Arg

RESUMEN Existe en el análisis volumétrico un grupo de reacciones de sustitución en las que uno de los  productos es insoluble, y por esto, a los métodos que tienen como base la formación de un  precipitado, se les denomina volumetría por precipitación. Al realizar diferentes estudios analíticos es de vital importancia aprovechar las propiedades químicas del analito. En esta experiencia se toma ventaja de la insolubilidad de las sales de plata producidas durante la valoración, para identificar la presencia de cloruros en diferentes muestras. Se realizan diferentes métodos Argentométricos para las estandarizaciones y la determinación de los cloruros.

INTRODUCCIÓN En las reacciones más importantes intervienen los iones plata, por lo que también se le designa  bajo el nombre de argentometría, aun cuando en algunos casos se hace uso de otras reacciones de precipitación en las que no interviene aquel elemento. El principio de la determinación argentométrica está basado en la formación de las sales poco solubles en el punto de equivalencia, o sea, la formación de los precipitados poco solubles. Sobre la formación de tales precipitados, nos informa el producto de la solubilidad Kps. El fin de la precipitación es detectado con los indicadores adecuados. Los indicadores, generalmente, actúan de tal manera que en el punto de equivalencia cambian de color. En argentometría, se aprovecha la serie de reacciones químicas que conducen a la formación de  precipitados poco solubles. A este grupo de determinaciones volumétricas pertenecen los métodos para la determinación de cloruros, yoduros, bromuros, cianuros, la determinación de los precipitados pocos solubles obtenidos en la titulación de las sales de zinc con ferrocianuros  potásico, los precipitados de fosfatos en el análisis de fertilizantes, los precipitados formados en los análisis de orina, etc. Los métodos empleados en este tipo de análisis son: a) Método de Volhard. Es una valoración de Ag+ con solución patrón de KSCN, el cual genera la formación de un  precipitado blanco y cuando la reacción es completa la primera porción de tiocianato añadida forma un color rojo con el indicador de alumbre férrico.  b) Método de Mohr Es una valoración del ión Cl- con nitrato de plata estándar y como indicador una sal soluble de cromato, cuando la precipitación del cloruro termina, el primer exceso de plata reacciona con el cromato para formar un precipitado rojo de cromato de plata. c) Método de Fajans Es la valoración de cloruros con solución patrón de nitrato de plata utilizando fluoresceína como indicador, cuando se añade una pequeña cantidad de nitrato de plata a una disolución de cloruro, éste se absorbe fuertemente sobre las partículas de cloruro de plata coloidal formada, alcanzado el punto estequiométrico el primer exceso de Ag+ atrae al anión de la fluoresceína dando un color rosado. d) Método de Volhard indirecto

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Es un método indirecto cuyo fundamento es la adición de un exceso medido exactamente de nitrato de plata, el exceso de ión plata se valora por retroceso con solución patrón de sulfocianuro de potasio y alumbre férrico como indicador.

OBJETIVOS 

Objetivo general Determinación de cloruros en diferentes muestras. Objetivos específicos

  

Estandarización de valorantes (AgNO 3, KSCN). Aplicación de los métodos argentométricos en las valoraciones de precipitación. Identificación de las concentraciones de los cloruros en las muestras valoradas.

METODOLOGÍA Plan de muestreo Toma de muestras Muestras de Laboratorio

Lote

Sal de Cocina

Agua en bolsa

Agua de la llave

Mezcla de halogenuros

Pequeña muestra de laboratorio

Pequeña muestra de laboratorio

Pequeña muestra de laboratorio

Pequeña muestra de laboratorio

Procedimiento para la recolección de datos Materiales y Reactivos Bureta 50ml Erlenmeyer 250ml Agitador magnético Magneto Pesa sustancias Balanza analítica Varilla de agitación Matraz aforado 100ml, 1000mL KCl KBr HNO3

AgNO3 ≈ 0.0500M

KSCN ≈ 0.0500M

Dextrina 2% Indicador de diclorofluoresceína NaCl (estándar primario) K 2CrO4 5% p/v CaCO 3 Agua destilada Sulfato férrico amónico Agua en Bolsa (Brisa) Sal de cocina

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Método Analítico Se lleva a cabo la argentometría, aplicando diferentes métodos, como el de Fajans, Morh y Volhard, con los cuales se determina la concentración de cloruro en diferentes muestras estudiadas. La fundamentación de cada uno se explica en la introducción del informe. A continuación se muestra el procedimiento seguido para llevar a cabo la experiencia: 

Estandarizaciones:

AgNO3 ≈ 0.0050 M

Metodo Fajans

Metodo Morh

1. Preparación de la solucion de estandar primario: 0.121g de NaCl disolver y transferir a un matraz aforado de 100 mL.

1. Se toma la segunda alicuota de 50 mL de la solucion de  NaCl.

Ensayo en blanco

2. Agregar a un Erlenmeyer una alicuota de 50 mL de sln.  NaCl + 5.00 mL Dextrina 2% + 10 gotas de indicador de diclorofluresceína.

2. Agregar a un Erlenmeyer la alicuota de sln. de NaCl + 2mL de K 2CrO4 5% p/v

1. Agregar a un Erlenmeyer 50mL de Agua destilada + 300mg de CaCO3 + 2mL de K 2CrO4 5% p/v

3. Valorar con AgNO3 0.0050 M agitando vigorosamente.

3. Valorar con AgNO3 0.0050 M agitando vigorosamente.

2. Valorar con AgNO3 0.0050 M gota a gota.

KSCN ≈ 0.0500 M

1. Agregar una alicuota de 25mL de AgNO 3 0.0500 M y transferir a un Erlenmeyer de 250mL.

2. Al Erlenmeyer agregar 2 mL de HNO 3 concentrado y 2 mL de solución indicadora de sulfato férrico amónico.

3. Valorar con KSCN agitando vigorosamente.

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

Determinación de cloruros: En una muestra de agua por el metodo de Morh. Las muestras de agua fueron: agua tratada (brisa) y agua del grifo (la cual se toma luego de dejar salir el agua por 5 minutos) A un Erlenmeyer se agrega una alicuota de 100mL + 2mL K 2CrO4 5% p/v

Valorar con AgNO3 ≈ 0.0500 M

En una muestra de Sal de cocina por el metodo de Fajans

Se pesa 1.202g de sal de cocina, se disuelve y se transfiere a un matraz aforado de 1000mL y se diluiye hasta el aforo. En un Erlenmeyer agregar una alicuota de 50mL de la solucion preparada + 5mL sln. Dextrina 2% + 10 gotas indicador Diclorofluresceína.

Valorar con AgNO3 ≈ 0.0500 M

En una mezcla de halogenuros por metodo indirecto de Volhard.

Se pesan 0.502 y 0.500g de KBr y KCl, se disuelven hasta 50 mL en un Erlenmeyer

Se agrega 10mL de HNO 3 5.00 M + 25mL de AgNO3 0.0500M + CH3Cl con agitación vigorosa. Adicionar 2mL de sulfato ferrico amonico

Valorar con KSCN ≈ 0.0500 M

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RESULTADOS Y DISCUSIÓN Realizando las diferentes valoraciones se obtienen los siguientes resultados para cada prueba:

Tabla 1. Datos experimentales. Prueba V gast. de titulante* W o V de muestra Estandarización de 20mL AgNO3 (Fajans)  NaCl (s.p.) 0.121g Estandarización de 24mL AgNO3 (Morh)  NaCl (s.p.) 0.139g Determinación de cloruros en una 0.8mL 100mL muestra de agua de grifo Determinación de cloruros en una 100mL 2mL muestra de agua Brisa Determinación de cloruros en sal de 20.6mL 1.202g cocina Determinación de una 1.002g / alícuota de mezcla de Alícuota de 25mL 50mL halogenuros V de KSCN en 3.4mL retroceso * Si no se especifica el titulante, se hace referencia a el AgNO 3

V prueba blanco

0.2mL

0.2mL

0.2mL

Cálculos 

Concentración de AgNO3 por método de Morh

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                 

El peso 0.0695g NaCl son los gramos de NaCl que hay en una alícuota de 50 mL de NaCl  preparada con 0.139g hasta 100 mL. CAgNO3 = 0.0500 (±

7,1335*10 -3)M

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Concentración de AgNO3 por método de Fajans

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Se promedian las concentraciones de AgNO 3 calculada por los dos métodos enunciados y se trabaja con esa concentración promedio: 0.0547 (±3.5667*10 -3) M



Concentración de KSCN

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Determinación de cloruros en una muestra de agua de grifo

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Determinación de cloruros en una muestra de agua tratada (Brisa)

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Determinación de cloruros en sal de cocina

Primeramente se calcula el peso de muestra en una alícuota de 50 mL tomada de una solución  preparada con 1.202g de sal de cocina en 1000mL de agua. (** La muestra se toma de un matraz aforado de 1000mL, del cual se aprecia que la preparación de la solución de la sal no fue correcta pues se presenta un volumen muy por encima al que marca el aforo, por lo tanto el cálculo del peso en la muestra de la alícuota es aproximado)

   % Cl-:

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%NaCl ()                             

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Determinación de una mezcla de halogenuros

De la solución preparada de la muestra de halogenuros se toma una alícuota de 25mL de la cual se calcula la masa de muestra en esta:

  

           

Eq AgNO3 = Eq Cl- + Eq KSCN mmol AgNO3 = mmol Cl - + mmol KSCN 0.0547 (±3.5667*10-3)M * 25(±0.022)mL = mmol Cl-  + 0.0538 (±3.6192*10-3)M * 3.4(±1.0165*10-3)mL

                      

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CONCLUSIONES De acuerdo a las valoraciones realizadas se determinan las siguientes cantidades de cloro para cada una de las siguientes muestras, valorando con AgNO 3 0.0547 (±3.5667*10 -3) M y KSCN    . Cloruros en: Agua de Grifo:   Agua Tratada Brisa:    Porcentaje de: Cl- sal de cocina: 66.3717(±4.3290)%  NaCl Sal de cocina:109.4967(±7.1416)%

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Cl- Mezcla problema:  Br- Mezcla problema: 58.8259 (±1.8945)% PREGUNTAS

1. ¿Qué sucedería si la valoración de cloruros por el método de Morh se efectúa a un pH menor de 4,00 y a un pH mayor de 11,00? Anote las posibles ecuaciones. La solución necesita ser neutral, o casi neutral, pH 7-10, debido a que el  hidróxido de plata se forma a pH alto, mientras que el cromato forma Cr 2O72- a pH bajo, reduciendo la concentración de iones cromato, y retardando la formación del precipitado que sirve como indicador durante la titulación. Las posibles reacciones en cada uno de los casos de pH son: Ag+ + HO- → AgOH↓ 2CrO4 2- + 2H+ → Cr 2O7 2- + H2O

2. Explicar por qué en el método Morh, se realiza un ensayo en blanco. Mediante un ensayo en blanco se subsana el error de valoración. Se mide el volumen de disolución valorada de AgNO 3 que es preciso gastar para dar una coloración perceptible a un volumen de agua destilada que contiene la misma cantidad de indicador que el que se utiliza en la valoración. El volumen así determinado se debe restar al volumen de disolución valorada gastado en la determinación.

3. ¿Por qué la valoración por el método de Volhard debe realizarse en un pH acido? La titulación debe llevarse a cabo en medio ácido para evitar la precipitación del hierro (III) como óxido hidratado.

4. ¿Por qué una determinación del ion yoduro por el método de Volhard requiere menos pasos que una determinación por el mismo método de (a) ion carbonato, (b) ion cianuro? En el método indirecto podemos encontrar un error serio si la sal de plata del anión que se va a determinar es más soluble que el tiocianato de plata. Durante la determinación de ioduro mediante el método indirecto de Volhard, la reacción con el tiocianato no ocasiona ningún  problema debido a que el ioduro de plata es mucho menos soluble que el tiocianato de plata. En los casos de iones como CN -, CO3 2-, que son más solubles que el tiocianato de plata, se debe hacer una filtración de la sal de plata formada antes de realizar la valoración por retroceso, debido a que se tiende a re-disolverse de acuerdo con la siguiente reacción: AgCl (s) + SCN- ↔ AgSCN (s) + Cl-

5. ¿Por qué la carga en la superficie de las partículas de precipitado cambia de signo en el punto de equivalencia de una valoración?

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Cuando se adiciona nitrato de plata a una solución de cloruro de sodio, las partículas de cloruro de plata finamente divididas tienden a retener en su superficie (adsorber) algunos iones cloruro de los que se encuentran en exceso en la solución. Se dice que estos iones cloruro forman la capa primaria adsorbida que ocasiona que las partículas coloidales de cloruro de plata estén cargadas negativamente. Después, estas partículas tienden a atraer iones positivos de la solución para formar una capa de adsorción secundaria retenida con menos fuerza: (AgCl) · Cl- ░ M+

Capa ░ Capa Primaria ░ secundaria

Cloruro en exceso

Si continuamos adicionando nitrato de plata hasta que los iones plata estén en exceso, estos iones desplazarán a los iones cloruro de la capa primaria. [NOTA: Un precipitado tiende a absorber con mayor rapidez aquellos iones que forman un compuesto insoluble con uno de los iones de la red. Así, los iones cloruro o los iones plata se absorberán más rápido en un precipitado de cloruro de plata que, digamos, los iones sodio o nitrato.] Entonces, las partículas se cargan positivamente y los aniones de la solución son atraídos para formar la capa secundaria:

(AgCl) · Ag+ ░ XCapa ░ Capa Primaria ░ secundaria

Plata en exceso

La fluoresceína es un ácido orgánico débil que podemos representar como HFl. Cuando se adiciona fluoresceína al Erlenmeyer de la titulación, el anión, Fl-, no se adsorbe en la superficie del cloruro de plata coloidal siempre y cuando los iones cloruro estén presentes en exceso. Sin embargo, cuando los iones plata están en exceso, los iones Fl- pueden ser atraídos a la superficie de las partículas cargadas positivamente:

(AgCl) · Ag+ ░ Fl6. En uno de los métodos de Volhard modificados, un químico no recubrió completamente el  precipitado de AgCl con un solvente orgánico. CCl 4  o CHCl3. ¿su resultado fue alto, bajo, correcto? Razónese esa respuesta. AgCl (s) + SCN- ↔ AgSCN (s) + ClLa constante de equilibrio de esta reacción está dada por la relación de la constante del  producto de solubilidad del cloruro de plata a la del tiocianato de plata. Puesto que la constante del primero es mayor que la del segundo, la reacción anterior tiene una fuerte tendencia a ir de izquierda a derecha. De esta forma, el tiocianato se consume no sólo por el exceso de iones  plata, sino también por el precipitado de cloruro de plata en sí. Si esto llega a suceder, en el análisis de cloruro de obtendrán resultados bajos.

7. ¿Para qué se utiliza la Dextrina o el polietilenglicol en la valoración por el método de Fajans?

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Para que las partículas de cloruro de plata tengan dimensiones coloidales se añade dextrina que evita la coagulación.

8. ¿Qué sucede si la valoración por el método de Fajans se lleva a cabo bajo la luz directa del sol? La valoración debe efectuarse con luz tenue debido a la fotosensibilidad del haluro de plata. La acción fotoquímica es especialmente intensa sobre las partículas muy pequeñas que son necesarias para que tenga acción el indicador de adsorción.

BIBLIOGRAFIA V.N. ALEXÉIEV. Análisis Cuantitativo. Editorial MIR MOSCÚ. Edición 1 1976. AYRES, GILBERT H. análisis químico cuantitativo. México D.F.: editorial Harla; 1970. SKOOG, D.; WEST, D.; HOLLER, J.; CROUCH, S.; Fundamentos de química analítica. México D.F.: editorial Thomson; 2001.

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