gravimetriaII

RESUMEN

Se caracterizó una reacción de precipitación mediante titulación, se cuantifico iones mediante métodos gravimétricos de precipitación y mediante titulación, además se identificó los diferentes tipos de errores que se pueden presentar en la experiencia y se determinó la incertidumbre de la misma. Para esto se tomó cierta cantidad de una muestra que contenía el analito, se añadió gotas de indicador y se tituló con un agente titulante. Se concluyó que al valorar una sustancia se puede también calcular la concentración de analito disuelto que ésta contenía.

DESCRIPTORES:

REACCION_PRECIPITACION/

CUANTIFICACION_IONES/ CONCENTRACION_CLORUROS.

TITULACION/

IDENTIFICACION_ERRORES/

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Laboratorio de Análisis Químico GRAVIMETRIA 2 1. OBJETIVOS

1.1. Caracterizar una reacción de precipitación mediante titulación. 1.2. Cuantificar iones mediante métodos gravimétricos de precipitación y mediante titulación. 1.3. Identificar los diferentes tipos de errores que se pueden presentar en la experiencia y determinar la incertidumbre de la misma.

2. TEORIA 2.1. Titulación Un reactivo llamado ―valorante‖ o ―titulador‖, [1] de volumen y concentración conocida (una solución estándar o solución patrón) se utiliza para que reaccione con una solución del analito, [2] de concentración desconocida. Utilizando una bureta calibrada para añadir el valorante es posible determinar la cantidad exacta que se ha consumido cuando se alcanza el punto final. El punto final es el punto en el que finaliza la valoración, y se determina mediante el uso de un indicador (ver más adelante). Idealmente es el mismo volumen que en el punto de equivalencia—el número de moles de valorante añadido es igual al número de moles de analito, algún múltiplo del mismo (como en los ácidos polipróticos). En la valoración clásica ácido fuerte-base fuerte, el punto final de la valoración es el punto en el que el pH del reactante es exactamente 7, y a menudo la solución cambia en este momento de color de forma permanente debido a un indicador. (1) 2.2. Indicadores ―Un indicador es un compuesto que cambia de color reversiblemente, de acuerdo con el pH de la solución donde esta disuelto. El cambio de color de la disolución que contiene el indicador, ocurre porque estas sustancias sin ionizar tienen un color distinto que al ionizarse. Es decir, el cambio de color se debe a un cambio estructural inducido por la protonacion o desprotonacion de la especie. La observación visual del cambio en el color, es una guía para conocer el pH de la solución y, por consiguiente, la escogencia cuidadosa de

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Laboratorio de Análisis Químico los indicadores permite detectar una gran variedad de puntos finales en titulaciones acido-base.‖ (2) 2.3. Medidas de tendencia central. ―Las medidas de tendencia central (media, mediana y moda) sirven como puntos de referencia para interpretar las calificaciones que se obtienen en una prueba. Volviendo a nuestro ejemplo, digamos que la calificación promedio en la prueba que hizo el alumno fue de 20 puntos. Con este dato podemos decir que la calificación del alumno se ubica notablemente sobre el promedio. Pero si la calificación promedio fue de 65 puntos, entonces la conclusión sería muy diferente, debido a que se ubicaría muy por debajo del promedio de la clase. En resumen, el propósito de las medidas de tendencia central es: Mostrar en qué lugar se ubica la persona promedio o típica del grupo. Sirve como un método para comparar o interpretar cualquier puntaje en relación con el puntaje central o típico. Sirve como un método para comparar el puntaje obtenido por una misma persona en dos diferentes ocasiones. Sirve como un método para comparar los resultados medios obtenidos por dos o más grupos. Las medidas de tendencia central más comunes son: La media aritmética: comúnmente conocida como media o promedio. Se representa por medio de una letra M o por una X con una línea en la parte superior. La mediana: la cual es el puntaje que se ubica en el centro de una distribución. Se representa como Md. La moda: que es el puntaje que se presenta con mayor frecuencia en una distribución. Se representa Mo.‖(3)

2.4. Medidas de dispersión ―Las medidas de dispersión nos dicen hasta que punto estas medidas de tendencia central son representativas como síntesis de la información. Las medidas de dispersión cuantifican la separación, la dispersión, la variabilidad de los valores de la distribución respecto al valor central. Distinguimos entre

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Laboratorio de Análisis Químico medidas de dispersión absolutas, que no son comparables entre diferentes muestras y las relativas que nos permitirán comparar varias muestras. Rango o recorrido El rango es la diferencia entre el mayor y el menor de los datos de una distribución estadística. Desviación media La desviación respecto a la media es la diferencia entre cada valor de la variable estadística y la media aritmética. Di = x - x

Ec: 2.4-1

La desviación media es la media aritmética de los valores absolutos de las desviaciones respecto a la media. La desviación media se representa por

Ec: 2.4-2

.‖(4)

Ec: 2.4-3

2.5. Errores. “Errores sistemáticos: Son los errores relacionados con la destreza del operador: 

Error de paralaje ( ep ), este error tiene que ver con la postura que toma el operador para la lectura de la medición.



Errores ambientales y fisicos (ef), al cambiar las condiciones climáticas, éstas afectan las propiedades físicas de los instrumentos: dilatación, resistividad, conductividad, etc.

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Laboratorio de Análisis Químico También se incluyen como errores sistemáticos, los errores de cálculo, los errores en la adquisición automática de datos y otros. La mayoría de los errores sistemáticos se corrigen, se minimizan o se toleran; su manejo en todo caso depende de la habilidad del experimentador. Errores del instrumento de medición: Son los errores relacionados con la calidad de los instrumentos de medición: 

Error de lectura minima ( elm), Cuando la expresión numérica de la medición resulta estar entre dos marcas de la escala de la lectura del instrumento. La incerteza del valor se corrige tomando la mitad de la lectura mínima del instrumento. Errores aleatorios: Son los errores relacionados en interaccion con el medio ambiente, con el sistema en estudio, aparecen aún cuando los errores sistemáticos hayan sido suficientemente minimizados, balanceadas o corregidas. Los errores aleatorios se cuantifican por étodos estadísticos. Si se toma nmediciones de una magnitud física x, siendo las lecturas x1, x2, x3,…,xn ; el valor estimado de la magnitud física x, se calcula tomando el promedio de la siguiente manera.

.‖(5)

Ec: 2.5-1

2.6. Incertidumbre. ―Es el parámetro asociado con el resultado de una medición, que caracteriza la dispersión de los valores que podrían ser razonablemente atribuidos al valor a medir. El valor de incertidumbre incluye componentes procedentes de efectos sistemáticos en las mediciones, debido a componentes que se calcula a partir de distribuciones estadísticas de los valores que proceden de una serie de

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Laboratorio de Análisis Químico mediciones y valores que se calculan a partir de funciones de densidades de probabilidad basadas en la experiencia u otra información.‖(6) 3.

PARTE EXPERIMENTAL 3.1. Materiales y Equipos 3.1.1.

Pipeta

Rango: 250 mL ; Ap± 50mL

3.1.2.

Probeta

Rango: 100 mL ; Ap± 1mL

3.1.3.

Bureta

Rango: 25 mL ; Ap± 1mL

3.1.4.

Vaso de precipitación

Rango: 50 mL ; Ap± 10mL

3.1.5.

Pera

3.2. Sustancias y reactivos 3.2.1.

Cloruro de sodio

NaCl(ac)

3.2.2.

Nitrato de plata

AgNO3(ac)

3.2.3.

Cromato de potasio

K2CrO4(ac)

3.2.4.

Agua

H2O(l)

3.3. Procedimiento 3.3.1.

Cuantificación de sulfatos

3.3.2.

Cuantificación de cloruros.

3.3.2.1. Tomar 20 ml de una muestra que contenga cloruros. 3.3.2.2. Añadir un par de gotas de cromato de potasio (indicador). 3.3.2.3. Titular con nitrato de plata hasta que el indicador cambie de color. 3.3.2.4. Repetir el proceso anterior tres veces y realizar los cálculos correspondientes. 4.

DATOS

4.1. Datos experimentales

N

Tabla 4.1-1 Volumenes de muestra y AgNO3 V AgNO3 (mL) V Muestra (mL)

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1

20

19.80

2

20

20.20

3

20

19.50

4.2. Datos Adicionales Tabla4.2-1 Datos Adicionales Concentración de Cl- en 0,01 M la muestra 5.

REACCIONES NaCl(ac) + AgNO3

6.

AgCl(s) + Na NO3(ac)

Ec.: 5.-1.

CÁLCULOS 6.1. Cálculo de la concentración de Cl- experimental.

Ec: 6.1-1

Ec: 6.1-2

Adición de 0 mL: [

] [

]

Adicion de 10 mL

[

]

Punto de equivalencia: [

][

]

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Laboratorio de Análisis Químico [ [ [ [

]

]

√ √

] ]

6.2. Cálculo de la media. ∑

̅

Ec: 6.2-1 ̅

6.3. Cálculo de la desviación estándar.

Clase

Marca de clase Xc

Frecuencia simple f

(Xc- ̅ )

(XcXm)^2

f(Xc- ̅ )^2

17-18.9

17.95

13

-2.52

6.35

82.55

19-20.9

19.95

29

-0.52

0.27

7.83

21-22.9

21.95

14

1.48

2.19

30.60

23-24.9

23.95

3

3.48

12.11

36.33

25-26.9

25.95

2

5.48

30.03

60.06

27-28.9

27.95

2

7.88

62.09

124.18

113.04

341.55

∑

63

∑

√

̅

Ec: 6.3-1 √

√

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Laboratorio de Análisis Químico 6.4. Cálculo de errores (sistemáticos y aleatorios). Ec: 6.4-1

Ec: 6.4-2

6.5. Cálculo de la incertidumbre. Ec: 6.5-1

√

√

6.6. Construcción del histograma de frecuencia. 7. RESULTADOS

7.1. Tabular los resultados obtenidos en tablas de datos

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Laboratorio de Análisis Químico Tabla 7.1-1 mL de AgNO3 adicionados experimentalmente mL de AgNO3 adicionados teóricamente

mL de AgNO3 adicionados experimentalmente 20 19.9

20 mL 21.3

Tabla 7.1-2 Concentración experimental de ClConcentración teórica de Cl-

Concentración experimental de Cl-

M

Ag+ residuo

8. DISCUSIÓN Se determinó la concentración de cloruros en una muestra, pero hubo ciertas falencias en el verdadero volumen utilizado de la solución titulante y aunque el error es relativamente bajo el resultado teórico dice que con una cierta cantidad ya termina de consumirse el reactivo problema pero aparentemente en la practica eso no sucede, esto puede deberse a la concentración del compuesto que va a llevar a cabo la precipitación o también puede ser debido a la falta de calibración de los instrumentos volumétricos necesarios para lograr este fin específico, esto a nivel cualitativo no representaría un grave problema pero en contraste en la parte cuantitativa se puede tener resultados erróneos y a su vez muy dispersos afectando la calidad del análisis. Se recomienda realizar mas pruebas de determinacion antes de llegar a un resultado final, ya que este es un proceso reproducible además se deben considerar diversos factores que podrían afectar los datos finales.

9. CONCLUSIONES

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Laboratorio de Análisis Químico 9.1. Concluimos que al utilizar un indicador en una titulación éste nos muestra el punto final de la reacción. 9.2. Basándonos en los datos obtenidos concluimos que el método aplicado para conocer la cantidad de cloruros presentes en una muestra es muy eficiente porque los porcentajes de error calculados son aceptables. 9.3. Concluimos que al conocer el volumen de titulación podemos calcular la concentración de cierto analito que contenga la muestra. 9.4. Concluimos que

10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 10.1. Citas bibliográficas (1) QUIMICA ANALITICA MODERNA, David Harvey, ultima edición, pag. 201. (2) http://www.buenastareas.com/ensayos/Indicadores-Quimicos/4124343.html (3) ESTADISTICA DE SCHAUM, Murray Spiegel, cuarta edición, pag. 60. (4) IBID (3), pag. 91. (5) IBID (3), pag. 189. (6) IBID (3), pag. 133.

10.2. Bibliografía 10.2.1. QUIMICA ANALITICA MODERNA. 10.2.2. www.buenastareas.com. 10.2.3. ESTADISTICA DE SCHAUM.

11.

ANEXOS p

11.1. Histograma de frecuencia (Concentración del Cl-) 11.2. Diagrama del equipo.

12.

CUESTIONARIO

12.1. Con los resultados obtenidos realice un estudio de repetitividad y reproducibilidad del proceso empleado.

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√

√

12.2. Explique cómo sería un proceso análogo para la determinación de sulfatos por titulación (ag valorante e indicador). El proceso de adición de volúmenes de la disolución conocida se denomina valoración. Generalmente la disolución con el reactivo conocido (disolución valorante, prepara a partir de un patrón u otro reactivo, en cuyo caso debe ser normalizada previamente) se coloca en una bureta y la disolución de la muestra que contiene el analito en un Erlenmeyer. La disolución valorante se añade gota a gota hasta que ha reaccionado con todo el analito. Entonces se mide el volumen consumido y mediante un cálculo estequiométrico sencillo se puede calcular la concentración del compuesto problema. Se llama punto final al final de la valoración, que se aprecia por un cambio brusco de alguna propiedad de la disolución en el Erlenmeyer, generalmente un cambio de color que se ve a simple vista. Para que se produzca este cambio es preciso agregar a la disolución del Erlenmeyer una pequeña cantidad de una sustancia llamada indicador.

El indicador se elige de tal forma que el punto final coincida (o sea muy cercano) al punto de equivalencia. También se debe escoger un indicador apropiado para cada tipo de reacción y para cada propiedad. Por ejemplo, si se toma en cuenta la acidez o basicidad de las sustancias, se puede utilizar fenolftaleína. Si se da una reacción de formación de complejos, se puede utilizar eriocromo negro T El punto de equivalencia es cuando la cantidad de equivalentes del valorante es igual a la del analito.

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Laboratorio de Análisis Químico Método volumétrico consiste en la determinación de los iones sulfatos por volumetría en presencia de sulfato de bario y en medio alcohólico. Este método es aplicable para la determinación de sulfatos en concentración inferior a 100 mg/l. El contenido de sulfatos se determina por valoración con sal sódica del EDTA, del cloruro de bario que no se utilizó en la precipitación de los sulfatos. Donde se observa que se alcanza la neutralización con la formación de la sal sulfatada de sodio. Se usaron tres diferentes indicadores visuales para determinar el punto final de la titulación estos fueron: Fenolftaleína, Azul de Timol y Anaranjado de Metilo. La Fenolftaleína presentó un viraje de color de transparente a rosado, el Azul de Timol presentó un viraje de rosado a amarillo y el anaranjado de metilo un viraje de rojo a amarillo. Realizadas las titulaciones, dos para cada indicador a excepción del Azul de timol que se realizaron dos corridas para cada intervalo de viraje del indicador se calculó la media aritmética del volumen gastado de NaOH en la neutralización. Con este valor se determinó la concentración del ácido en la muestra obteniendo un valor de 0.207 M. Comparando el valor anterior con el dato teórico de la concentración del electrólito de 0.2 M presentó un valor de error en la titulación del 3.5 %. Los errores que pudieron cometerse en la titulación fueron anulados con el uso de la solución estándar de NaOH. El porcentaje de error para la cantidad de gramos de sulfato contenidos en la muestra fue de 1.98 %. Los valores anteriores nos dan un panorama de que el método volumétrico resultó eficiente y exacto en la determinación de los sulfatos.

Principio de principio básico para la determinación de sulfato de calcio con el ISE (Ca ISE) es realmente muy simple. Sulfato presente en la muestra se precipita con un exceso de cloruro de bario de pH 4. El bario sigue presente en la solución después de la precipitación completa del sulfato se vuelva a ajustarse a un pH de 10 con EDTA y Ca ISE. Si la muestra también contiene calcio y / o iones de Magnesio, el método toma ventaja del hecho de que el ISE es sensible a Ca de bario y de calcio y de magnesio. Ya que los tres cationes forman complejos a pH 10 con EDTA, se pueden ana lisadas uno junto al otro. Si la muestra no contiene mag nesium, el método directo se pueden utilizar, de lo contrario el método de dos pasos es necesario.

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El sulfato de methodThe directa en la solución de la muestra se precipita con un exceso de cloruro de bario a pH 4. Después de que la solución se ha ajustado a un pH de 10, el exceso de bario está de vuelta titula por medio de EDTA y el Ca ISE. Si el calcio está presente en la muestra, los complejos de EDTA preferentemente con el calcio y el bario. La curva de Valoración resultante por lo tanto, presenta dos saltos diferentes. La evaluación directa se obtiene el sulfato de calcio y el contenido de la muestra. Si el magnesio también está presente, el método directo no se puede utilizar. La diferencia en la preferencia de unión de EDTA de magnesio y de EDTA con bario es demasiado pequeño y llevaría a mal values.The método de dos pasos en este caso, el contenido de calcio y mag nesium primero se debe determinar a pH 10 por titulación con EDTA usando el ISE Ca. Después la solución se acidifica (pH 4) y el sulfato en la muestra es totalmente precipitado como antes, con un exceso de cloruro de bario. Después de que la solución ha sido una vez más se ajusta a pH 10, el contenido de sulfato se determina por titulación del bario en exceso con EDTA y el Ca ISE.

Importante tener en cuenta (con ambos métodos) La precipitación de sulfato de cloruro de bario se realiza a un pH? 4 porque de lo contrario la precipitación no es completa. Titulación con EDTA se debe hacer a un pH? 10 porque de lo contrario la evaluación de la curvas de valoración es difícil e impreciso. Grandes cantidades de plomo precipitado de sulfato de bario a los efectos de la oclusión, que se traducen en los valores de sulfato de baja. Para lograr resultados precisos, le recomendamos que utilice diluir las muestras (alrededor de 0,05 mmol sulfato por muestra) y reactivo (por ejemplo, 0,025 mol / L EDTA). El calcio ISE (Ca ISE) El uso de un ISE Ca junto con el electrodo de referencia InLab301 ha demostrado ser muy confiable para esta aplicación. El ISE Ca está listo para su uso después de sólo dos horas de acondicionamiento en una solución de calcio 0,01 molar.

En el método de dos pasos, uno o dos saltos de potencial se obtienen en la primera valoración en función del contenido de magnesio y el estado del ISE Ca. En general, el primer salto (magnesio) es difícil de evaluar y está incorrecto. En

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Laboratorio de Análisis Químico la mayoría de los casos esto sólo puede hacerse a través de post-evaluación utilizando el software LabX. Por esta razón, el método de dos pasos descritos aquí sólo utiliza el segundo salto de gran tamaño (calcio) de la cual puede ser el contenido total de magnesio y calcio calculado. El salto de potencial para el calcio es de unos 1000 mV / ml y alrededor de 50 mV / mL para el bario si un nuevo Ca ISE se utiliza.

Con el método directo, el comportamiento es a la inversa, el salto de potencial para el bario es mayor que para el calcio. Durante un largo periodo de uso, el salto de altura disminuye lentamente (a unos 100 mV / mL para el calcio y alrededor de 18 mV / mL para el bario). Después de cerca de 500 determinaciones confiables eva-luación ya no es posible. El ruido sig nal es demasiado grande y la altura del salto muy pequeño. El ISE Ca Sin embargo, puede ser rápida y fácilmente regenerado mediante la sustitución del módulo de membrana.

Detalles del método experimental directa de muestras con un contenido de sulfato de espera de alrededor de 0,05 mmol pero que no contengan magnesio, el pH se ajustó primero por debajo del 4 con 1,0 mol / L HCl. Después de la adición de 2 ml de 0,1 mol / L de cloruro de bario, la solución se agitó durante 2 minutos para asegurar la precipitación completa. El pH se ajustó entonces a más de 10 con una solución de amoniaco al 5%. En la primera valoración de la solución se valora con 0,025 mol / L EDTA al primer punto de equivalencia (EQP), los cuales se calculó el contenido de calcio. La segunda valoración a la EQP primero con 0,025 mol / L EDTA permitió que el contenido de bario y por lo tanto el contenido de sulfato que se determine. Resultó que la cantidad teóricamente añadido de la barra de ium (2 ml de 0,1 mol / L) no podrían ser utilizados para el cálculo del contenido de sulfato (la cantidad añadida de bario menos la cantidad de bario en la solución aún después de la precipitación de sulfato) porque los valores de sulfato de momento había cerca de 10% demasiado alto. Las posibles razones para esto son efectos de la matriz o la lenta re-disolución de sulfato de bario precipitado previamente durante la valoración de EDTA. Para eliminar este efecto, un valor de nuevo se utilizó para el cálculo en lugar de la cantidad teóricamente añadido de bario. Esto se

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Laboratorio de Análisis Químico determinó en primer lugar para todas las muestras con un contenido de sulfato similares en la forma siguiente: La cantidad de sulfato de espera en las muestras se coloca en un vaso de precipitados. Después, 2 ml de 0,1 mol / L de cloruro de bario se agrega al igual que en el análisis de la muestra. La cantidad de bario que sigue presente en la solución después de la precipitación se llama el valor de nuevo y se determina por titulación con EDTA.

Titulación valorante parametersThe se añadió de forma dinámica y la adquisición del valor de medición se realizó en el modo de equilibrio controlado. En general, los posibles cambios en las valoraciones eran muy pequeñas para que un pequeño dE (set) fue seleccionado para la adición de valorante. Desde los saltos de calcio y bario son muy diferentes, los otros parámetros fueron elegidos de forma

diferente

para

la

titrations.Calcium

dos

(primera

valoración):

Predispensing: Además noneTitrant: dE (conjunto) = 3 mV dV (min) = 0,15 mL dV (max) = 0,3 adquisición de valores mLMeasured: dE = 0,5 mV dt = 3 º (min) = 10 º (max) = 20 sRecognition: valor umbral de 20 mV / mL (la altura del salto fue 40 a 50 mV / mL) Terminación : a la EQPBarium primera (segunda valoración): predispensing: 4 Además mLtitrant: dE (conjunto) = 3 mV dV (min) = 0,02 mL dV (max) = 0,3 adquisición de valores mLMeasured: dE = 0,5 mV dt = 2 º (min ) = 7 º (max) = 30 sRecognition: valor umbral de 50 mV / mL (la altura del salto fue 150-200 mV / mL) de terminación: el valor EQPResultsBack primera y titerNumber de las muestras: 4Titer = = 0.99623srel 0.4ck valor = 0,17792 mmolsrel = 0,2% CommentsIf magnesio se añadió a la muestra, el contenido de sulfato era demasiado bajo, pero el contenido de calcio no sufrió variación. El uso de EGTA en lugar de EDTA no superar la interferencia de magnesio.

Dos pasos Primer método 1 ml solución al 5% de amoníaco se añadió a la muestra con el fin de elevar el pH por encima de 10. La solución se ajustó a continuación, con 0.025 mol / L EDTA a la EQP en primer lugar, permitiendo así que el total de calcio y magnesio que se calcula. Después de esto, el pH se ajustó a 10 (aprox. 6 mL). La solución resultante se valora con 0,025 mol / L EDTA a la EQP en primer lugar, lo que permitió que el bario y el contenido de

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Laboratorio de Análisis Químico sulfato que se calcula. Al igual que en el método directo, el cálculo tenía que ser ejecutadas con un valor determinado previamente la espalda en lugar de la cantidad teóricamente añadido de bario con el fin de evitar valores altos de sulfatos. En esta determinación del valor de nuevo una cantidad conocida de calcio también se agregó. Esto permitió que el valor de la espalda y el título de EDTA que se determine de manera simultánea en una titulación. Titulación valorante parametersThe se añadió de forma dinámica y la adquisición del valor medido a cabo en el equilibrio con-controlado mode.Calcium y magnesio (primera valoración): Predispensing: 0.5 Además mLTitrant: dE (conjunto) = 4 mV dV (min) = 0,05 mL dV ( max) = 0,3 adquisición de valores mLMeasured: dE = 0,5 mV dt = 3 º (min) = 5 º (max) = 10 sRecognition: valor umbral de 200 mV / mL (la altura del salto fue 200-400 mV / mL para los antiguos Ca ISE y 900-1500 mV / mL para los nuevos Ca ISE) de terminación: a la EQPBarium primera (segunda valoración): Predispensing: además de 1,0 mLTitrant: dE (conjunto) = 4 mV dV (min) = 0,02 mL dV (max) = 0,2 la adquisición de valores mLMeasured: dE = 0,5 mV dt = 1 º (min) = 7 º (max) = 15 sRecognition: valor umbral de 20 mV / mL (la altura del salto fue 18 a 40 mV / mL para los antiguos Ca ISE y 50 - 90 mV / mL para los nuevos Ca ISE) de terminación: a la razón CommentsThe EQP primera parte de las desviaciones más grandes entre los valores determinados aquí y las dadas por el proveedor es que en algunos casos, estos últimos se llevaron a cabo hace mucho tiempo. Además, la concentración y composición puede variar de botella a botella. El proveedor no tiene que analizar el contenido de cada botella, sólo el lote de producción. Los resultados muestran que el método de dos pasos es ideal para la determinación de sulfato en el agua mineral. Los resultados muestran una buena reproducibilidad con las muestras problema y una excelente recuperación de las muestras de prueba que han conocido las cantidades. 12.3. Resolver los ejercicios : 8, 9, 14, 15, 26, 27 y 37 del capítulo 8 del libro QUÍMICA ANALÍTICA MODERNA de David Harvey. 12.3.1. El calcio se determina gravimétricamente precipitándolo en forma de CaC2O4*H2O y aislando el precipitado en forma de CaCO3. La muestra analizar se disuelve en 10mL de agua y 15mL de HCL 6M. A continuación la disolución resultante se calienta hasta el punto de ebullición y se añade una disolución caliente en exceso de oxalato amónico. Se mantiene a 80ºC y se añade NH3 6M gota a

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Laboratorio de Análisis Químico gota bajo agitación, hasta que la disolución se alcaniza ligeramente; el precipitado resultante y la disolución se retiran del calor y se dejan reposar al menos 1 hora. Tras comprobar que la precipitación se ha completado, se filtra la muestra, se lava con oxalato amónico al 0.1% p/v y se seca a 100-120ºC durante 1 hora. Después se transfiere el precipitado a un horno de mufla donde se convierten en CaCO3 mediante secado a 500±25ºC hasta que el peso se mantiene constante. (a) ¿Por qué se convierte el precipitado de CaC2O4*H2O en CaCO3? Este precipitado secado a 100-110 °C no constituye una forma de pesada enteramente satisfactoria. Luego de secado a dicha temperatura puede contener más agua que la que indica la fórmula y es higroscópico. Puede ser convertido en un compuesto de forma definida, el CaCO3(s), por calentamiento entre 475 – 525 ºC, para este procedimiento la utilización de oxalato ayuda a formar un precipitado más consistente y menos hidratado. En el intervalo de temperatura (500±25ºC) tiene lugar la reacción: CaC2O4(s) CaCO3(s) + CO (g) (b)En el último paso, si la muestra se calienta a una temperatura demasiado alta, una parte del CaCO3 puede convertirse en CaO. ¿Qué efecto tendría esto sobre el porcentaje en peso Ca? El %(p/p) de Ca2+ indicado es demasiado bajo puesto que se pierde iones Ca2+ al aumentar la temperatura. 12.3.2. El hierro puede determinarse gravimétricamente por precipitación en forma de Fe(OH)3 que, por ignición, se convierte en Fe2O3. La muestra a analizar se pesa y se coloca en un vaso de 400mL, en el que se disuelven en 50mL de agua y 10mL de HCl 6M. Todo el Fe2+ existente en ella se oxidará a Fe3+ añadiendo 1-2 mL de HNO3 concentrado. Tras hervir para eliminar los óxidos de nitrógeno, la disolución se diluye a 200mL, llevándola de nuevo a la ebullición a fin de que el Fe(OH)3 precipite cuando se añade lentamente NH3 1:1 hasta que aparece un olor a NH3. Se hierve la disolución durante otro minuto y se deja reposar el precipitado en el fondo del vaso. A continuación, se filtra y se lava con varias porciones de NH4 NO3 al 1% p/v hasta que el Cl- desaparece del agua del lavado. Por último, se calienta el precipitado a 500-550oC hasta que el peso permanece constante y se pesa el Fe2O3.

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Laboratorio de Análisis Químico a) Si no se hace la ignición en condiciones de oxidación (presencia plena de O2), el producto final contendrá cierta cantidad de Fe2O4. ¿Qué efecto tendría esto en el porcentaje en peso del Fe? El porcentaje de Fe aumentaría significativamente, debido a que este está relacionado directamente con el producto obtenido, el cual a la vez posee un elevado peso molecular a comparación de Fe2O3. b) El precipitado se lava con una solución diluida de NH4 NO3. ¿Por qué se añade NH4 NO3 al agua del lavado? Se lo lava con NH4 NO3 para poder eliminar el Cl- presente, haciendo que el Cl- forme una solución la cual es muy soluble en agua y así eliminarla fácilmente del precipitado. c) ¿Por qué el procedimiento exige la adición de NH3 hasta que se detecta olor a amoniaco?

Al agregar lentamente el amoniaco a una solución de sal férrica se produce la coprecipitación de aniones, ya que la solución permanece ácida como resultado de la hidrólisis fuerte de los iones férrico, mientras algunos de ellos permanezcan en solución. Los aniones coprecipitados se eliminan más o menos rápidamente en presencia de un exceso de amoníaco. En medio amoniacal (o alcalino en general), el óxido férrico hidratado tiende a adsorber iones hidroxilo como resultado del arrastre de una cantidad equivalente de cationes:

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Laboratorio de Análisis Químico Por lo tanto, en la precipitación en medio amoniacal hay pronunciada coprecipitación de cationes. La adsorbabilidad de los cationes aumenta con la solubilidad decreciente de sus hidróxidos y con su carga. De modo que Ca++, Mg++, Cu como Cu(NH3)4 ++ , Zn como Zn(NH3)4++ y otros, son adsorbidos más fuertemente que Na+, K+ y NH4+. Un gran exceso de ion amonio disminuye la adsorción y coprecipitación de otros cationes. Hay una competencia entre el amonio y los otros cationes para ser adsorbidos, por lo tanto, un aumento en la concentración de ion amonio favorece la adsorción de estos iones a expensas de la de los otros cationes. Es mucho más efectiva la combinación de un pequeño exceso de amoníaco con grandes cantidades de sal de amonio. En esas condiciones el efecto reemplazante de los iones amonio es tan grande que en muchos casos la adsorción y la coprecipitación de cationes divalentes pueden reducirse a valores extremadamente pequeños.

d) Describa la forma de comprobar la presencia de Cl- en el filtrado Al filtrado se puede agregar una solución AgNO3 y si existe presencia de Cl- este precipitará a AgCl visible en el filtrado. 12.3.3. Para determinar la cantidad de hierro en un suplemento dietético, se molió una muestra aleatoria de 15 comprimidos con un peso total de 20.505 g hasta obtener un polvo fino. Una muestra de 3.116 g de este polvo se disolvió y trato, haciendo que el hierro precipitaran en forma de Fe (OH)3. El precipitado se recogió, se lavó y se llevo a ignición hasta lograr un peso constante de 0.355 g de Fe2O3. Informe el contenido de hierro en forma de FeSO4*7H2O por comprimido de suplemento alimenticio. Peso total: 20.505g

15 comprimidos

Muestra: 3.116 g Precipitado: Fe (OH)3

Fe2O3 (0.355 g)

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12.3.4.

En una muestra de 1,4639 g de piedra caliza se analiza el Fe, el Ca y el Mg. Primero se determina en forma de Fe2O3, obteniéndose 0,0357 g. El calcio se aísla como CaSO4, con un resultado de 1,4058 g de precipitado y el Mg se obtiene en forma de Mg2P2O7, con un peso de 0,0672 g. Informe la cantidad de Fe, Ca y Mg existentes en la piedra caliza en porcentaje en peso de Fe2O3, CaO y MgO.

12.3.5.

Cuando

una

precipitación

no

produce

un

precipitado

“estequiometricos”, aun podrá hacerse un análisis gravimétrico, siempre que pueda establecerse experimentalmente la relación estequiometria entre el analito y el precipitado. Por ejemplo,

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Laboratorio de Análisis Químico considérese el análisis gravimétrico de precipitación de Pb como PbCrO4.

(a) Por cada gramo de Pb existente en la muestra. ¿Cuántos gramos de PbCrO4 podrán obtenerse?

(b) En un estudio de este procedimiento, Grote encontró que por cada gramo de Pb se formaban 1.568g de PbCrO4. ¿Cuál es la estequiometria aparente entre el Pb y el PbCrO4?

(c) ¿Producirá la falta de consideración de la estequiometria real un error sistemático positivo o negativo en el análisis? Se producirá un error positivo puesto que estaría en exceso ciertos compuestos. 12.3.6. Determine la incertidumbre del análisis gravimétrico descrito en el ejemplo 8.1.

√

12.3.7. Ver ejercicio 37. del capítulo 8 del libro QUÍMICA ANALÍTICA MODERNA de David Harvey. Pag. 192-193

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