preparaciÓn y estandarizaciÓn de disoluciones para volumetrÍas de precipitaciÓn y de...
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PREPARACIÓN Y ESTANDARIZACIÓN DE DISOLUCIONES PARA VOLUMETRÍAS DE PRECIPITACIÓN Y DE ÓXIDO-REDUCCIÓNTRANSCRIPT
Laboratorio de Análisis QuímicoU1ADA 2. Seminario
Herramientas para la preparación de disoluciones II
Profesores: M. en C. José Rafael López CetzM. En C. Jesús Alfredo Araujo León
PRESENTADA POR
Can Chan Karla AlejandraConcha Mena Daniel JesúsMena Rosado Raúl Jesús
Soberanis González Gabriela
MÉRIDA, YUCATÁN, MÉXICO19 enero, 2015
EQUIPO 5PREPARACIÓN Y ESTANDARIZACIÓN DE DISOLUCIONES PARA VOLUMETRÍAS DE
PRECIPITACIÓN Y DE ÓXIDO-REDUCCIÓN
ADA 2. SEMINARIO
PREPARACIÓN Y ESTANDARIZACIÓN DE DISOLUCIONES PARA VOLUMETRÍAS DE PRECIPITACIÓN Y DE ÓXIDO-REDUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
OBJETIVOPreparar disoluciones de precipitación y de óxido-reducción. Conocer el concepto de estandarización de
disoluciones con sustancias patrón.
RELEVANCIA
Su importancia queda plasmada a través de sus aplicaciones en todos los campos de la ciencia. Es imprescindible para la identificación de un material,
determinar, asegurar y/o evaluar su calidad.
PRÁCTICA NO. 2
TIPOS DE VALORACIONES
INTRODUCCIÓN
OXIDACIÓN-REDUCCIÓNBasadas en la reacción de oxidación-
reducción o reacción REDOX entre el analito y una disolución de oxidante o reductor que sirve de referencia.
PRECIPITACIÓNSon aquellas basadas en las reacciones de precipitación. Se forma una sal poco soluble que precipita cuando se llega al punto de equivalencia, donde la concentración de la sustancia buscada en la solución es mínima
ÁCIDO-BASE OXIDACIÓN-REDUCCIÓNFORMACIÓN DE COMPLEJOS
PRECIPITACIÓN
MARCO TEÓRICO
MARCO TEÓRICO
INTRODUCCIÓN
El fundamento es una reacción de precipitación:
Analito + Valorante (agente precipitante) Precipitado
A diferencia de las gravimetrías, el precipitado normalmente no
se aísla y se continúa adicionando el agente valorante hasta que
se alcanza el P.E.
El volumen de agente valorante consumido se relaciona con la
concentración de analito.1
VOLUMETRÍA DE PRECIPITACIÓN
Agente precipitante Analito
Formación del compuesto insoluble
MARCO TEÓRICO
INTRODUCCIÓN
En el método de Mohr para la determinación de
los Cl- y Br-, se precipitan estos iones en forma de
haluros de plata, por valoración directa con una
solución de AgNO3 de concentración conocida. 3
El indicador usado para detectar el punto final es
el K2CrO4, que reacciona con la primera gota en
exceso del AgNO3 dando un precipitado rojo
ladrillo de Ag2CrO4. 3
MÉTODO DE MOHR
El fundamento de estas reacciones esta basado en las diferentes
solubilidades de los precipitados que se forman. 3
MARCO TEÓRICO
INTRODUCCIÓN
MÉTODO DE MOHR
• Se necesita tamponar el medio en torno a
pH 8 para evitar la formación de Cr2O7
( no forma precipitado con Ag). 3
• Bastan pequeñas concentraciones de
indicador. 3
• Se debe de realizar una valoración del
blanco, con el fin de observar el momento
de formación del precipitado de Ag2CrO4
(rojo). 3El fundamento de estas reacciones esta basado en las diferentes
solubilidades de los precipitados que se forman. 3
MARCO TEÓRICO
INTRODUCCIÓN
El método es una serie de procedimientos indirectos para la
determinación de iones que precipitan con Ag, como por ejemplo
Cl-, Br-, I-, SCN.3
En este procedimiento, se adiciona un exceso conocido de una
solución de AgNO3 a la solución que contiene los Cl-. 3
Una vez filtrado el precipitado (AgCl), el exceso se valora por
retroceso con KSCN en presencia de Fe3+ (indicador). 3
El P.E. se detecta porque Fe y Ag compiten por el SCN.
MÉTODO DE VOLHARD
El complejo de Fe (rojo) , sólo se formará cuando toda
la Ag haya precipitado (exceso de SCN). 3
MARCO TEÓRICO
INTRODUCCIÓN
El método de Fajans con indicador de adsorción es uno de
los más empleados para la determinación de cloruros.
Un indicador de adsorción es un compuesto orgánico que
tiende a adsorberse sobre la superficie del sólido durante la
valoración de precipitación. La adsorción ocurre cerca del
punto de equivalencia dando como resultado: 3
• Cambio de color
• Transferencia de color desde la solución hacia el sólido o
viceversa.
MÉTODO DE FAJANS
MARCO TEÓRICO
INTRODUCCIÓN
• Presencia de sustancias reductoras que
transforman al ion CrO4 en Cromo (III). 4
• La presencia de sustancias que forman
complejos con el haluro o la plata (CN-, NH3).
4
INTERFERENCIAS EN VOLUMETRÍAS DE PRECIPITACIÓN
• Cualquier anión que forme una sal de Ag más
insoluble que el haluro que se quiere precipitar,
pues precipitará antes que éste. 4
• Los cationes que forman CrO4 insolubles (Ba+2). 4
• Debido al pH alto necesario para llevar a cabo la
valoración, también interfieren los iones que
formen hidróxidos insolubles (Fe, Al). 4
INTRODUCCIÓN
MARCO TEÓRICO
Consiste en añadir una cantidad en exceso de EDTA y valorar a continuación el exceso de EDTA con una
disolución estándar de un ion metálico. 4
Se tiene que recurrir a una valoración por retroceso cuando:
• El analito precipita es ausencia de EDTA. 4
• El analito reacciona demasiado lento con EDTA en las condiciones de la valoración. 4
• Bloquea el indicador. 4
• El ion metálico usado en una valoración por retroceso no debe desplazar el ion metálico de su
complejo con EDTA. 4
VALORACIÓN POR RETROCESO
MARCO TEÓRICO
INTRODUCCIÓN
El ión MnO4 es uno de los oxidantes de uso más generalizado,
debido no sólo a su alto poder de oxidación, sino también a sus
características de auto indicador visual. La adición de la primera gota
de solución de MnO4 en exceso imparte un color rosa a la solución. 5
La reducción del MnO4 puede producir diferentes estados de
oxidación del Mn, dependiendo de las condiciones de la solución. 5
El KMnO4 puede obtenerse en alto grado de pureza, pero no es
conveniente utilizarlo como patrón primario, pues sus soluciones
recién preparadas son inestables. 5
PERMANGANOMETRÍA
MARCO TEÓRICO
INTRODUCCIÓN
El método indirecto o yodométrico, implica el
análisis de agentes oxidantes. La sustancia a
ser determinada es puesta en contacto con
un exceso de ion I-, es liberada una cantidad
de yodo químicamente equivalente a la
cantidad de agente oxidante. Este es
determinado por valoración con una
disolución patrón de Na2S2O3 según la
siguiente reacción:
YODOMETRÍA
MARCO TEÓRICO
INTRODUCCIÓN
La producción de ion S4O6 requiere la pérdida
de dos electrones a partir de dos iones S2O3,
por lo tanto el peso equivalente será igual a
su peso fórmula. Ya que:
YODOMETRÍA
22PM
Peq
La conversión del S2O3 a S4O6 es algo único
con el yodo, ya que otro oxidante tiende a
llevar la oxidación total o parcial a SO4. 5
ESTÁNDARES PARA VALORACIONES DE PRECIPITACIÓN
INTRODUCCIÓN
Patrón primario
Patrón secundario
Para AgNO3 NaCl
Para cloruros AgNO3
ESTÁNDARES PARA VALORACIONES DE ÓXIDO-REDUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
Patrón primario
Patrón secundario
Reductores Oxalato de potasio
Na2S2O3
Hierro (electrolítico)
Fe(III)
KI
Oxidantes K2Cr2O7 KMnO4
Ce(NO3)4 2NH4NO3
INTRODUCCIÓN
INDICADORES EMPLEADOS EN VALORACIONES DE PRECIPITACIÓN
Los indicadores por precipitación permiten identificar el
punto final de la valoración, ya sea mediante información
visual como por un cambio de color o por un cambio de
una característica, como por ejemplo la carga eléctrica del
precipitado (punto isoeléctrico)
INDICADORES VALORACIONES DE PRECIPITACIÓN
INTRODUCCIÓN
ALIZARINA SULFODICA
AZUL DE BROMOFENOL
AZUL DE BROMOFENOL SAL SODICA
BRICROMATO DE POTASIO
CROMATO DE POTASIO
SULFATO DE AMONIO FERROSO
INTRODUCCIÓN
INDICADORES EMPLEADOS EN VALORACIONES DE ÓXIDO-REDUCCIÓN
Estos indicadores presentan una coloración diferente
según su forma oxidada o reducida. Su comportamiento
es similar al de los indicadores utilizados en las
titulaciones acido-base, pero cuando estos últimos son
sensibles a las valoraciones de pH de la solución, los
indicadores de oxido-reducción son sensibles a las
variaciones de potencial del sistema. La variación
cromática es, a menudo muy clara
INTRODUCCIÓN
AZUL DE METILENO
CARMÍN DE ÍNDIGO
2, 6 DICLOFENOL-INDOFENOL SAL SODICA
DIFENILAMINA
INDICADORES VALORACIONES DE ÓXIDO-REDUCCIÓN
O-FENENTROLINA ROJO NEUTRO SAFRANINA
REACCIONES GENERALES
INTRODUCCIÓN
Valoración REDOX
Valoración de Precipitación
22Preparación de estándares primarios
Preparar 50 mL de una disolución 0.1N de NaClPreparar 50 mL de una disolución 0.005 M de KIO3
Datos:
m=0.29 mg
Se necesitan 0.29 mg de NaCl para preparar la disolución solicitada.
Datos
M = 0.005 MP.M. = 213.99 g = 0.053 g
Se necesitan 0.053 g de KIO3 para preparar la disolución solicitada.
Preparar 50 mL una disolución de 0.1 N de oxalato de sodio (Na2C2O4)
Datos:
m=0.33 mg
Se necesitan 0.33 mg de NaCl para preparar la disolución solicitada.
Preparación de indicadoresPreparar 25 mL de una disolución de K2CrO4 1%.
Preparar 25 mL de una disolución de almidón al 1%.
Datos:
•
Se necesitan 0.25mg de K2CrO4 para preparar la
disolución solicitada.
Datos:
•
Se necesitan 0.25mg de almidon para preparar la disolución solicitada.
PUT THE NAME OF YOUR COMPANY HERE
Preparar 25 mL disolución de sulfato férrico amoniacal FeNH4(SO4)212H2O saturada con 5% de HNO3
Preparación de bufferPreparar 25 mL Acido Sulfurico (H2SO4) 4 M
Para obtener mL a partir de g
Acido Sulfurico al 96% de pureza
Datos
M = 4 MP.M. = 98.0576 g = 0.0245 g
Se necesitan 0.0245 g de H2SO4 para preparar la disolución
solicitada.
Preparación de disoluciones para volumetría de precipitación
250 mL de disolución de nitrato de plata (AgNO3), 0.1
N100 mL de disolución de tiocianato de potasio (KSCN), 0.1 N
Datos:
m=2.12 mg
Se necesitan 2.12 mg de AgNO3 para preparar la
disolución solicitada.
Datos:
m=0.97 mg
Se necesitan 0.97 mg de KSCN para preparar la disolución solicitada.
Preparación de disoluciones para volumetría de óxido-reducción100 mL de disolución de tiosulfato de sodio (Na2SO3)
0.02 M
100 mL de disolución de permanganato de potasio (KMnO4) 0.1 N
Datos:
m=1.579 mg
Se necesitan 1.579 mg de KMnO4 para preparar la
disolución solicitada.
Datos
M = 0.02 MP.M. = 125.99 g = 0.25 g
Se necesitan 0.25 g de Na2SO3 para preparar la disolución
solicitada.
DIAGRAMA METODOLÓGICO
METODOLOGÍA PRÁCTICA NO.2
Preparación y estandarización de disoluciones para volumetrías de precipitación y de óxido-reducción
I. Preparación de soluciones
a) Preparación de los estándares primarios
b) Preparación de indicadores
Preparar 25 mL disolución de FeNH4(SO4
)2 12H2O saturada con 5% de HNO3.
Preparar 25 mL
disolución de K2CrO4
1%.
Una vez disuelto. Adicionar
AgNO3 0.1 N
hasta la aparición de
un precipitado rojo y aforar.
Dejar reposar 24 h y
posteriormente filtrar.
Preparar 25 mL de una disolución de almidón al 1%.
c) Preparación de buffers
Preparar 25 mL H2SO4 4 M.
d) Preparación de soluciones para volumetría de precipitación
Preparar 250 mL de disolución de AgNO3,
0.1 N
Preparar 100 mL de
disolución de KSCN, 0.1 N
e) Preparación de soluciones para volumetría de óxido-reducción
α
Secar 15 g de NaCl, en estufa a 105 – 110 ºC por 1 hora.
Secar 15 g KIO3 en estufa a 105 - 110 °C por 1 hora.
Secar 5 g de KI en una estufa a 105 – 110 ºC por 1 hora.
Secar 15 g de Na2C2O4 en una estufa a 105 - 110 °C por 1 hora.
Preparar 100 mL de disolución de
Na2S2O3 0.02
M
Preparar 100 mL de disolución de KMnO4
0.1 N
Preparar 50 mL de una disolución 0.1N.
Preparar 50 mL una disolución 0.005 M de este compuesto.
Preparar 50 mL una disolución 0.1 N de este compuesto.
II. Estandarización de soluciones
a) Estandarización de una
disolución de AgNO3 0.1 N
Medir una alícuota de 10 mL de disolución estándar NaCl 0.1 N.
Agregar a matraz Erlenmeyer de 50 mL. Agregar tres gotas de
indicador (K2CrO4).
Enjuagar y llenar bureta de
25 mL con disolución AgNO3
0.1 N.
Comenzar estandarización. Adicionando disolución
AgNO3 y agitando el matraz.
Detener valoración en el punto final y anotar el volumen
gastado de AgNO3 .
Realizar la valoración por triplicado y calcular la concentración promedio
de AgNO3 .
Preparar 100 mL de una
dilución 0.01 N de AgNO3 , a
partir de la disolución 0.1 N
estandarizada previamente.
b) Estandarización de una disolución de
AgNO3, a partir de la
disolución 0.1 N
c) Estandarización de una disolución de KSCN 0.1 N
Medir alícuota de 10 mL de disolución
de AgNO3 0.1 N, previamente valorada,
y agregarla a matraz Erlenmeyer 50 mL-
Agregar 1 mL de HNO3
concentrado y tres gotas de indicador (FeNH4(SO4)2 12H2O).
Enjuagar y llenar una bureta con solución de KSCN 0.1 N, eliminando burbujas que pudieran quedar en el área de la llave de la bureta.
Realizar estandarización de solución de KSCN, agitando el matraz.
Detener la valoración en el punto final y anotar el volumen gastado de KSCN.
Realizar la estandarización por triplicado y calcular la concentración promedio de KSCN.
d) Estandarización de una
disolución de Na2S2O3 0.02 M.
Pesar en vaso de precipitado de 30 mL, 0.6
g de KI.
e) Estandarización de una
disolución de KMnO4 0.1 N
FIN
DIAGRAMA METODOLÓGICO
METODOLOGÍA PRÁCTICA NO.2
Agitar para disolver el KI. Adicionar 2 mL de
H2SO4 4 M. Tapar con un tapón de hule y
resguardar de la luz.
Medir 2 mL de solución de KIO3 0.005
M y adicionar a matraz, seguido de 5 mL de agua destilada.
Trasvasarlos a matraz Erlenmeyer de 50 mL.
Titular la solución de yodo con solución de
Na2S2O3 0.02 M. Agregar 1 mL de almidón cuando
la solución adquiera una coloración amarillo-paja.
Continuar titulación hasta el punto final (azul a transparente). Realizar por triplicado y calcular la
concentración promedio de S2O3.
Tomar alícuota de 20 mL de
Na2C2O4 0.1 N y colocar en
matraz Erlenmeyer de 50 mL.
Continuar la titulación hasta el punto final (transparente a rosa).
Estandarizar la disolución de KMnO4
manteniendo el matraz en agitación.
Adicionar 1 mL de H2SO4
concentrado.
Anotar el volumen gastado de KMnO4. Realizar por
triplicado y calcular la concentración promedio.
MANEJO DE RESIDUOS
SÍMBOLO RESIDUO LUGAR DE DESECHO
NaCl Grupo 6: Disoluciones de Metales y Sales Inorgánicas
KIO3 Grupo 6: Disoluciones de Metales y Sales Inorgánicas
KI Grupo 6: Disoluciones de Metales y Sales Inorgánicas
Na2C2O4 Grupo 6: Disoluciones de Metales y Sales Inorgánicas
Almidón al 1% Grupo 3: Disoluciones Acuosas Orgánicas
METODOLOGÍA PRÁCTICA NO.2
R1
R2
R4
R5
R3
PRÁCTICA NO. 2
MANEJO DE RESIDUOS
SÍMBOLO RESIDUO LUGAR DE DESECHO
K2CrO4 Grupo 6: Disoluciones de Metales y Sales Inorgánicas
AgNO3Grupo 6: Disoluciones de Metales y Sales Inorgánicas
FeNH4(SO4)212H2O saturada con 5% de HNO3
Grupo 6: Disoluciones de Metales y Sales Inorgánicas
H2SO4Grupo 3: Disoluciones Acuosas Ácidas
KSCN Grupo 6: Disoluciones de Metales y Sales Inorgánicas
Na2S2O3Grupo 6: Disoluciones de Metales y Sales Inorgánicas
PRÁCTICA NO. 2
METODOLOGÍA PRÁCTICA NO.2
R6
R7
R9
R10
R8
R11
MANEJO DE RESIDUOS
SÍMBOLO RESIDUO LUGAR DE DESECHO
KMnO4Grupo 5: Disoluciones de K2Cr2O7 y/o KMnO4
HNO3Grupo 3: Disoluciones Acuosas Ácidas
NaNO3Grupo 6: Disoluciones de Metales y Sales Inorgánicas
AgCl Grupo 6: Disoluciones de Metales y Sales Inorgánicas
AgSCN Grupo 6: Disoluciones de Metales y Sales Inorgánicas
Ag2CrO4Grupo 6: Disoluciones de Metales y Sales Inorgánicas
METODOLOGÍA PRÁCTICA NO.2
R12
R13
R15
R16
R14
PRÁCTICA NO. 2
R17
MANEJO DE RESIDUOS
SÍMBOLO RESIDUO LUGAR DE DESECHO
KNO3Grupo 6: Disoluciones de Metales y Sales Inorgánicas
K2SO4Grupo 6: Disoluciones de Metales y Sales Inorgánicas
Na2S4O6Grupo 6: Disoluciones de Metales y Sales Inorgánicas
MnSO4Grupo 6: Disoluciones de Metales y Sales Inorgánicas
Na2SO4Grupo 6: Disoluciones de Metales y Sales Inorgánicas
FeSCN Grupo 6: Disoluciones de Metales y Sales Inorgánicas
METODOLOGÍA PRÁCTICA NO.2
R18
R19
R21
R22
R20
PRÁCTICA NO. 2
R23
DIAGRAMA ECOLÓGICO
METODOLOGÍA PRÁCTICA NO.2
PRÁCTICA NO. 2
INICIO
Identificar tipo de residuo y almacenar en contenedor adecuado.
Transferir el residuo a un área de confinamiento para su posterior
disposición.
Entrega y recolección de residuos por institución autorizada siguiendo las
regulaciones legales.
Disposición final del residuo.
FIN
Manejo y recolección de residuos peligrosos químicos generados
Tratar residuo en caso de ser posible y desechar.
DIAGRAMA ECOLÓGICO
METODOLOGÍA PRÁCTICA NO.2
PRÁCTICA NO. 2AgNO3 + NaCl ↔ NaNO3 + AgCl
AgNO3 + K2CrO4 Ag2CrO4 + KNO3
KNO3 Ag2CrO4INICIO
Añadir un exceso de Na2CO3 y agua.
Dejar en reposo (24h).
Neutralizar (HCl 6M).
Verter al desagüe.
FIN
INICIO
Tratar con un reductor (disolución concentrada).
Neutralizar.
Verter al desagüe.
FIN
DIAGRAMA ECOLÓGICO
METODOLOGÍA PRÁCTICA NO.2
PRÁCTICA NO. 2
AgNO3 + HNO3 ↔ AgNO3 + HNO3 AgNO3 + KSCN AgSCN + KNO3
[FeNH4(SO4)2] *12H2O + KSCN FeSCN + K2SO4 + NH3
KNO3 AgSCNINICIO
Tratar con un reductor (disolución concentrada).
Neutralizar.
Verter al desagüe.
FIN
INICIO
Tratar con (CIO)2Ca (disolución alcalina).
Dejar en reposo (24h).
Verter al desagüe.
FIN
DIAGRAMA ECOLÓGICO
METODOLOGÍA PRÁCTICA NO.2
PRÁCTICA NO. 2
AgNO3 + HNO3 ↔ AgNO3 + HNO3 AgNO3 + KSCN AgSCN + KNO3
[FeNH4(SO4)2] *12H2O + KSCN FeSCN + K2SO4 + NH3
K2SO4 FeSCNINICIO
Añadir un exceso de Na2CO3 y agua.
Dejar en reposo (24h).
Neutralizar (HCl 6M).
Verter al desagüe.
FIN
INICIO
Tratar con (CIO)2Ca (disolución alcalina).
Dejar en reposo (24h).
Verter al desagüe.
FIN
DIAGRAMA ECOLÓGICO
METODOLOGÍA PRÁCTICA NO.2
PRÁCTICA NO. 2
KIO3 + KI + H2SO4 K2SO4 + I2 + H2O I2 + 2 Na2SO3 Na2S4O6 + 2 NaI
Na2S4O6K2SO4INICIO
Añadir un exceso de Na2CO3 y agua.
Dejar en reposo (24h).
Neutralizar (HCl 6M).
Verter al desagüe.
FIN
INICIO
Añadir Na2CO3 y agua (hasta suspensión).
Dejar en reposo (2h).
Neutralizar.
Verter al desagüe.
FIN
DIAGRAMA ECOLÓGICO
METODOLOGÍA PRÁCTICA NO.2
PRÁCTICA NO. 2
Na2C2O4 + KMnO4 + H2SO4 K2SO4 + MnSO4 + Na2SO4 + CO2 + H2O
MnSO4 Na2SO4INICIO
Añadir un exceso de Na2CO3 y agua.
Dejar en reposo (24h).
Neutralizar (HCl 6M).
Verter al desagüe.
FIN
INICIO
Añadir un exceso de Na2CO3 y agua.
Dejar en reposo (24h).
Neutralizar (HCl 6M).
Verter al desagüe.
FIN
DIAGRAMA ECOLÓGICO
METODOLOGÍA PRÁCTICA NO.2
PRÁCTICA NO. 2
Na2C2O4 + KMnO4 + H2SO4 K2SO4 + MnSO4 + Na2SO4 + CO2 + H2O
K2SO4INICIO
Añadir un exceso de Na2CO3 y agua.
Dejar en reposo (24h).
Neutralizar (HCl 6M).
Verter al desagüe.
FIN
REFERENCIAS
CONCLUSIÓN
1. Clavijo, Díaz. Fundamentos de química analítica. Equilibrio iónico y análisis químico. 1ª edición. Editorial
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA: Bogotá, 2002.
2. Brown, Glenn, et al. Química cuantitativa. 1ª edición. Editorial Reverté, SA: España, 1977.
3. Ospina, Gustavo, et al. Gravimetría y volumetría, fundamentación experimental en química analítica. 1ª edición.
Editorial Elizcom: Colombia, 2010.
4. Harris, Daniel. Análisis químico cuantitativo. 3ª edición Reverté, SA: Barcelona, España.
5. Vanessa, K. (s.f.). Reacción química para el análisis cualitativo. Universidad Nacional del Litoral.