neutralizados.• (e) Calcule la molaridad del ácido clorhídrico.


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Sln. ejercicio 2• (a) Ba(OH)2(ac) + 2HCl(ac) BaCl2(ac) + 2H2O(ac)

• (b) PM de Ba(OH)2 = (171,34g/mol)

ML

mLx

g

molx

mL

g92 159.0

1

1000

34.171

1

100

74.2Ba(OH) molaridad

c) moles Ba(OH)2 usados en la titulación


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Sln. ejercicio 2

ML

mLx

mL

molx0

3

(aq) 342.01

1000

7.18

10396,6HCl molaridad

(d) moles HCl titulados = 2 x moles de Ba(OH)2 usados (relación 2 : 1)

= 2 x 3.198 x 10-3 = 6.396 x 10-3 mol HCl en 18.7 mL de soln. de acido.

(e) Molaridad del HCl(aq)


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Ejercicio 3El oxido de Magnesio no es muy soluble en agua, y es difícil titularlo directamente. Su pureza puede ser determinada usando una “titulación por retroceso”. 4.06 g de oxido de magnesio impuro fueron completamente disueltos en 100 mL de acido clorhídrico, de concentración 2.0 mol/L (en exceso). El exceso de ácido requiere 19.7 mL de hidróxido de sodio (0.20 mol/L) para su neutralización. (a) escriba las ecuaciones para las dos reacciones.(b) calcule los moles de ácido clorhídrico adicionados al oxido de magnesio.(c) calcule las moles de ácido clorhídrico en exceso tituladas con NaOH.(d) calcule las moles de ácido clorhídrico reaccionando con el oxido de magnesio.(e) calcule la masa de oxido de magnesio que reacciona con el ácido clorhídrico inicial, calcule el % de pureza del oxido de of magnesio.


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NaOH

MgO MgO MgO MgO MgOMgO MgO MgO MgO MgO

HCl

HCl

HCl

HCl

HCl

HCl

HCl

HCl

HCl

HCl

HCl

HCl

HCl

HClHClHCl HClMgO MgO MgO MgO MgOMgO MgO MgO MgO MgO

HCl

HCl

HCl

HCl

HCl

HCl

HCl

HCl

HCl

HCl

HCl

HCl

HCl

HClHClHCl HCl

NaOH--

NaOH--

NaOH--

NaOH--

NaOH--

NaOH--

NaOH--

NaOH--

NaOH--

MgO se disuelve en HCl


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a) (i) MgO + 2HCl MgCl2 + H2O (ii) NaOH + HCl NaCl + H2O

Solución ejercicio 3

(c) moles en exceso de HCL tituladas con NaOH

(b) moles de ácido clorhídrico adicionados al oxido de magnesio =

HClmolmL

molmL 20.0

1000

2100HCl moles totales

NaOH mol 1

HCL mol 1

mL1000

NaOH mol0.2 x NaOH mL19.7HCl moles NaOH x

HClmol0.00394HCl moles NaOH


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Solución ejercicio 3(d) moles de HCl reaccionando con el oxido de magnesio

moles HClMgO= moles HCltotales- moles HClNaOH = 0.20 - 0.00394 = 0.196 mol HCl

MgOmol0.098HCl mol 2

MgO mol1 xHCl mol 0.196

(e) moles MgO reaccionando (1: 2 in ecuación (i)),

El PM de MgO = 40.3 g/mol, entonces la masa de MgO reaccionando con el ácido =

MgO g95.3MgO mol 1

g 40.3 x MgOmol0.098

%3.97100muestra MgO g 4.06

MgO g95.3 pureza % x


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Ejercicio 4•Una muestra de 50.0 mL de ácido sulfúrico fue diluída a 1.00 L.

20.0 mL de esta solución diluída fueron analizados titulándolos con 25.00 mL de una solución de hidróxido de sodio de concentración 1.00 mol/L (1.00M).

Calcule la concentración del ácido sulfúrico concentrado original.


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Sln. Ejercicio 4•Una muestra de 50.0 mL de ácido sulfúrico fue diluida a 1.00 L. 20.0 mL esta solución diluida fue analizada titulándola con 25.00 mL de una solución de hidróxido de sodio de concentración 1.00 mol/L.

H2SO4 C1 ?

1.00 L

50 mL

20 mL

NaOH


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• (a) Escriba la ecuación para la neutralización del ácido sulfúrico con el hidróxido de sodio.

2NaOH(ac) + H2SO4(ac) Na2SO4(ac) + 2H2O(ac)

• (b) Cuantos moles de hidróxido de sodio fueron usados en la titulación?

Sln. Ejercicio 4

(c) Calcule la concentración del ácido sulfúrico diluído.

M625.0L 1

mL 1000x

mL 20

1 x

NaOH mol 2

SOH mol 1 x NaOH mol 0.025 ]SO[H 42

42


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Sln. Ejercicio 4

(d) Calcule la concentración del ácido sulfúrico concentrado original.

H2SO4 C1 ?

1.00 L

50 mL

20 mL

NaOH


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Sln. Ejercicio 4

(d) Calcule la concentración del ácido sulfúrico concentrado original.

22421142 Vx ]SO[H Vx ]SO[H

mL 1000 x M 0.625 mL 50x ]SO[H 142

M 12.5 ]SO[H 142


Fundam. Análisis Quim- VSarria

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Ejercicio 5

• La titulación de 0.2121 g de Na2C2O4 puro requiere 43.31 mL de KMnO4. Cual es la molaridad de la solución de KMnO4?.

La reacción química es:

2MnO4- + 5C2O4

2- + 16H+ 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O

PM Na2C2O4= 134.0 g/molPM Na2C2O4= 134.0 g/mol


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Sln. Ejercicio 5PM Na2C2O4= 134.0 g/molPM Na2C2O4= 134.0 g/mol

L 1

mL 0001 x

mL 43.31

KMnO mol 1 ][KMnO 4

4

M .014620 ][KMnO4


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TALLER PARA CLASE


a. Una muestra de 7.000 g de vinagre se diluye con agua hasta 50.0 mL. A continuación se trata con 13.5 mL de NaOH 0.505 M y se valora por retroceso con HCl 0.605 M, necesitándose 25 mL para alcanzar el punto final de la fenolftleína. a) Cual es la acidez del vinagre expresada como porcentaje de ácido acético? b) Suponiendo que éste es el único ácido presente en la muestra ¿ Cuál sería el pH de la disolución en el punto de equivalencia de la valoración? (Usar Ac como abreviatura del radical CH3-COO-) Ka=1.8x10-5

b. Una muestra de oleum (ácido sulfúrico fumante), que consiste en una disolución de SO3 en ácido sulfúrico, gastó 27.5 mL de NaOH 0.2500 en su valoración. Si la masa de la muestra analizada era de 0.3140 g, calcular a) la riqueza en SO3 y en H2SO4 de la muestra y b) el volumen de NaOH que se gastaría en valorar 0.5000 g de un ácido sulfúrico fumante que contiene un 10% de SO3.REACCIONES:

SO3 + H2O --> H2SO4 H2SO4 + 2OH- --> SO4(2-)

+ 2H2O

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