PREPARACION Y VALORACION POR FORMACION DE COMPLEJOS

I. OBJETIVOS GENERALES:

Conocer y aplicar mtodos para titulacin por formacin de complejos.

Determinar la dureza de las muestras de agua; e interpretar los resultados.ESPECIFICOS:

Prepara una solucin de EDTA y valorarla utilizando el patrn primario carbonato de calcio (CaCO3).

II. FUNDAMENTO TEORICO

Estas valoraciones estn basadas en la formacin de uncomplejoentre el analito y el valorante. Elagente quelatanteEDTAse utiliza muy frecuentemente para valorar iones metlicos en solucin. Estas valoraciones generalmente requieren unindicadorespecializado que forma complejos ms dbiles con el analito. Un ejemplo comn es elNegro de Eriocromo Tpara la valoracin de los iones decalcioymagnesio.

Para que la reaccin de formacin de complejos se pueda emplear debe ser rpida estequimtrica y cuantitativa.

La sustancia acomplejante o tambin denominado complexn al reaccionar con el metal debe reaccionar una mol de complexn y una mol del metal.

Para que un complexn reaccione con el metal influye mucho el pH, o sea que hay un determinado pH para la reaccin de un determinado metal.

Actualmente se usan cidos aminopolicarboxilicos y sus sales (complexones). El mas importante de estos compuestos es el acido etilen-diamino-tetractico (EDTA) y su sal disdica llamada complexn III

Reacciones de complejacin

Se usan con distintas finalidades: Para enmascarar interferencias. En gravimetras ( DGM-Ni). En separaciones extractivas. En volumetras (quelatometras). En determinaciones espectrofotomtricas. En general se usan profusamente para generar especies medibles o indicadoras o bien para evitar interferencias.Complejos

En todo complejo cabe distinguir:

*Una especie central ( metal ) con huecos electrnicos (orbitales d vacos) que se comporta como un cido de Lewis.

*Ligandos ( especies aninicas o neutras) capaces de donar pares de electrones a la especie central (enlaces covalentes dativos)

*Contraiones: Especies de carga opuesta a la que resulta de la unin de la especie central con el ligando, y que neutraliza la carga del complejo.

Propiedades de los complejos

ndice de coordinacin: N de ligandos que fija el in central. Cada ligando puede tener distinta capacidad para formar enlaces y fijar al in (tomo) central.

AEDT

*Es el agente complejante ms ampliamente utilizado.

*Forma complejos 1:1 con la mayor parte de los metales.

*Son complejos muy estables y solubles en agua (constantes de formacin elevadas)

* Es una sustancia patrn primario.

Indicadores

Pueden ser potenciomtricos o metalocrmicos (qumicos) Indicadores metalocrmicos Son complejantes que:

1. Poseen constantes de formacin mas bajas

2. Compiten con el agente valorante

3. Las formas libres y complejas, muestran diferencias cromticas :

En presencia del indicador las reacciones que tienen lugar son:

Primero se forma el complejo con el AEDT (mas fuerte) y slo despus tiene lugar la reaccin de desplazamiento (2) Puesto que Yreacciona mejor con el metal libre que con el complejo metalocrmico, conviene usar bajas concentraciones de indicador.

Indicadores potenciomtricos

* El uso de electrodos selectivos permite el seguimiento de valoraciones con AEDT.

* El AEDT enmascara al metal disminuyendo la respuesta del electrodo.

* Se representa la disminucin del potencial E con la adicin incrementada del valorante.

* Muchos electrodos se adaptan perfectamente a este tipo de valoraciones. (Determinacin de la dureza de aguas).

Materiales y reactivosReactivosMateriales y equipos

EDTA slido

Equipo de titulacin

CaCO3 slido

Pipetas, vasos de precipitacin

Negro de ericromo T

Probetas y fiolas

Agua destilada

Balanza analtica

Solucin tampn pH=10

PH meter

HCl Concentrado

MECHERO, MORTERO

ANARANJADO DE METILO

TERMOMETRO

EXPERIENCIA A REALIZAR

EXPERIENCIA #1

Preparar una solucin 0,01m de EDTA 250mlencontremos la masa en gr de EDTA que necesitamos

DATOS:

Entonces procedemops a pesarlos gramos encontradosy agregamos en una fiola y enrasamos a cero.

EXPERIENCIA #2

a) PREPARACIN DEL PATRN PRIMARIO

Pesar 1gr de CaCO3 y la trasferimos en una fiola de 1000ml luego medimos 15ml de agua destilada ,en este paso CaCO3 no se solubiliza y se nota como una sustancia lechoza,para solubilizar agregamos 9ml de cido clordrico que fue diluido en una proporcin 1;2 o sea 3ml de HCl y 6ml de agua destilada ,en este paso al agregar el HCl se produce una efervecencia y la coloracin blanquecina se torna trasparente .aqu se produce la siguiente reaccin .

CaCO3 + HCl (CaCl2 + H2CO3 Luego mezclamos bien y aadimos agua hasta completar aproximadamente 800 ml.

De esta solucin extraemos una alcuota de 5 ml, al agregar una gota de anaranjado de metilo nos da una coloracin un poco rojiza lo cual nos indica que la solucin esta acido por debajo de un pH de 3.8, entonces procedemos a aadir hidrxido de amonio hasta que se torne una coloracin amarillenta, en este caso la cantidad aadida fue de 3.1 ml de solucin de NH4OH al 0.02 N.

Luego de esto prodemos a calcular los ml que nesecitaremos adicionar a la solucin de la fiola que contiene un volumen de 795ml, pues anteriormente habamos extraido 5 ml.Calculo de numero de ml de solucin de hidrxido de amonio 0.02 N

Como la cantidad es muy grande podemos usar una solucin mas concentrada, en nuestro caso usaremos al 2N. hallemos el volumen que necesitaremos.

Entonces mediremos aproximadamente 4.9 ml ya que la graduacin de las pipetas estn en un rango de 0.1ml

b) ESTANDARIZACION DE LA SOLUCION DE EDTA.De la solucin anterior tomar una alcuota de 25 ml y adicionarlo a un matraz y adicionarlo en un matraz, luego agregar 25 ml de agua destilada y un ml de solucin buffer de pH=10, en nuestro caso agregamos NH4Cl y NH4OH, el indicador usado ser el negro de ericromo T.

Luego titulamos con EDTA.

La titulacin debe ser lo mas rpida posible, en un promedio de 5 minutos despus de agregado la solucin tampn, para evitar la precipitacin de carbonatos ya que en medio alcalino se produce esta precipitacin.

Seguir la titulacin hasta que el indicador cambie de un color rojo vinoso a azul cielo pasando por un purpura.CALCULO DEL NUMERO DE MOLES DE CLORURO DE CALCIO EN LA MUESTRA.SEGN LA REACCION

CaCO3 +2 HCl (CaCl2 + H2CO3

Por cada mol de carbonato de calcio se produce un mol de cloruro de calcio, entonces nos bastara encontrar el numero de moles de carbonato de calcio.

Presentes en un litro de solucin este tambin es el nmero de moles de CaCl2 presentes en un litro de solucin, entonces el numero de moles de cloruro de calcio en 25 ml es:

Entonces como nos hemos asegurado que la reaccin este en relacin a 1 mol patrn primario/1 mol de EDTA, el numero de moles de EDTA tambin ser .CALCULO DE LAS MOLARIDADES EN LAS DISTINTAS PRUEBAS

Para un gasto de 23 ml Para un gasto de 16 ml Para un gasto de 24.3 ml DATOS:

PMEDTA = 372.24 mol/g

M= 0.01M

W= M.V.PM

W= (0.01x 0.25X372.24)

W= 0.9306g EDTA

Hallando el # moles de Ca

1gCaCO3 x 40gCa x 25ml = 0.0099g Ca

1000ml 100gCaCO3 n = 0.0099g

40g/mol

n = 0.0025 mol Ca

Hallando el # moles de EDTA

n = w/PM

n = 0.9306g/(372.24g/mol)

n = 0.0025moles EDTA

Hallando la Molaridad del EDTA

M = W/(PMxV)

M1 = 0.9306g/(372.24 mol/gx0.023L)

M1 = 0.1087mol/L

M2 = 0.9306g/(372.24 mol/gx0.0163L)

M2 = 0.1534mol/L

M3 = 0.9306g/(372.24 mol/gx0.0243L)

M3 = 0.1029mol/L

TABULACION DE DATOS:

Volumen de solucin patrnVolumen de EDTA gastados(ml)# MOLES de CaCl# moles de EDTAMOLARIDAD DEL EDTA

9ml 23.0 0.00025 0.00025 0.1087

9ml 16.3 0.00025 0.00025 0.1534

9ml 24.3 0.00025 0.00025 0.1029

V. RESUELVA LO SIGUIENTE.

Hallando las cifras significativas:

MCifras significativas

0.1087 0.109

0.1534 0.153

0.1029 0.103

Hallando el valor promedio de las molaridades:

0.1087 +

0.1534

0.1029

0.3650

Promedio= 0.3650 = 0.122

3

Determinacin de la prueba 4D:

Ordenamos las molaridades:

0.1029

0.1087

0.1534

Rechazamos el primer valor:

0.1029 rechaza

0.1087

0.1534

Hallando el promedio:

0.1087 + 0.1534 = 0.1311

2 Hallando la diferencia entre los datos y el promedio tenemos:

0.1029 rechaza

0.1087 0.0224

0.1534 0.0223 .

Suma=0.0447

d = 0.0447 = 0.02235

2

(Xrechazado Xpromedio) 4d

(0.122 0.123) 4(0.02235)

-0.001 < 0.0894

Entonces se acepta el nmero menor.

Confianza.

Hallando al 90% de confianza:

0.1029 x1 rechaza

0.1087 xn-1

0.1534 xn

Hallando la prueba Q

Q = 0.1087 0.1029 = 0.1149

0.1534 0.1029

Q0.90 = 0.94

Qexperim < Qmuestra

0.1149 < 0.94

Entonces se acepta el nmero menor. Mediana:

0.1029 0.1087 0.1534

L a mediana ser el valor medio es decir: 0.1087

CONCLUSIONES

Muchos procedimientos de anlisis estn admitidos como mtodos estandarizados. Ejemplo: la determinacin de dureza de aguas (Ca2+ y Mg 2+)

Adems de los ejemplos volumtricos, hay muchos otros usos relevantes del AEDT ( enmascaramiento, descontaminacin de suelos..etc)RECOMENDACIONES La valoracin del EDTA con carbonatos no debe tomar mucho tiempo ya que el medio en el que estn los lleva a precipitar.