Resumen:

En la determinación de la curva de calibración preparamos una solución de NH4OH lo cual aforamos a 250 mL y una solución madre de PbCl2 a 1000 ppm, se extrajeron 10 mL de la misma y la aforamos a 100 mL, de esta solución se extrajo con una pipeta (0, 2, 4, 6 , 10 mL), y se adiciono agua para alcanzar un volumen de 20 mL, luego al embudo le añadimos cada una de las soluciones e hidróxido de amonio mas ditizona en cloroformo y agitamos para separar las fases; descartamos la fase acuosa y utilizamos la fase orgánica a la cual añadimos sulfato de sodio anhídrido para realizar las distintas lecturas en el espectrofotómetro. Para las diferentes alícuotas (2, 4, 6,8 y 10mL) registramos absorbancias de 0.023, 0.045, 0.097, 0.330 y 0.381 respectivamente y para el agua la absorbancia fue de 0.295 y el desconocido de 0.152.

Palabras claves:

Extracción, Curva de calibración, Espectrofotómetro, Fase orgánica, Cromatografía.

Objetivos:

Determinar la concentración de Pb en una muestra x.

Marco Teórico:

Para la detección de plomo se empleó ditizona, un reactivo orgánico de común uso en análisis cualitativo y cuantitativo de metales pesados. En la determinación espectro fotométrica de plomo en solución, usando ditizona como reactivo para formar un complejo, se hace pasar la radiación de una lámpara a través de un prisma para obtener luz visible, para generar una señal que puede ser absorbida por el complejo de plomo. La cantidad de radiación absorbida a es proporcional a la concentración del analito de plomo. Método de la ditizona es el más importante para la espectrofotometría del plomo dado que si el medio es débilmente alcalino y contiene CN- y citratos en una extracción se separa más del 99 % con un exceso de disolución en ditizona en CCl4. Además el máximo de absorción del complejo del plomo a 520nm cae sobre un mínimo de absorción de la ditizona 510 nm por lo que un exceso de ditizona no molesta. Este último método basado en la mezcla de una muestra acidulada que contenga cantidades del orden de microgramos de Plomo con solución reductora amoniacal de citrato-cianuro y se extrae con ditizona en cloroformo (CHCl3), para formar un ditizonato de plomo. Se mide fotométricamente el color de la solución.

La ditizona forma complejos coloreados con bismuto y talio, en solución amoniacal débil con cianuro (pH 8,5 a 9). En solución amoniacal fuerte (pH 10 a 11,5) de citrato-cianuro, los ditizonatos de estos iones son inestables y sólo se pueden extraer parcialmente. Este método utiliza una extracción única de ditizona, de color mixto, y pH elevado. La ditizona en CHCl3 absorbe a 510 nm; se ha de controlar su interferencia mediante el empleo de concentraciones aproximadamente iguales de ditizona en exceso en muestras, patrones y blancos.

El método carece de interferencia para la determinación de 0,0 a 30,0mg Pb en presencia de 20 mg Tl+, 100 mg Sn2+, 200 mg In3+ .(María Fonseca Ojeada.CSICSIF.Modulo. Revista número 33 http://www.csicsif.es/andalucia/modules/mod_ense/revista/pdf/Numero_33/MARIA_FRANCISCA_OJEDA_1.pdf

Materiales y Reactivos:

Materiales:

Descripción Capacidad Cantidad

Embudo de separación 1

Vasos químicos 250,100, 50 mL 2

Matraz volumétricos 100, 250mL 2

Espectrofotómetro 1

Pipeta 10,5,20mL 3

Pro pipeta 1

Policial 1

Balanza analítica 1

Gradilla 1

Goteros 1

Probeta 10, 50mL 2

Celda de vidrio 1

Reactivos:

PbCl2

Cloruro de plomo

Toxicidad

Inhalación: Nocivo. Causa dolor de cabeza, fatiga y náuseas y vómitos.

Contacto con La Piel: Irritaciones.

Contacto con los Ojos: Irritación enrojecimiento, comezón y dolor.

Propiedades Físicas y Químicas

Estado Físico: Sólido.

Apariencia: Polvos blancos.

Olor: Sin olor.

Temperatura de Ebullición : 953ºC

Temperatura de Fusión : 501ºC

Densidad (Agua1) : 5.85 kg/L a 20ºC

Presión de Vapor : 1.0 mmHg a 547ºC

Densidad de Vapor (Aire1) : 9.6

Ditizona

Toxicidad

Inhalación: Irritaciones leves.

Contacto con La Piel: No reportados.

Contacto con los Ojos: Puede causar mecanismo de la irritación.

Ingestión: Nocivo de baja toxicidad oral.

Propiedades Físicas y Químicas

Estado Físico: Sólido.

Apariencia: Sólido.

Olor: Sin olor a ligero olor característico.

Temperatura de Ebullición: Se descompone.

Temperatura de Fusión: 168ºC (se descompone).

Densidad (Agua1): No reportado.

Presión de Vapor: No reportado.

Densidad de Vapor (Aire1): No reportado.

Solubilidad: Insoluble en Agua.

CHCl 3

Cloroformo

Toxicidad

Por contacto con piel: irritante. Riesgo de absorción por la piel. Ansiedad, espasmos.

Sobre ojos: leves irritaciones.

Por inhalación: tos, dificultades respiratorias.

Propiedades Físicas y Químicas

Solubilidad en agua: 8 g/l (20°C)

Punto de ebullición: 61 °C

Punto de fusión: -63 °C

Color: incoloro

Forma: Liquida

Masa molar: 119.38 g/mol

Formula Molecular: CHCl 3

NH4OH

Hidróxido de Amonio

Toxicidad

Contacto con los Ojos: Causa quemaduras

Contacto con la Piel: Causa quemaduras

Ingestión: Causa: quemaduras dolor abdominal náusea vómito

Inhalación: Puede causar: irritación del sistema respiratorio respiración dificultosa tos.

Propiedades Físicas y Químicas

Aspecto: Líquido incoloro

ESTADO FISICO: Líquido

OLOR: Amoníaco

pH: ~14

Presión del vapor: 570 mm Hg a 20°C

Densidad del vapor (aire = 1): 0,6

Punto de ebullición: 36°C; 97°F

Punto de congelación: -72°C; -98°F.

Preparación de soluciones:

Preparación de NH4OH:

C1V1=C2V2

V1= (250 mL) (2 M)/ (14 M)= 35.7 mL

Preparación del PbCl2:

Se prepararon 0,134 g de PbCl2 en 100 mL de agua destilada.

Preparación de la Ditizona:

Se colocaron 0.032 g de Dtz en 125 mL de CHCl3

Cálculos y Resultados:

2mg/L((1X10-3g)/1mg)(1g/(1x10-6g))=2000 g

4mg/L((1X10-3g)/1mg)(1g/(1x10-6g))=4000 g

6mg/L((1X10-3g)/1mg)(1g/(1x10-6g))=6000 g

8mg/L((1X10-3g)/1mg)(1g/(1x10-6g))=8000 g

10mg/L((1X10-3g)/1mg)(1g/(1x10-6g))=10000 g

g de Pb Absorbancia

2000 0.023

4000 0.045

6000 0.097

8000 0.330

10000 0.387

Desconocido 0.152

Agua potable 0.295

Grafica:

Discusión:

En esta experiencia se realizo la determinación de plomo empleando la extracción por solvente en donde el mismo fue extraído de un medio acuoso como complejo de ditizona en cloroformo ya que este permite la formación del quelato.” La ditizona es un reactivo útil para separar pequeñas cantidades de una docena o más de iones metálicos como la reacción con un catión divalente como el Pb +2. Tanto la ditizona como sus quelatos metálicos son prácticamente insolubles en agua, pero se disuelven fácilmente en disolventes como el tetracloruro de carbono y el cloroformo. Las disoluciones de este reactivo son de color verde oscuro, mientras que las disoluciones de quelatos metálicos son intensamente rojas, violetas, naranjas o amarillas constituyen un medio sensible para la determinación espectrofotométrica de los iones extraídos.”(Wales Jimmy, otros 2001.Wikipedia.La Enciclopedia Libre (en línea). Consultada el 10 de agosto de 2012.Disponible en es.wikipedia.org/wiki/ditizona)

Esta extracción se llevo a cabo en un medio alcalino ya que si se realiza en un medio ácido no se hubiera podido realizar la extracción, esto se debe a que en un medio alcalino con un pH mayor de 9 aproximadamente se obtiene un mejor rendimiento y si se puede llevar a cabo la extracción; en este laboratorio lo resultados se basaron en la coloración del complejo formado para determinar las absorbancias en cada uno de las concentraciones mediante el uso del espectrofotómetro, cada una de las absorbancias obtenidas (0.023, 0.045, 0.097, 0.330 y 0.381), fueron aumentando de acuerdo a como aumentaba la concentración en ppm de las soluciones preparadas de cloruro de

plomo; esto pudo verse en a grafica presentada; las lecturas de esta solución realizaron a 520 nm debido a que: “Es la máxima absorbancia del ditiozanato de plomo y la mínima de la ditizona, de modo que se minimice el posible efecto de color que daría la ditizona que no haya pasado a la fase acuosa; en un pH alcalino el plomo se extrae perfectamente pero no la ditizona, porque a este pH la ditizona se pasa a la fase acuosa de esta forma no se introduce error con la coloración que daría la ditizona”.( Skoog Douglas, Química analítica, Mc Graw-Hill, séptima edición. 2001. pp 575-578).

La grafica presentada difiere de la que se esperaba (línea recta); debido a que si aumentaba la concentración de plomo aumentaba lo mismo debió suceder con las absorbancias; es decir su aumento debió ser gradual y constante; estos cambios en la grafica son las representaciones de los errores que se pudieron producir en la experiencia ya sea tanto una mala extracción como la presencia de interferentes como el agua la cual si no fue absorbida totalmente con el sulfato anhidro la misma pudo interferir en la lectura.

Además se determino la absorbancia del plomo en una muestra desconocida y en agua potable los valores obtenidos fueron 0.152 nm y 0.295 respectivamente; se mido la absorbancia del agua de tal modo que se supiera la concentración en microgramos del plomo en la misma el valor obtenido para esta absorbancia fue de 7.6 microgramos por litro este valor es menor comparado al valor establecido como máximo permisible para la presencia de este ion elemento en agua.

Conclusión:

Reforzamos la manera de utilizar el espectrofotómetro para realizar las diversas lecturas de las soluciones extraídas (2, 4, 6,8y 10mL) a partir de la solución de 10ppm, y en la utilidad del embudo de separación que consiste en separa soluciones miscibles entre sí.

En la extracción del plomo empleamos la ditizona ya que acompleja al Pb que fue extraído por el solvente orgánico cloroformo, el cual permite separar la fase orgánica de la acuosa, para luego colocar la fase inferior (orgánica) en el espectrofotómetro y así realizar las lecturas a 520nm.

Podemos destacar a través de la grafica que a medida que aumentaba la concentración en ppm aumentaba la absorbancia los cambios dados en la forma de la grafica se deben a los errores producidos al momento de realizar la extracción.

Se determino además la concentración de plomo en una muestra desconocida y en agua, el valor obtenido para el agua indiaca la cantidad presente en microgramos de este elemento en la misma el valor obtenido esta por debajo del establecido como permitido.

La extracción con de plomo como complejo ditizona debe llevarse a cabo en un medio alcalino debido a que se obtiene un mayor rendimiento ya que se extrae el plomo y no la ditizona lo que permite que se lea de mejor manera las absorbancias.

Bibliografía:

Documentos Hachlange. Hidróxido de amonio (en línea) consultado el 9 de septiembre del 2012 disponible en: http://www.hach-lange.es/shop/action_q/download%3Bmsds/msds_document/es

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Trabajos de Química. Cloroformo (en línea) consultado el 9 de septiembre del 2012 disponible en: http://www.doschivos.com/trabajos/quimica/469.htm.

"Prevención de Riesgos - Parte 4: Identificación de Riesgos de Materiales”. NCh 1411/IV.Of1978 Ditizona (en línea) consultado el 9 de septiembre del 2012 disponible en:www.winklerltda.com/ficha_new.php?id=1571.

"Sustancias Peligrosas - Terminología y Clasificación General" NCh 382.Of1998. Cloruro de plomo (en línea) consultado el 9 de septiembre del 2012 disponible en: www.winklerltda.com/ficha_new.php?id=1571.

Fundamentos de Química Analítica, Volumen 2.Escrito por Douglas A. Skoog, Donald M West, F. James Holler. Extracción del quelato de plomo con ditizona (en línea) consultado el 9 de septiembre del 2012 disponible en: http://books.google.com.pa/books?id=CU7yWvK1kGQC&pg=PA786&lpg=PA786&dq=extracción+del+quelato+de+plomo+con+ditizona&source=bl&ots=RQckw#v=onepage&q=extracci%20n%20del%20quelato%20de%20plomo%20con%20ditizona&f=false