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1Laboratorio de Análisis Instrumental en Ingenieria 2

6. TITULACIONES POTENCIOMETRICAS POR PRECIPITACIÓN

ANALISIS DE CLORUROS

I OBJETIVOS Preparar una solución valorada de nitrato de plata Elaborar una curva de titulación potenciométrica por precipitación. Analizar y discutir el contenido de cloruros presentes en muestras

II GENERALIDADES Este tipo de titulaciones están orientadas a determinar haluros en una muestra, siendo su reacción general la siguiente:

X - + Ag + ========== Ag X

Analito titulante Producto insoluble

Donde: X - = Cl- , Br- , I- ( haluros )

Para las volumetrías de precipitación el electrodo indicador generalmente es del metal de quien deriva el catión reaccionante. En ocasiones, no obstante, se emplea un sistema electródico indicador que responde directamente al anión, las valoraciones potenciométricas de precipitación se caracterizan por la formación en uno de sus productos de la reacción química de una sal insoluble o poco soluble.

La orina contiene en su composición sustancias orgánicas e inorgánicas, su composición varía ampliamente de acuerdo a los alimentos ingeridos: Los principales componentes que presentan son:

a) Sustancias orgánicasSon productos finales del metabolismo de las proteínas. Entre ellos se tiene urea, ácido úrico y creatinina.

b) Sustancias inorgánicasContiene agua, sodio, potasio, fosfato, sulfatos, bicarbonatos, calcio, magnesio, cloruros, amoníaco. etc. Su pH promedio es 6 siendo su rango de 4.7 - 8.0 y su contenido en cloruros se encuentra en un intervalo de 10 a 15 gramos por mil.

III FUNDAMENTOConsiste en hacer reaccionar cuantitativamente al anión cloruro con el reactivo valorante nitrato de plata, formando un producto insoluble de cloruro de plata. La celda galvánica dispone de un electrodo selectivo a uno de los iones que forma parte de la sustancia insoluble, para que evidencie con nítidez el punto de equivalencia, mediante el método de la segunda derivada. Durante el proceso de la valoración se experimenta la variación de la fem de la celda galvánica, debido a que el ión activo va variando su concentración por formación del producto insoluble.

Localizado el punto de equivalencia se calcula la concentración de cloruros presentes en la orina y expresando el resultado del análisis en gramos por mil ( o / oo ).

IV ARREGLO EXPERIMENTAL

El esquema experimental presenta el siguiente arreglo:


Las características del sistema son los siguientes:

Electrodo de referencia : Calomel saturado (ECS). Electrodo indicador : Plata metálica Puente salino : Nitrato de potasio saturado. Instrumento : potenciómetro digital Schott gerate CG 820 Lectura : Escala de milivoltios Calibrado : No indispensable Celda :

Hg / Hg2 Cl2(s) , K Cl (s) // puente // Cl- ( XM ), Ag. Cl / Ag.

Electrodo de referencia Electrodo indicador

V APARATOS potenciómetro digital Electrodo de calomel saturado Electrodo de plata metálica( electrodo de segundo orden ) Agitador magnético.

VI MATERIALES Vasos de precipitación de 150 ml. y 250 ml. Bureta por 25 ml. Puente de vidrio en forma de U

VII REACTIVOS Nitrato de potasio 1M. Nitrato de plata 0.0282 N.

VIII TECNICA1.- Trabajo preliminarMedir exactamente 1.0 mililitro de muestra problema (orina)y depositar en un vaso de 250 ml. Para la segunda titulación pesar 0.1600 g de sal pura de laboratorio y diluir en fiola por 250 ml; para la tercera titulación pesar 0.4000 g de sal de cocina y dluir a 250 ml en fiola. Medir alícuotas de cada solución y titular potenciométricamente.

2.- Titulación


Armar el equipo de acuerdo al esquema experimental y titular potenciométricamente cada muestra con solución valorada de nitrato de plata 0.0282N. a incremento de 1.0 ml. Después de La adición de cada volumen efectuar la lectura en milivoltios, titular hasta completar 15.0 ml.

IX CALCULOS 1.- Tabulación de datosLos datos obtenidos en la valoración tabularlos adecuadamente.

2.- Localización del punto de equivalencia por el método gráfico

3.- Determinación del punto de equivalencia por el método analítico de la segunda derivada

4.- Cálculo de la concentración de cloruros expresada en ppm de cloruro de sodio

ppm NaCl = ml. gastados x 0.0282 meq/ ml x 58.45 mg./ meq x 1000 mlml de muestra x 1 L

% NaCl = ml. gastados x 0.0282 meq/ ml x 0.05845 mg./ meq x 100 %peso de muestra

CUESTIONARIO

1. Señalar las características que presenta una titulación potencio métrica por precipitación

Ventajas:-Exacto-Para soluciones, opacas, fluorescentes o turbias-No se tiene el indicador adecuadoDesventajas:-Lleva mayor tiempo-Se necesita un potenciómetro


2. Cuales el papel que desempeña el electrodo de plata metálica

Porque contribuye con la transferencia electrónica en la solución

3. Porque el arreglo experimental se arma con las dos media celdas por separado

Porque en una hemicelda se encuentra el electrodo calomel saturado ECS y que al estar en contacto con la sal titulante reaccionaria y envenenaría el ECS

4. Porque se mide el resultado en mV y no en pCl

Es necesario medir en mv para que los resultados sean más exactos pues lo que deseamos es el resultado en mV y no en pCl

Informe de laboratorio No 6Determinación de Cloruros

Fecha: 27/10/14Análisis: Determinacion del contenido de cloruros como cloruro de sodio

Método: Titulacion argentometrica

Muestra: Agua potable 100.00 ml

1) DATOS PRIMERA TITULACIÓN

Volumen de la muestra = 100.00 ml Concentración del titulante = 0.082 N

Tabulación de datos experimentales

Volumen ml del titulante

mv ∆ mv / ∆ v ∆ 2mv / ∆ v2

0 150

101 160 0

102 170 -10

03 170 10

104 180 30

40


5 220 70

1106 330 -90

207 350 -10

108 360 0

109 370 -10

010 370

2.- Método Analítico (segunda derivada) Ultimo valor(+) = 70 Intervalo de volumen = 5-6 ml Primer valor (-) = -90

Cálculo del volumen del titulante

Vx = 5+(6-5)(70/70-(-90))=5.44

Cálculo de la concentración de cloruro de sodio expresada en ppm de Na Cl

TABLA DE RESULTADOS DEL ANALISIS


No Muestra ppm Na Cl(orina) 1 90.652 90.663 90.664 91.105 89.666 88.98

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

APELLIDOS Y NOMBRES_________________________________________

Firma: ____________________

7TITULACIONES POTENCIOMETRICAS POR OXIDO REDUCCION

DETERMINACION DE HIERRO

I OBJETIVOS

Preparar una solución valorada de permanganato de potasio Elaborar una curva de titulación Analizar y discutir el contenido de hierro en una muestra

II GENERALIDADESToda reacción de oxidoreducción da lugar a la ganancia y pérdida de electrones que indica la transferencia de los mismos. En potenciometría esta transferencia es medida desde el inicio hasta el final de la valoración mediante un voltímetro electrónico.

Los métodos potenciométricos por óxido reducción son apropiados para controlar la marcha de una titulación por oxidación y reducción. Cuando se desea determinar potenciométricamente un ión metálico, por ejemplo, hierro y no se dispone de un indicador adecuado para determinarlo directamente, se hace uso de su capacidad para oxidarse o reducirse frente a un reactivo titulante y se hace uso también de un electrodo indicador inerte capaz de seguir paso a paso el cambio de estado de oxidación, es decir, capaz de relacionar las concentraciones de los dos estados de oxidación, para luego determinar el punto de equialencia.

III FUNDAMENTOConsiste en titular potenciométricamente una solución de hierro (II) con una solución valorada de permanganato de potasio en medio ácido o de sulfato de cerio (IV), para ello se construye una celda donde el potencial del electrodo indicador cambia gradualmente y proporcionalmente al logaritmo de las concentraciones de dos estados de oxidación ( Fe +2/ Fe +3) que pueden ser del componente activo o de la solución titulante, cuando el sistema reaccionante se acerca al punto de equivalencia el cambio de potencial nuevamente se hace gradual y no muy significativo.

IV ARREGLO EXPERIMENTALEl esquema presenta el siguiente arreglo:


Componentes del arreglo:a) Electrodo de Referencia : ECSB) Electrodo indicador : Platino brillanteC) Instrumento : potenciometroD) Lectura : milivoltiosE) Calibrado : No indispensableF) Celda :

Hg/ Hg2 Cl2, KCl( S) // M n +1 ( yM ) / M n ( XM) / Pt Reacción de oxidación:

2 Hgo + 2 Cl - ------- Hg2 Cl2 + 2 e

Reacción de reducción:M n + 1 + e ----------- M n

V APARATOS Phmetro Electrodo de platino brillante Electrodo de calomel saturado

VI MATERIALES Vaso de precipitación Pipeta de 10 ml

VII REACTIVOS Acido sulfúrico concentrado Solución valorada de permanganato de Potasio 0.100N

III TECNICA1.- Trabajo preliminar Prepare y valore una solución de permanganato de potasio 0.100N o de sulfato cérico ( IV). Pesar 0.4000 gramos de muestra y depositarla en un vaso de 150 ml, diluir con agua destilada hasta más o menos 100 ml, añadir 4 ml de ácido sulfúrico concentrado2.- TitulaciónArme el equipo de acuerdo al esquema experimental. Encender el instrumento y pasar el selector a la función de milivoltios, valorar con solución valorada de permanganato de potasio 0.100N a incrementos de 1 ml , haciendo las lecturas de voltajes despues de cada adición hasta obtener valores constantes. Titular hasta un volumen de 15 ml.

IX CALCULOS1.- Tabulación de datos2.- Localización del punto de equivalencia por el método gráfico


El punto de equivalencia en la curva de titulación se localiza por el método de la primera derivada.3.- determinación del punto de equivalencia por el método analítico de la primera derivada y segunda derivada

4.- Cálculo de la concentración de hierro en porcentaje

% = ml gastados x 0.100 meq/ ml x 0.05585 g / meq x 100 % Peso de muestra (g )

CUESTIONARIO

a) Señalar las características de una titulación potenciométrica redox

Son aplicables a cualquier tipo de reacción para que la que se puede disponer de un electrodo adecuado. Un ejemplo son los sulfuros, que se pueden valorar con sales de plomo, utilizando un electrodo de plomo.

La determinación es muy objetiva. Esto se debe a que el resultado sólo depende de cierto número de lecturas independientes y no de un juicio subjetivo del punto de equivalencia.

Es factible alcanzar precisiones comparables a los mejores análisis gravimétricos si se utilizan buretas de peseda en lugar de buretas volumétricas y la Valoración Potenciométrica se hace rápidamente.

También se permite su realización en microescala con pequeñas dificultades y, con frecuencia se pueden generalizar a disoluciones extremadamente diluidas para las que no existe suficiente sensibilidad con el análisis volumétrico convencional.

b) Que características y porque se usa el electrodo de platino como electrodo indicador

El uso de platino para el electrodo de platino se debe a varios factores:

Material inerte, que no se corroe.

Capacidad para catalizar la reacción de reducción de protones.

Alto intercambio intrínseco de densidad para la reducción de protones.

excelente reproducción del potencial (igual o menor que 10 μV cuando dos electrodos bien construidos se comparan con otros.

La superficie del platino se platiniza, es decir, se cubre con una capa de negro de platino por lo que se requiere:

Emplear un electrodo con gran superficie real. Cuanto mayor es la superficie real, mayor es la cinética del electrodo.

Emplear un material que pueda absorber hidrógeno como interface. La platinización mejora el rendimiento del electrodo.

c) Que interpretación electroquímica tiene el punto de equivalencia


El punto de equivalencia o punto estequiométrico, de una reacción química se produce durante una valoración química cuando la cantidad de sustancia valorante agregada es estequiométricamente equivalente a la cantidad presente del analito o sustancia a analizar en la muestra, es decir reacciona exactamente con ella. En algunos casos, existen múltiples puntos de equivalencia que son múltiplos del primer punto de equivalencia, como sucede en la valoración de un ácido diprótico. Un gráfico o curva de valoración muestra un punto de inflexión en el punto de equivalencia. Un hecho sorprendente sobre la equivalencia es que en una reacción se conserva la equivalencia de los reactivos, así como la de los productos.

El punto final (similar, pero no idéntico que el punto de equivalencia) se refiere al punto en que el indicador cambia de color en una valoración de colorimetría. La diferencia entre ambos se llama error de valoración y debe ser lo más pequeña posible.

d) Que otros electrodos inertes conoce

Electrodos de oxigeno Electrodos de cloro Electrodos de acero inoxidable

Informe de laboratorio No 7Determinación de Hierro

Fecha 10/11/14 GRUPO: _________

Análisis: Determinacion del contenido de Hierro

Método: Titulacion potenciometrica

Muestra: Sal de laboratorio de Mohr(Sulfato Ferroso amoniacal)

DATOS: Peso de la muestra = 0.4000g Concentración del titulante(KMnO4) =0.1000N


Volumen ml del titulante

mv ∆ mv / ∆ v

∆2 mv / ∆ v2

0 320 20

1 340 -182

2 342 16

http://es.wikipedia.org/wiki/Colorimetr%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=%C3%81cido_dipr%C3%B3tico&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Analito

http://es.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lisis_volum%C3%A9trico

http://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Estequiometr%C3%ADa


18 3 360 -7

11 4 371 -2

9 5 380 3

12 6 392 -4

8 7 400 3

11 8 411 481

492 9 903 -393

99 10 1002 -79 20 11 1022 -3

17 12 1039 -14

3 13 1042 16

19 14 1061 -5

14 15 1075 -14

Cálculos : 1.- Método gráfico (segunda derivada)


Método Analítico (segunda derivada) Intervalo de volumen = 8-9 Valor máximo en la 2da derivada = 480 Valor 2da derivada (-) = -390

Cálculo del volumen del titulante

Cálculo de la concentración de hierro expresada como porcentaje

TABLA DE RESULTADOS DEL ANALISIS

No Muestra % Fe 1 11.952 12.233 11.894 12.15 12


Apellidos y nombres : ____________________________

Firma ____________________


10.TITULACIONES CONDUCTIMETRICASVALORACIONES ACIDO BASE

I OBJETIVO Determinar la concentración de sustancias problemas mediante titulaciones conductimétricas.

II GENERALIDADESLas valoraciones conductimétricas son aplicadas a diversas sustancias, particularmente a sustancias en soluciones muy diluídas, sustancias cuyas reacciones son relativamente incompletas, soluciones coloreadas y cuando no se dispone de indicadores adecuados.Su aplicación está orientada a titulaciones por neutralización, por preciputación y por formación de complejos, pero no incluye a los métodos de óxido reducción.En las valoraciones de este tipo uno de los mayores errores que se cometen es el aumento de volumen por el efecto del incremento de volumen del titulante; el error consiste en que la conductividad varía por efecto de la dilución alterando la que se produce por reacción propia de las sustancias reaccionantes y la concentración del titulante se recomienda que sea 10 – 50 veces mayor que la solución que se titula.Para obtener resultados de conductancia satisfatorios es necesario aplicar una corrección según la fórmula siguiente:L corregida = L observada (V + v 1) VDonde:V = volumen inicialV 1 = volumen agregado del titulante.

III FUNDAMENTOLas titulaciones conductimétricas por neutralización se basan en encontrar el punto de equivalencia en base a la medición de la conductancia de una solución durante el desarrollo de una titulación. El método consiste en adicionar volumenes del titulante efectúandose mediciones de conductancia antes y despues del punto de equivalencia.Con estos valores obtenidos se levanta una gráfica de conductancia (L) frente al volumen del titulante determinándose en él el punto final de la valoración.

IV ARREGLO EXPERIMENTALEl equipo de trabajo está conformado de la siguiente manera:


V APARATOS Conductimetro Celda de conductancia tipo inmersión

VI MATERIALES Vasos de precipitación de 150 ml Bureta de 25 ml

VII REACTIVOS Solución de ácido clorhídrico 0.01 N Solución de ácido acético 0.01 N Solución de hidróxido de sodio 0.1 N

VII TECNICA1.- trabajo preliminarDepositar 50 ml de la solución de ácido clorhídrico y diluir a 100 ml con agua destilada. Ubicar el vaso en el agitador magnético y sumergir la celda conductimétrica en la solución problema. Conectar los terminales de la celda al puente conductimétrico.

2.- TitulaciónArmar el equipo de acuerdo al arreglo experimental y efectuar la medida de conductancia de la solución a volumen cero.Titular con solución valorada de hidróxido de sodio 0.1 N a incrementos de medio mililitro tomando la lectura de conductancia despues de cada adición. Valorar hasta completar un volumen de 10 ml.Titular de igual manera la solución de ácido acético con hidróxido de sodio y ácido acético con hidróxido de amonio.

3.- Tabulación de datosLa información obtenida tabularla de la siguiente manera:

volumen L observada L corregida

0 186 1861 177 178.772 207 211.143 294 302.824 363 377.525 436 457.86 505 535.37 572 612.048 635 685.89 702 765.1810 834 917.411 1015 1126.6512 1183 1324.9613 1375 1553.7514 1526 1739.6415 1730 1989.5

VIII CALCULOS


El punto final se determina en forma gráfica. Se traza un gráfico en un sistema coordenado ubicando los valores de conductancia en la ordenada y el volumen del titulante en la abcisa.

CUESTIONARIO1. Por qué las titulaciones conductimétricas no se aplican a reacciones redox?

La conductancia de una solución, que es una medida del flujo de corriente que resulta de la aplicación de una fuerza eléctrica dada, depende directamente del número de partículas cargadas que contiene. Se realiza en reacciones relativamente incompletas, a diferencia de las reacciones redox que cuentan con agentes oxidantes y reductores que hacen de estas reacciones relativamente completas.

2. ¿Por qué es necesario calcular la conductancia corregida?Es necesario calcular la conductancia corregida ya que siempre existe un arrastre de errores, en algunos casos puede ser porque el agua presente poseía una cierta conductividad, en caso de diluciones.

3. ¿Qué variables se toman en consideración en las titulaciones conductimétricas?La ventaja principal del punto final conductimétrico es su aplicabilidad a la titulación de soluciones muy diluidas y a sistemas en los que la reacción es relativamente incompleta. Las variables que se toman en consideración son la concentración y la solubilidad de las

4. ¿Qué limitaciones presenta las titulaciones conductimétricas?En particular, se hace menos precisa y menos satisfactoria al aumentar la concentración total de electrolitos. Verdaderamente, el cambio en la conductancia debido al agregado del reactivo titulante puede ser enmascarado considerablemente por altas concentraciones de electrolitos en la solución a titular; en estas circunstancias el método no se puede usar

Informe de laboratorio No 10Titulaciones conductimétricas de neutralización


Fecha:2/12/14

Análisis: Obtencion de curva de titulación, determinación del punto de equivalencia y concentración de la solución.

Método: Titulacion conductrimetrica acido-base

Muestra: HCl 0.01M; HAC 0.0100M y vinagre

Titulación Acido Clorhídrico 0.01M con Hidróxido de sodio 0.100 M



0.0 5.28 5.281.0 5.10 5.152.0 4.73 4.823.0 4.40 4.534.0 4.11 4.275.0 3.80 3.996.0 3.50 3.717.0 3.23 3.468.0 2.90 3.139.0 2.63 2.8710.0 2.37 2.6111.0 2.10 2.3312.0 1.83 2.0513.0 1.58 1.7914.0 1.53 1.7415.0 1.60 1.8416.0 1.75 2.0317.0 1.89 2.2118.0 2.09 2.4719.0 2.32 2.7620.0 2.50 3.00

Obtención de la gráfica de titulación Acido clorhídrico 0.01 N


Titulación Acido Acético 0.010 M con Hidróxido de sodio 0.100 M



0.0 3.90 3.901.0 4.10 4.142.0 4.20 4.283.0 4.30 4.434.0 4.40 4.585.0 4.60 4.836.0 4.80 5.097.0 5.00 5.358.0 5.10 5.519.0 5.20 5.6710.0 5.30 5.8311.0 5.50 6.1112.0 5.70 6.3813.0 5.90 6.6714.0 6.40 7.3015.0 6.90 7.94

Obtención de la gráfica de titulación Acido Acético 0.01 N


Titulación Vinagre 0.010 M con Hidróxido de sodio 0.100 M


0.0 186 186.401.0 177 178.772.0 207 211.143.0 294 302.824.0 363 377.525.0 436 457.806.0 505 535.307.0 572 612.048.0 635 685.809.0 702 765.1810.0 834 917.4011.0 1015 1126.6512.0 1183 1324.9613.0 1375 1553.7514.0 1526 1739.6415.0 1730 1989.50

Obtención de la gráfica de titulación Vinagre


Cálculos A) Determinar en la gráfica el punto de equivalenciaB) Calcular la concentración de las soluciones problemas

Acido clorhídrico 0.01 NVolumen de muestra: 100mlGasto del titulante : 14ml

Acido acético 0.01NVolumen de muestra: 100mlGasto del titulante : 10ml

TABLA DE RESULTADOS

No Muestra Normalidad HCl Normalidad HAC123


Apellidos y Nombres _______________________________________________

Firma: _________________

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