Volumetria de Precipitacion

VOLUMETRÍA DE PRECIPITACIÓN- ANÁLISIS DE PLATA EN ALEACIONES

ÍNDICE

………….………….………….………….………….…………..………….………….PAG. ……..………….………….PAG. 2 OBJETIVOS………….………….………….………….………….……

INTRODUCCIÓN.………….………….………….………….………….…..………….……………PAG. 3

MARCO TEÓRICO………….………….………….…………….…..…….….………….………….P AG.4

PARTE EXPERIMENTAL………….………….………….……………....………….……………..PAG.10

TABLAS Y CÁLCULOS………….………….………….………….………..…….………….……..PAG. 14

DISCUSIÓN DE RESULTADOS………….………….………….………….……………..….……PAG. 17

CONCLUSIONES………….………….………….………….………….……… ………….………….………….………….………….………….…………..……PAG. ….…………..……PAG. 18

………….………….………….………….………….………….………….…….…PAG. .…PAG. 19 19 BIBLIOGRAFÍA………….………….………….………….………….………….………….……

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OBJETIVOS

 

Preparar un patrón primario para análisis volumétrico y corregir las normalidades de las sustancias empleadas para la determinación volumétrica por precipitación.



Reconocer los principios, principios, así como como las ventajas y desventajas del método de volumetría por precipitación.

 

Distinguir la diferencia en el uso de indicadores ácido-base y el de indicadores de precipitación.



Determinar la ley de plata de una aleación metálica.

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INTRODUCCIÓN

Conocida anteriormente como “Argentometría”, porque mayormente se trabajaba con soluciones de iones de plata como agente titulante. Las valoraciones por precipitación se basan en reacciones entre un analito y un agente precipitante para formar compuestos iónicos de baja solubilidad. Es de gran utilidad para la identificación o separación de iones metálicos, y para métodos gravimétricos; pero para volumetría, su uso es limitado (con halogenuros y con tiocianato) ya que en ocasiones se encuentra coprecipitación de la especie a titular con el titulante o con el indicador durante la titulación dando porcentajes de error muy grandes. Si la precipitación presenta una coloración intensa la detección del punto final se dificulta en gran medida.

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MARCO TEÓRICO ARGENTOMETRÍA: Las reacciones de volumetría por precipitación más importantes se efectúan con nitrato de plata como reactivo. Estos métodos que implican el uso de una solución valorada de nitrato de plata se llama métodos argentimetricos y se discutirán en detalle en este capítulo. Los principios generales, sin embargo, valen también para cualquier otro método por precipitación.

REQUISITOS PARA EMPLEAR EL MÉTODO DE VOLUMETRÍA DE PRECIPITACIÓN: 1. El precipitado formado debe ser prácticamente insoluble. 2. La precipitación debe ser rápida, alcanzando su equilibrio rápidamente; de otro modo la titulación se torna excesivamente lenta. El agente precipitante por excelencia es el nitrato de plata, ya que es uno de los pocos valorantes que forma precipitados a una velocidad útil. 3. Los resultados de la valoración no deben verse afectados por fenómenos de absorción o coprecipitación,  para que pueda ser una reacción estrequeométrica. Los hidróxidos y óxidos metálicos recién precipitados suelen adsorber cantidades variables de iones OH-, S=, HS-, y es común la precipitación simultanea de óxidos e hidróxidos o sulfuro y sulfuro acido. Si no existe confianza acerca de cuantos moles de reactivo reaccionan por mol de analito, desarrollar un método volumétrico es imposible. 4. Debe existir la posibilidad de establecer el punto de equivalencia de la valoración.  

Por estas razones los métodos volumétricos por precipitación son escasos, limitándose al uso de las reacciones del ion plata con halogenuros y con tiocianato.

MÉTODOS PARA VISUALIZAR EL PUNTO FINAL DE LA REACCION: En las titulaciones con nitrato de plata se utilizan tres métodos para visualizar el punto final de la reacción:

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Empleo de indicadores químicos , que consiste en un cambio de color, aparición de un precipitado y ocasionalmente en la aparición o desaparición de turbidez en la solución que se está titulando. Método potenciométrico, se basa en las mediciones del potencial de un electrodo de plata sumergido en la solución del analito. Método amperométrico, donde se determina la corriente generada entre un par de micro electrodos de plata sumergidos en la solución del analito. En este trabajo se usarán dos indicadores químicos hierro (III) e ion cromato, para observar el punto final de la valoración.

MÉTODOS DE INDICADORES PARA DETECTAR EL PUNTO FINAL EN LAS VALORACIONES DE PRECIPITACIÓN: VALORACIÓN DE MOHR: PRECIPITADO COLOREADO EN EL PUNTO FINAL Utilizado en esta práctica, consiste en la determinación directa de iones cloruro, bromuro o cianuro usando como indicador CrO 4-2 que forma un precipitado con el ión plata. En este tipo de valoraciones, es importante que el valor de Kps del compuesto indicador-valorante sea mayor que el analito-valorante, de manera que primero precipite el compuesto de interés y no el indicador, y luego, al agregar un pequeño exceso de iones Ag +  precipite el indicador, siendo posible identificar el punto final de la valoración cuando el ión cromato (amarillo) reaccione con los iones  Ag+ que están en exceso formando cromato de plata (precipitado rojo ladrillo).  A continuación se muestran las reacciones presentes en la valoración: Cl- + Ag+  AgCl (s)

Blanco

 Ag+ (exceso) + CrO4=  Ag 2CrO4(s)

Rojo

El indicador debe agregarse en concentraciones bajas, porque de lo contrar io el color amarillo intenso del cromato enmascara al color rojo del cromato de plata dificultando la visualización del cambio de color, es por ello, que también se agrega el ión plata en exceso antes de la precipitación. La mayoría de los indicadores empleados en las titulaciones argentométricas responden a cambios en la

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concentración de los iones plata, por lo que las curvas de valoración consisten en un gráfico de pAg frente al volumen de AgNO3. En la valoración por el método de Mohr se debe tener cuidado con dos factores que pueden afectar los resultados. Primero, la titulación se debe llevar a cabo en un intervalo de pH entre 7 y 10. La razón es que el el ión cromato es la base conjugada del ácido crómico que es un ácido débil. El equilibrio entre el cromato y dicromato depende del pH, por lo que la concentración en el equilibrio de cromato disponible para formar el precipitado de Ag2CrO4 se puede variar con el pH. Sin embargo, se tiene que tener cuidado de no llevar a cabo la valoración a pH altos ya que puede precipitar el óxido de plata. Segundo, el ión plata puede llevar a cabo reacciones secundarias en presencia de luz. Este método no se puede aplicar al I - ni al SCN -.

VALORACIÓN DE VOLHARD: VALORACIÓN DE AG+  POR RETROCESO. FORMACIÓN DE UNA SUSTANCIA COLOREADA EN EL SENO DE LA DISOLUCIÓN Consiste en la valoración de sales de plata con tiocianatos usando una sal de Fe+3 como indicador. La adición de la disolución de tiocianato produce en primer lugar la precipitación de AgSCN, y cuando ha precipitado toda la plata, el primer exceso de tiocianato produce una coloración rojiza debido a la formación de tiocianato de hierro. Precipitación:  Ag+ + Cl-  AgCl (s) Valoración: Ag+ (exceso) + SCN-  AgSCN Punto final:  Fe+3 + SCN -  FeSCN+2 (complejo rojo)

Este método se aplica a la determinación de Cl -, Br -, I- en disolución ácida. Para la determinación de las anteriores sustancias, se añade una disolución valorada de AgNO3, y el exceso de ésta se valora por retroceso con una disolución de tiocianato de conocida concentración.

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 Al aplicar este procedimiento puede aparecer un error bastante grande debido a que el AgSCN es menos soluble que el AgCl, y por tanto puede producirse la reacción:  AgCl + SCN- → AgSCN + Cl Para evitar que tenga lugar esta reacción: Se separa por filtración el precipitado de AgCl y se valora con el SCN - el líquido filtrado reunido con las aguas de lavado del precipitado.  Adicionamos unos mililitros de nitrobenceno que provocan la coagulación. El método de Volhard puede usarse para la determinación de bromuros y yoduros sin que esté presente el error antes expuesto, debido a que el AgBr y el AgI tienen solubilidades similares a a del AgSCN.

CURVAS DE VALORACIÓN: El cambio de concentración del ión plata y la del anión precipitado durante el curso de la titulación puede calcularse a partir del producto de solubilidad de la sal de plata formada y las concentraciones de la solución titulada y del nitrato de plata. La precipitación ocurre por la diferencia en densidades del precipitado con su solvente, y el Kps se relaciona con el producto iónico del precipitado para saber si precipita o no, solo precipita si es mayor al Kps.

CURVA DE TITULACION DE NACL CON AGNO3

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Figura 1

Los valores de pAg y de pCl se han graficado en la Figura en función de VAg. Interesa mencionar que la curva identificada como pCl coincide con los valores de pAg que se calcularían para una titulación de AgNO3 0,1 M  contra NaCl 0,1 M. Del mismo modo que en la titulación de ácidos el salto de pH en las cerc anías del pe se hace más importante al aumentar el valor de la Ka del ácido, el salto del pX en la titulacion del halogenuro X- crece al disminuir el producto de solubilidad de  AgX.

CURVA DE TITULACION DE SOLUCIONES DE IODATO, CLORURO Y IODURO CON AGNO3

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En la figura 2 se comparan las titulaciones de soluciones de iodato, cloruro y ioduro, cuyas sales de plata muestran importantes diferencias de Kps. Es evidente que el salto de pAg crece en importancia al disminuir la solubilidad de la sal. Del mismo modo, cuanto más concentrada es la solución de un halogenuro dado mayor será el salto de pAg. Sobre la base de estas curvas de titulacion se han desarrollado varios métodos volumetricos para determinar halogenuros o plata

LEY DE LA PLATA:

se entiende por ley la proporción en peso en que el metal precioso puro entra en una aleación.  Ley ( Ag )

WAg 

Vjoya

x1000

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PARTE EXPERIMENTAL MATERIALES: BURETA: Es un tubo corto, graduado, de diámetro interno uniforme y provisto de una grifo de cierre o llave de paso en su parte inferior. Se usa para ver cantidades variables de líquidos, y por ello está graduada con pequeñas subdivisiones (dependiendo del volumen). Su uso principal se da en volumetría,  debido a la necesidad de medir con precisión volúmenes de líquido variables.

MATRAZ ERLENMEYER DE 250 ML: Es un utensilio de vidrio que se emplea Para contener sustancias los hay de varias capacidades.

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PIPETA AFORADA DE 10 ML: permiten medir diversos volúmenes según la capacidad de esta y están graduadas.

FIOLA O MATRAZ AFORADO: Recipientes de vidrio de cuello muy largo y angosto, en el cual tienen una marca que señala un volumen exacto a una temperatura determinada que está grabada en el mismo recipiente y generalmente es 20ºc.

VASO PRECIPITADO O BEAKER DE 250 ML : Permite calentar sustancias y obtener precipitados de ellas.

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SOPORTE UNIVERSAL: Es un utensilio de hierro que permite sostener varios recipientes.

EQUIPOS: CAMPANA EXTRACTORA: se utiliza para eliminar la grasa en suspensión en el aire, los productos de combustión, el humo, los olores, el calor, y el vapor del aire mediante una combinación de filtrado y la evacuación del aire.

PLANCHA DE CALENTAMIENTO: está diseñado para calentar muestras a temperaturas hasta 350º ideal para suplir las necesidades de calentamiento en laboratorios, investigación, docencia e industria.

REACTIVOS: NaCl 0.1N (solución patrón). Solución estándar de AgNO 3. Solución estándar de NH4SCN. Solución indicadora de cromato de potasio 0.2 M. pág. 12

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Indicador férrico al 2.5% HNO3 concetrado.

PROCEDIMIENTO: ESTANDARIZACIÓN DE UNA SOLUCIÓN DE AGNO3 CON NACL COMO PATRÓN PRIMARIO- MÉTODO DE MOHR: Reactivos: Solución estándar de NaCl: pesar con exactitud 0,5840g de NaCl, disolver con agua destilada y enrasar a 100mL en una fiola y homogenizar la solucion.

Solución de AgNO3: pesar 4,2250g de la sal, disolver con agua destilada y enrasar a 250ml en una fiola y homogenizar la solución. Transferir con una pipeta aforada 10mL de solución estándar de NaCl en un matraz de Erlenmeyer de 250mL, agregar 10 gotas de indicador K2CrO4 0,2M, diluir a 50mL con agua destilada y valorar la solución con AgNO3 0,1N contenida en la bureta, adicionando gota a gota hasta la aparición de ligera coloración rojiza que persista y no se desvanezca por 30 segundos. Anotar el volumen gastado.

ESTANDARIZACIÓN DE UNA SOLUCIÓN DE NH4SCN CON AGNO3 COMO PATRÓN SECUNDARIO – MÉTODO DE VOLHARD: Solución estandarizada de AgNO 3 0,1N Solución de NH 4SCN 0,1N:   pesar 3,7900g de sal, disolver con agua

destilada y enrasar a 500ml en una fiola y homogenizar la solucion. Transferir en un pipeta aforada 10mL de solución Estándar de AgNO3 0,1N a un erlenmeyer de 250mL, agregar 10 gotas de indicador férrico, diluir a 50 mL con agua destilada y valorar la solución con NH4SCN 0,1N contenida en la bureta adicionando gota a gota hasta la aparición de una ligera coloración rojiza que persista y no se desvanezca por 30 segundos.

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ANÁLISIS DE PLATA EN UNA ALEACIÓN – MÉTODO DE VOLHARD: Pesar la muestra con la mayor exactitud posible, transferir a un beaker de 250mL, agregar 20mL de HNO3(1+1) con 10mL de agua destilada y calentar suavemente hasta disolución total de la muestra, luego agregar 50 mL de agua y hervir por 5 minutos, lavar el beaker con agua destilada y transfer ir a fiola de 250mL, luego enrazar. Medir 10mL de solución muestra con la pipeta aforada, transferir a un Erlenmeyer de 250mL y añadir 10 gotas de indicador férrico,luego agregar 25ml de agua destilada y titular la solución valorada con NH4SCN adicionando gota a gota hasta que cambie aun color rojizo. Calcular la ley de plata.

 A g +   + H N O 3

 

AgNO3 + NO2 + N2O4

TABLAS Y CÁLCULOS

DATOS EXPERIMENTALES DATOS GRUPALES: # TITULACION

1

valoración del AgNO3 con NaCl V gastado de AgNO3 (ml) 10.15

valoración del NH4SCN con AgNO3 V gastado de NH4SCN (ml) 10.2

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2

10.15

10.3

3

10.20

10.3

 prom

10.17

10.27

LAS DOS PRIMERA VALORACIONES SON DATOS

GRUPALES, DE LAS CUALES SE USARA EL PROMEDIO DE LAS NORMALIDADES HALLADAS.

 ALEACIÓN DE LA PLATA valoración de la joya con NH4SCN V gastado de # TITULACIÓN NH4SCN (mL) 0.5 1

ESTANDARIZACIÓN DE UNA SOLUCIÓN DE AGNO3 CON NACL COMO PATRÓN PRIMARIO- MÉTODO DE MOHR: W NaCl= 0.5850g para 100ml Hallando el valor de WNacl en 10ml: X

0.5850g x 10 mL 



100 mL

0.0585g

Hallando el Volumen teórico del AgNO 3 (VT ): #Eq-g NaCl = #Eq-g AgNO 3 #Eq-g NaCl = NT  x VT  0.0585g 0.1x0.0585



Vt pág. 15

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VT = 10 mL Hallando FC (factor de corrección) y la N C del AgNO 3:  FC 

 FC 

Vteórico 

10 ml 

 Nc

Vgastado

10.17 ml



0.9833

 Nc





 FCxNt 

0.9833  x0.1



0.0983 N 

ESTANDARIZACIÓN DE UNA SOLUCIÓN DE NH4SCN CON AGNO3 COMO PATRÓN SECUNDARIO – MÉTODO DE VOLHARD: Hallando el Volumen teórico del NH 4SCN (VT ): #Eq-g NaCl = #Eg-g NH 4SCN NNaCl x VNaCl = NT  x VT  0.0983 Nx10ml 



0.1NxVt

VT = 9.83 mL Hallando FC (factor de corrección) y la N C del NH4SCN:  FC 

 FC 

Vteórico 

9.83 ml 

 Nc

Vgastado

10.27 ml



0.9572

 Nc





 FCxNt 

0.9572  x0.1



0.0957 N 

ANÁLISIS DE PLATA EN UNA ALEACIÓN – MÉTODO DE VOLHARD: Wjoya= 1.2261g en 250ml Hallando el valor de Wjoya en 10ml:

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Wjoya

1.2261g x 10 mL 



250 mL

0.049g

Hallando el WAg para cada titulación: #Eq-g muestra = #Eg-g NH 4SCN W Ag

 Nc x V gastado



PE Ag

WAg  ( PEAg  )( Nc)(Vgastado) 

WAg 

Hallando la LEY



(0.1079)(0.0957)(0.5)



5.163mg 

DE LA PLATA:  Ley ( Ag )

 LeyAg 

WAg 

Vjoya

5.163x10 - 3 

0.049

x1000

x1000



105.37

DISCUSIÓN DE RESULTADOS Mediante la estandarización de nitrato de plata se obtuvo la normalidad promedio de la solución de nitrato de plata 0,0983N cercana a la concentración aproximada 0.1 N lo que indica que es necesario estandarizar la solución para minimizar los posibles errores, porque si bien la concentración es cercana a la estimada, no es precisamente la misma. Se realizaron tres estandarizaciones para así poder obtener una normalidad más exacta. En cuanto a la normalidad corregida del NH4SCN, dio un valor de 0.0957N cercana a la concentración aproximada 0.1N. Una vez que hayan precipitado todos los cloruros presentes en el medio con la disolución de nitrato de plata, el ión cromato reacciona con los iones plata agregados en exceso y se formar el precipitado de Ag2CrO4 de color rojoanaranjado, lo que indica el punto final de la valoración.

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Los valores de LA LEY DE PLATA, no dieron el resultado esperado, ya que con el valor obtenido se concluye que en la titulación se encontró que hay una minima cantidad de ion plata de la que tenía la muestra (joya).

En condiciones ácidas el cromato desaparece gradualmente de la solución por la formación del ión cromato ácido y dicromato, debido a que sus sales de plata son más solubles que el cromato. Esto conlleva a que el punto final se retrase con respecto al punto de equivalencia. La valoración de precipitación se debe llevar a cabo lentamente y además se debe agitar vigorosamente para minimizar la formación de coloides. Sin embargo, es prácticamente inevitable impedir la formación de coloides, lo que hace nuestro resultados se vean afectados. Otro error que pudo haber afectado los resultados, ha sido una incorrecta pesada de la joya o una mala dilución en la solución de HNO 3 (1+1).

CONCLUSIONES El AgNO3 debe ser estandarizado antes de ser utilizado debido a que es fotosensible y en las valoraciones se buscan resultados cuantificables. La valoración por el método de Mohr consiste en un proceso de doble precipitación, en donde se presenta la formación de un primer sólido (de color blanco) que es la especie a cuantificar y alcanzando el punto estequiométrico se forma otro precipitado (en este caso de color rojo), esta es la especie que señala el punto final de la valoración. Es indispensable que los precipitados tengan distintos Kps, para poder detectar el punto final de la valoración. La principal dificultad en estas valoraciones realizadas fue la presencia de coloides, que dificultaban la visualización del punto de equivalencia de la reacción. Estas valoraciones se debe llevar a cabo lentamente y además se pág. 18

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debe agitar vigorosamente en forma constante para minimizar la formación de coloides. Se puede determinar la cantidad de cloruros en una muestra problema mediante el método de Mohr, pero es necesario llevar a cabo esta valoración en un determinado rango de pH (7-10) y además, se debe controlar la temperatura, para minimizar la solubilidad.

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BIBLIOGRAFÍA

Bunce, N. Introduction to Environmental Chemistry, Wuerz Publ. Ltd., (1993) Canada. Buell & Girar, Química: Un Enfoque Ambiental, Prentice Hall (1994) E.U.A. Manahan, Fundamentals of Environmental Chemistry, 6a Ed., Lewis Publ. (1994) E.U.A.

Química Analítica. 7°. s.l. : Mc-Graw-Hill, 2001. 3. http://www1.uprh.edu/royola/Determinacion_cloruro_Mohr.pdf

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