determinación de cloruros
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El reactivo precipitante más importante y que se utiliza en la determinación de halogenuros, aniones semejantes a estos, mercaptanos, ácidos grasos y diversos aniones inorgánicos divalentes; es el nitrato de plata AgNO3.TRANSCRIPT
Universidad Mayor de San Simón
Facultad de Ciencias y Tecnología
Departamento de Química
DETERMINACIÓN DE CLORUROS
(Volumetría de precipitación)
Estudiante:
Sarah Daniela Chila Ovando
Docente:
Dr. Omar Arzabe Maure
Grupo:
1 Lunes 9:45-14:15
Fecha:
Lunes, 30 de Junio del 2014
Cochabamba – Bolivia.
1. Objetivos.-
1.1.Obejitivo general.-
Realizar un análisis volumétrico cuantitativo de Cloruros mediante titulaciones por precipitación.
1.2.Objetivos específicos.-
Aplicar el método de Mohr en las titulaciones argentométricas. Determinar el contenido de cloruros en una muestra de ………………….............................
2. Marco teórico.-
Titulaciones por precipitación
Introducción.-
Una titulación por precipitación dá énfasis a las reacciones que generan compuestos iónicos de solubilidad restringida.
El reactivo precipitante más importante y que se utiliza en la determinación de halogenuros, aniones semejantes a estos, mercaptanos, ácidos grasos y diversos aniones inorgánicos divalentes; es el nitrato de plata AgNO3.
Las titulaciones con nitrato de plata también se las conoce como titulaciones argentométricas.
Indicadores del punto final para las titulaciones argentométricas.-
En las titulaciones con nitrato de plata encontramos tres tipos de puntos finales: químico, potencio métrico y ampero métrico.
El punto final que produce un indicador químico suele evidenciarse por por un cambio de color y, a veces, por la aparición ó desaparición de turbidez en la solución que se titula.
Requisitos de un indicador para una titulación de precipitación.-
1. El cambio de color deberá ocurrir en un margen estrecho de la función “p” del reactivo o del analito.2. El cambio de color debe darse dentro de la porción más pronunciada de la curva de titulación del
analito.
Existen tres indicadores que son ampliamente utilizados en las titulaciones argentométricas.
Formación de un precipitado colorido: el método de Mohr.-
El cromato de sodio es un buen indicador para la determinación argentométrica de iones cloruro Cl-, bromuro Br- y cianuro CN- debido a que, en el punto de equivalencia, reacciona con los iones plata Ag+ y forma un precipitado de cromato de plata de color rojo ladrillo.
Reacción de titulación: Ag+ + Cl- ↔ AgCl(s)
Blanco
Reacción del indicador: 2Ag+ + CrO42- ↔ Ag2CrO4 (s)
Rojo
La solubilidad de cromato de plata es mayor que la del cloruro de plata. En la práctica se requiere una concentración alta de ion cromato y el color amarillo que imparte a a solución es tán intenso que enmascara el color rojo del cromato de plata Ag2CrO4. Por esta razón se suele emplear concentraciones bajas de cromato, también es necesario agregar un exceso de nitrato de plata antes de que comience la precipitación. Además hay que añadir un exceso de reactivo para que se forme un precipitado de cromato de plata Ag2CrO4 suficiente para ser detectado.
Estos factores conduce n a un error sistemático, por ello se debe valorar la solución de nitrato de plata contra una solución patrón primario de cloruro de sodio en las mismas condiciones de análisis.
La titulación d Mohr debe hacerse a un pH de 7 a 10 por que el ion cromato CrO42- es la base conjugada del
ácido crómico débil.
El pH adecuado para la titulación se logra saturando la solución del analito con hidrógeno carbonato de sodio.
Indicadores de adsorción: el método de Fajans.-
Un indicador de adsorción es un compuesto orgánico que se adsorbe en la superficie del sólido que se forma en la titulación de precipitación. La adsorción ocurre cerca del punto de equivalencia, además de un cambio de color, también se transfiere el color de la solución al sólido (o viceversa ).
La fluoresceína es un indicador de adsorción típico y útil para titular iones cloruro con nitrato de plata. En solución acuosa, el indicador se disocia parcialmente en iones H3O+ (hidronio) e iones fluoresceinato cargados negativamente y de color verde amarillento. El ion fluoresceinato forma sales de plata de color rojo brillante y su concentración nunca es bastante para precipitar como fluoresceinato de plata.
El cambio de color es un proceso de adsorción ( y no una precipitación ), ya que el producto de solubilidad del fluoresceinato de plata nunca es rebasado. Este proceso es reversible.
Las titulaciones en las que se emplean indicadores de adsorción son rápidas, exactas y confiables, pero es limitada a reacciones que llevan a un precipitado coloidal.
Formación de un complejo colorido: el método de Volhard.-
Los iones plata se titulan con una solución patrón de ion tiocianato:
Ag+ + SCN- ↔ AgSCN(S)
El hierro (III) se utiliza como indicador. La solución se vuelve roja con un ligero exceso de ion tiocianato:
Fe3+ + SCN- ↔ Fe (SCN)2+
Rojo
La concentración del indicador no es crítica, pero la concentración de Fe3+ debe ser preferentemente baja. (0.01M).
La aplicación de este método tiene lugar en la determinación indirecta de halogenuros. A la muestra se añade un exceso conocido de la solución patrón de nitrato de plata, el exceso de ion plata se determina en una retrotitulación con una solución patrón de tiocianato.
El cloruro de plata es más soluble que el tiocianato de plata, de manera que en la determinación de cloruros por el método de Volhard, la reacción:
AgCl (s) + SCN- ↔ AgSCN (s) + Cl-
Progresa cerca del punto final de la retrotitulación del exceso de ion plata. Esta reacción hace que el punto final se atenúe por lo que hay un mayor consumo de tiocianato con bajos resultados de cloruros. Este error se evita filtrando el cloruro de plata antes de la retrotitulación.
Aplicaciones de las titulaciones de precipitación.-
Una aplicación importante de las titulaciones de precipitación es la determinación de cloruros ya que es uno de los aniones inorgánicos principales en el agua natura y residual formando parte del cloruro de sodio.
Es importante saber la cantidad de cloruro de sodio en productos de ingesta diaria; por esto el contenido de cloruro en agua potable no debe exceder los 300 mg/L.
c Bibliografía.-
Química Analítica Cuantitativa: Teoría y Práctica, Vogel Arthur, 2da edición, Vol.2, cap. 4, Editorial Kapelusz, Buenos Aires (1969).
Química Analítica, Skoog D. A.; West, D. M.; Holler, F. J. Crouch, 7ma edición, caps. 27 y 15 McGraw-Hill, Mexico (2001).
3. Materiales, equipos y reactivos.-
3.1.Materiales y equipos.-
Balanza analítica Espátula Vidrio de reloj Vaso de precipitado de 100 mL Varilla de vidrio Matraz aforado de 500 mL (2 unidades) Pizeta Pipeta graduada de 50 mL Pipeta volumétrica de 5 mL Matraz Erlenmeyer de 250 mL Bureta de 25 mL Pinzas para sujetar buretas
3.2.Reactivos.-
Agua destilada ………………………………………………. Solución de cromato de potasio K2CrO4 (indicador al 5.007% p/v) Nitrato de plata AgNO3
4. Datos.-
Preparación de soluciones:
1. ………g. de ……………. disuelto y aforado a …………… (solución 1)2. ………g. de ……………. disuelto y aforado a …………… mL (solución 2)3. 0.4483g. de AgNO3 disuelto y aforado a 250mL (titulante)
Volumen de nitrato de plata para las titulaciones:
Nº V…………. (mL)
V AgNO3 (mL) -
aporte del agua
Nº V.......... (mL)
V AgNO3 (mL) -
aporte del agua
1 ...... .....-..... 1 …… .....-.....
2 …… .....-..... 2 …… .....-.....
3 …… .....-..... 3 …… .....-.....
4 …… .....-..... 4 …… .....-.....
Titulación de agua destilada:
VAgNO3 = ………..mL = Aporte de Cl- del agua
Determinación de Cl- y ………..:
mCl−¿=❑❑∗mCl−¿enlaalícuota¿ ¿ m……… ..=
❑❑∗m…………
%Cl=mCl❑
−¿
mmuestra(……………..)
∗100¿ %……….= m……… ..mN aCl(……….……..)
∗100
5. Cálculos.-
5.1. Cálculos teóricos.-
Cálculo de la molaridad de nitrato de plata:
0.4483g. AgNO3∗1mol AgNO3
169.87314 g . AgN O3
=2.64mol AgN O3
M=nsoluto
Lsolución
=2.64molesde AgN O3
0.250L solución → C AgN O3
=0.01M
Cálculo de la concentración de …………..:
………….g. ………….∗1mol……………
……………. g .………….=...…mol………
M=nsoluto
Lsolución
=………molesde………….……….Lsolución
→ C………….=..….M
Cálculo de la concentración de la muestra (………………) :
……..g. ……….∗1mol………………
……………g……………=...…mol………… ..
M=nsoluto
Lsolución
=………molesde……………………Lsolución
→ C……………=..….M
Cálculo del volumen necesario de AgNO3 para el punto de equivalencia:
C1∗V 1=C2∗V 2→V 2=… ..M∗… ..mL
……M→V PE=…mL
Cálculo de % Cl- y % …………en……..…..:
……mL AgN O3=……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1molC l−¿
1mol AgNO3
∗35.4527 g .C l−¿
1molC l−¿=…….g .C l−¿ ¿¿¿¿
%Cl=…….. g .Cl−¿
…………… ..g .…………… ..∗100¿ %C l−¿=.…… .¿
……mL AgN O3=
……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1mol……… ..
1mol AgNO3
∗……… ..g .…… ..
1mol……….=…… .. . g……….
%…….= ………… ..g .……………………… ...g……………….
∗100
%……….=.…….
Cálculo de % Cl- y % …………en……………:
……mL AgN O3=……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1molC l−¿
1mol AgNO3
∗35.4527 g .C l−¿
1molC l−¿=…….g .Cl¿¿¿
%Cl= …… ..g .Cl……………. g……………
∗100 %C l−¿=.…… .¿
……mL AgN O3=
……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1mol……… ..
1mol AgNO3
∗…………g.………
1mol……… ..=……. g………….
%………= …….. g .………… ..…………….. g……………… ..
∗100 %…… ..=.…….
5.2. Cálculos experimentales.-
Cálculo del porcentaje de Cl- y …………… en …………….:
1º medición:
……mL AgN O3=……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1molC l−¿
1mol AgNO3
∗35.4527 g .C l−¿
1molC l−¿=…….g .C lexp−¿ ¿¿
¿¿
%Cl=…….. g .Clexp−¿
……….g…………….∗100¿ %C l−¿=.…… .¿
……mL AgN O3=
……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1mol……… ..
1mol AgNO3
∗………… ..g .……… ..
1mol……….=……. g…… .. exp
%………=………… .. . g .………… exp
………………g……………….∗100
%……….=.…….
2º medición:
……mL AgN O3=……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1molC l−¿
1mol AgNO3
∗35.4527 g .C l−¿
1molC l−¿=…….g .C lexp−¿ ¿¿
¿¿
%Cl=…….. g .Clexp−¿
………..g………………..
∗100¿ %C l−¿=.…… .¿
……mL AgN O3=
……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1mol…………
1mol AgN O3
∗…………g.………
1mol……… ..=…….g……… exp
%……….=…… ..…… ..g .………….exp
…………g………… ..∗100 %………= .…….
3º medición:
……mL AgN O3=……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1molC l−¿
1mol AgNO3
∗35.4527 g .C l−¿
1molC l−¿=…….g .C lexp−¿ ¿¿
¿¿
%Cl=…….. g .Clexp−¿
………..g………………..
∗100¿ %C l−¿=.…… .¿
……mL AgN O3=
……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1mol…………
1mol AgN O3
∗…………g.………
1mol……… ..=…….g……… exp
%……….=…… ..…… ..g .………….exp
…………g………… ..∗100 %………= .…….
4º medición:
……mL AgN O3=……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1molC l−¿
1mol AgNO3
∗35.4527 g .C l−¿
1molC l−¿=…….g .C lexp−¿ ¿¿
¿¿
%Cl=…….. g .Clexp−¿
………..g………………..
∗100¿ %C l−¿=.…… .¿
……mL AgN O3=
……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1mol…………
1mol AgN O3
∗…………g.………
1mol……… ..=…….g……… exp
%……….=…… ..…… ..g .………….exp
…………g………… ..∗100 %………= .…….
Cálculo del porcentaje de cloruros y ………………..en…………………:
1º medición:
……mL AgN O3=……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1molC l−¿
1mol AgNO3
∗35.4527 g .C l−¿
1molC l−¿=…….g .C lexp−¿ ¿¿
¿¿
%Cl=…….. g .Clexp−¿
………..g………………..
∗100¿ %C l−¿=.…… .¿
……mL AgN O3=
……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1mol…………
1mol AgN O3
∗…………g.………
1mol……… ..=…….g……… exp
%……….=…… ..…… ..g .………….exp
…………g………… ..∗100 %………= .…….
2º medición:
……mL AgN O3=……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1molC l−¿
1mol AgNO3
∗35.4527 g .C l−¿
1molC l−¿=…….g .C lexp−¿ ¿¿
¿¿
%Cl=…….. g .Clexp−¿
………..g………………..
∗100¿ %C l−¿=.…… .¿
……mL AgN O3=
……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1mol…………
1mol AgN O3
∗…………g.………
1mol……… ..=…….g……… exp
%……….=…… ..…… ..g .………….exp
…………g………… ..∗100 %………= .…….
3º medición:
……mL AgN O3=……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1molC l−¿
1mol AgNO3
∗35.4527 g .C l−¿
1molC l−¿=…….g .C lexp−¿ ¿¿
¿¿
%Cl=…….. g .Clexp−¿
………..g………………..
∗100¿ %C l−¿=.…… .¿
……mL AgN O3=
……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1mol…………
1mol AgN O3
∗…………g.………
1mol……… ..=…….g……… exp
%……….=…… ..…… ..g .………….exp
…………g………… ..∗100 %………= .…….
4º medición:
……mL AgN O3=……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1molC l−¿
1mol AgNO3
∗35.4527 g .C l−¿
1molC l−¿=…….g .C lexp−¿ ¿¿
¿¿
%Cl=…….. g .Clexp−¿
………..g………………..
∗100¿ %C l−¿=.…… .¿
……mL AgN O3=
……mol AgNO3
1000mL AgNO3
∗1mol…………
1mol AgN O3
∗…………g.………
1mol……… ..=…….g……… exp
%……….=…… ..…… ..g .………….exp
…………g………… ..∗100 %………= .…….
Tratamiento estadístico: Tabla 1 MUESTRA: …………….
Nº % Cl % ………..
1 …….. ……..
2 …….. ……..
3 …….. ……..
4 …….. ……..%cloruros:
Prueba Q :
Qexp .=| Xq−Xn
Xalto−Xbajo|=| …… ..−…….
………−…….|=…….
Qcritico=0.829….……….=Qexp→………….se………… ..
Media :
X=∑ x i
n=….… ..+…….
……….. X=……
Error absoluto:
E|¿|=|x verdadero− x|=|… ..−….|¿ → E|¿|=¿¿……..
Error relativo:
Er=xi−¿ x t
xt∗100=… ..… ..−...… ..
……∗100¿ → Er=¿………
Desviación estándar:
S=√∑ ¿¿¿¿→ S=¿……….
Índice de confianza:
IC=±S∗t√n
=±………… ..∗3.182
√4 → IC=± …….
Límite de confianza:
LC=x± IC → LC=¿…….±…….
Coeficiente de variabilidad:
CV=Sx∗100=……
……∗100 → CV=¿………
%.........................:
Prueba Q :
Qexp .=| Xq−Xn
Xalto−Xbajo|=| …… ..−…….
………−…….|=…….
Qcritico=0.829….……….=Qexp→………….se………… ..
Media :
X=∑ x i
n=….… ..+…….
4 → X=……
Error absoluto:
E|¿|=|x verdadero− x|=|… ..−….|¿ → E|¿|=¿¿……..
Error relativo:
Er=xi−¿ x t
xt∗100=… ..…….−...… ..
……∗100¿ → Er=¿………
Desviación estándar:
S=√∑ ¿¿¿¿→ S=¿……….
Índice de confianza:
IC=±S∗t√n
=±………∗3.182
√4 → IC=± …….
Límite de confianza:
LC=x± IC → LC=¿…….±…….
Coeficiente de variabilidad:
CV=Sx∗100=……
……∗100 → CV=¿………
Tabla 2 MUESTRA: ……………………
Nº % Cl % ………..
1 …….. ……..
2 …….. ……..
3 …….. ……..
4 …….. ……..
%cloruros:
Prueba Q :
Qexp .=| Xq−Xn
Xalto−Xbajo|=| …… ..−…….
………−…….|=…….
Qcritico=0.829….……….=Qexp→………….se………… ..
Media :
X=∑ x i
n=….… ..+…….
4 → X=……
Error absoluto:
E|¿|=|x verdadero− x|=|… ..−….|¿ → E|¿|=¿¿……..
Error relativo:
Er=xi−¿ x t
xt∗100=… ..−… ..
……∗100¿ → Er=¿………
Desviación estándar:
S=√∑ ¿¿¿¿→ S=¿……….
Índice de confianza:
IC=±S∗t√n
=±……… ..∗3.182
√4 → IC=± …….
Límite de confianza:
LC=x± IC → LC=¿…….±…….
Coeficiente de variabilidad:
CV=Sx∗100=……
……∗100 → CV=¿………
%...........................:
Prueba Q :
Qexp .=| Xq−Xn
Xalto−Xbajo|=| …… ..−…….
………−…….|=…….
Qcritico=0.829….……….=Qexp→………….se………… ..
Media :
X=∑ x i
n=….… ..+…….
4 X=……
Error absoluto:
E|¿|=|x verdadero− x|=|… ..−….|¿ → E|¿|=¿¿……..
Error relativo:
Er=xi−¿ x t
xt∗100=……. .−...… ..
………∗100¿ → Er=¿………..
Desviación estándar:
S=√∑ ¿¿¿¿→ S=¿……….
Índice de confianza:
IC=±S∗t√n
=±… ..∗3.182
√4 → IC=± …….
Límite de confianza:
LC=x± IC → LC=¿…….±…….
Coeficiente de variabilidad:
CV=Sx∗100=……
……∗100 → CV=¿………
6. Resultados.-
Tabla 2 MUESTRA: …………….
X=(x ±S) [U ]
X=(…..±…) [%Cl ]
X=(…..±…) [%……… ]
X=(x ± IC ) [U ]
X=(…..±…) [%Cl ]
X=(… ..±… ) [%……… ]
Tabla 2 MUESTRA: …………….
X=(x ±S) [U ]
Nº % Cl % ………..
1 …….. ……..
2 …….. ……..
3 …….. ……..
4 …….. ……..
Nº % Cl % ………..
1 …….. ……..
2 …….. ……..
3 …….. ……..
4 …….. ……..
X=(…..±…) [%Cl ]
X=(…..±…) [%……… ]
X=(x ± IC ) [U ]
X=(…..±…) [%Cl ]
X=(… ..±… ) [%……… ]
7. Observaciones.- Ag+ + Cl- ↔ AgCl(s)
2Ag+ + CrO42- ↔ Ag2CrO4 (s)
Rojo
Inicialmente; se observó que el indicador ( K2CrO4 ) en la solución de …………..y………….. tuvo un color amarillo. En el punto de equivalencia de la titulación o punto final del indicador se observó un color rojo ladrillo del precipitado.
8. Conclusiones.-
Se realizó un análisis volumétrico de cada muestra mediante titulaciones de precipitación el cual fue satisfactorio de acuerdo a la similitud de volúmenes necesarios de nitrato de plata.
Se aplicó el método de Mohr para las titulaciones con nitrato de plata ya que es el método ideal para la determinación de iones cloruro y bromuro.
Se determinó satisfactoriamente el porcentaje de cloruro presente en: 1. ………….. con una media de X=……%Cl y un error relativo de Er=¿………
2. ………….. con una media de X=……%Cl y un error relativo de Er=¿………