miércoles, 7 de marzo de 2012

practica 2


PRACTICA 2 DETERMINACIÓN DE CLORUROS

INTRODUCCIÓN
La formación de compuestos poco solubles se puede utilizar tanto en el análisis gravimétrico, como en el análisis volumétrico para que una reacción se pueda utilizar en el análisis volumétrico se requiere:
a)    La reacción sea cuantitativa
b)    La reacción ocurra rápidamente
c)    Se disponga de un método físico o quimico.
Los métodos del Mohr y Volhard son ejemplos de volumetrías de precipitación.
. Método de Mohr: El método se utiliza para determinar iones cloruro y bromuro de metales alcalinos, magnesio y amonio. La valoración se hace con solución patrón de AgNO3. El indicador es el ion cromato CrO4 =, que comunica a la solución en el punto inicial una coloración amarilla y forma en el punto final un precipitado rojo ladrillo de cromato de plata, Ag2CrO4. Las reacciones que ocurren en la determinación de iones cloruro son:
Cl - + Ag+ AgCl (Precipitado blanco)
CrO4= + 2Ag+ Ag 2CrO4 (Precipitado rojo ladrillo)
La solución debe tener un pH neutro o cercano a la neutralidad. Un pH de 8.3 es adecuecuado para la determinación.
La solución patrón de AgNO3 se puede preparar por el método directo dado que el nitrato de plata es un reactivo tipo primario; con el objeto de compensar los errores en la precipitación del punto final se prefiere el método indirecto y la solución se valora con NaCl químicamente puro. Cuando la solución tipo se prepara por el método indirecto no es necesario el ensayo en blanco, porque el exceso empleado en la valoración de la sustancia problema se compensa con el empleado en la valoración del AgNO3 (1).
Método de Volhard. Este método de titulación se usa para la determinación de plata y compuestos de plata, aniones que se precipitan con plata como Cl- , Br - , I - , SCN- y AsO4 -4 . Para el caso de determinación de un anión , se acidula con HNO3, se agrega un exceso de solución tipo de AgNO3 para precipitar el anión y se valora por retroceso el exceso de Ag+, con solución patrón de tiocianato de potasio; el indicador es el Fe+3 , que proporciona color rojo a la solución(3). Las reacciones que ocurren en la determinación de iones cloruro son:
Ag+ + Cl- AgCl
Ag+ + SCN- AgSCN
Fe+3 + SCN- FeSCN+2
En esta practica se emplea el método de Mohr, la cual debe llevarse a cabo a temperatura ambiente, pues a temperaturas elevadas la solubilidad del cromato de plata aumenta (2).
En el método de Mohr se tiene que realizar un ensayo en blanco para hacer la corrección que se debe aplicar a los resultados de la valoración y para determinar la cantidad de cloruros presentes en el agua esto con el fin de precisar que la cantidad de cloruros a obtener solo sean del cloruro de sodio y no de la disolución con el agua, Además, el método de Mohr debe realizarse en una solución de pH 7 a 10. La función del indicador de cromato de potasio (K2CrO4 ) es de aunarse al primer exceso de ion plata formando Ag2CrO4 y logrando un precipitado de color rojo anaranjado ,es decir que al momento de que se acaban los iones cloruro (Clˉ) por la formación de AgCl en solución, el ion plata (Ag+) "agarra" por mencionarlo de alguna manera a los iones cromato (CrO4ˉ), aquello se debe a que el cloruro de plata es menos soluble que el cromato de plata(3).
En esta practica se emplea el método de Mohr, la cual debe llevarse a cabo a temperatura ambiente, pues a temperaturas elevadas la solubilidad del cromato de plata aumenta (2).
OBJETIVO
El alumno determinara la concentración de iones cloruros en una muestra problema y aplicara los conceptos teóricos sobre equilibrios heterogéneos y producto de solubilidad.
MATERIAL
3 matraces Erlenmeyer de 125 ml
1 bureta de 50 ml
1 pinza para bureta
1 soporte universal
1 pipeta volumétrica de 10 ml
1 pipeta graduada de 1 ml
1 propipeta
1 piseta con agua destilada
2 vasos de precipitado de 100 ml
1 vidrio de reloj
1 espátula
1 balanza analítica
REACTIVOS
·         Nitrato de plata 0.010 M
·         Cromato de potasio al 5.0%
·         Bicarbonato de sodio
·         Cloruro de sodio, grado reactivo analítico (como protón primario) 0.010 M

METODOLOGÍA
a)    Valoración de la solución de nitrato de plata

·         Con una pipeta volumétrica medimos 10.0 ml de disolución de cloruro de sodio 0.010 M y lo colocamos en un matraz Erlenmeyer de 125ml.

·         Agregamos 1.0 ml de solución de cromato de potacio al 50.0 % p/v.


·         Titulamos lentamente con disolución de nitrato de plata 0.010 M, asta que observáramos que persistiera un coloración rojo-salmon en el liquido sobrenadante.

·         Efectuamos la valoración tres veces.

b)   Valoración de la muestra problema

·         Con una pipeta volumétrica  medimos 20.0 ml de muestra problema de cloruros y colocamos en un matraz Erlenmeyer de 25m.

·         Agregamos 1.0 ml de disolución de cromato de potasio al 5% p/v.

·         Titulamos lentamente con disolución de nitrato de plata 0.010 M, hasta que persistiera una coloración rojo-salmón en el liquido sobrenadante.

·         Efectuamos la valoración tres veces.



Resultados
Antes de comenzar esta práctica preparamos las soluciones de:
Solucion1) Preparamos una solución de 50 ml de cloruro de sodio ( NaCl) a 0.01 M.
Cálculos:
Peso molecular NaCl     
Na=1x23= 23 g/mol
Cl=1x35.5= 35.5 g/mol
Peso molecular NaCl = 58.5 g/mol
Masa de NaCl=  0.05 L x (0.01mol/L) x (58.5g/mol) = 0.02925 g de NaCl
Pesamos 0.02925 g de NaCl y lo aforamos a 50 ml.
Solución 2) Preparamos una solución de 10ml de cromato de potasio (K2CrO4) 5%  p/v.
5g K2CrO4 / 100ml solución x (10 ml) = 0.5 g de K2CrO4
Se preso 0.5 g de K2CrO4 y se aforo a 10ml
Solución 3) preparamos una solución de 250 ml de AgNo3 nitrato de plta a 0.01 M
 Peso molecular de AgNo3
Ag=1x 107.87= 107.87 g/mol
N= 1x14.01= 14.01g/mol
O= 3x 16= 48 g/mol
Peso molecular de AgNo3= 169.88 g/mol
0.25 ml x (0.01 mol/L) x (169.88 g/mol) = 0.425 g de AgNo3
Pesamos 0.425 g de AgNo3 y lo aforamos a 250ml.

Valoración de la disolución de nitrato de plata.
Se preparo una solución de cloruro de sodio a 0.01M en 10ml  y se le agrego cromato de potasio 5.0%. Y se titulo con nitrato de plata hasta que cambiara aun color rojo-ladrillo y efectuamos la valoración tres veces.
Muestra 1. Se fue titulando con nitrato de plata, cuando se le fue agregando gota a gota el nitrato de plata se observo que a los 5ml agregados tenia un color rojizo. A los 19 ml se observo un color rojizo mas intenso. Pero dejo de cambia de color a los 23.3 ml que fue cuando alcanzo el color esperado. Como se muestra en la imagen 1.
Muestra 2. No sabemos si fue coincidencia pero obtuvimos un valor de  21.3ml para llegar al color rojo-ladrillo.
Muestra 3. La muestra tres se invirtió un volumen de nitrato de plata de 21.8 que fue casi parecidos a los volúmenes de la muestra 1y 2 solo por una diferencia de 0.5 ml.
Imagen 1.- Se muestra las soluciones de cloruro de sodio. Tituladas con nitrato de plata






Valoración de la muestra problema
A nuestra muestra problema medimos 20 ml d esta y le agregamos 1ml de cromato de potasio (K2CrO4) de 5.0 % la solución que preparamos y titulamos lentamente con nitrato de plata 0.01 M asta que obtuviera un color rojo-ladrillo. Y se efectuó la valoración por tres veces.
Muestra 1) En esta muestra cuando se agregó gota a gota nitrato de plta a nuestra solución (muestra problema y 1ml de K2CrO4) se utlizo un volumen de AgNO4 de 7.4 para alcanzar el color rojo-ladrillo.
Muestra 2) Se necito para esta muestra un volumen de 8.5 ml de la solución para alcanzar el color esperado.
Muestra 3) En esta muestra se ocupo un volumen de AgNO4  de 6.7 ml para obtener el color rojo-ladillo.
Imagen 2.- Se muestra las solución de la muestra problema y con  K2CrO4. Titilada con nitrato de plata.



DISCUSIÓN
En esta practica se pudo determinar la solubilidad de nuestra muestra problema con el volumen de nitrato de plata que se utilizo en las dos soluciones preparadas para obtención de nuestro ion cloruropreparada la primera valoración la cual corresponde al de nitrato de plata, en donde colocamos en un matraz Erlenmeyer una cantidad de cloruro de sodio mas una cantidad de cloruro de sodio mas una cantidad de cromato de potasio y en base a esta solución se le fue agregando uno a uno  por medio de la bureta montada en el soporte universal, pequeñas cantidades de nitrato de plata en donde el ion cromato actúa como indicador, así como ayuda ala detección del punto final ya que  un pequeño exceso de titulante, es el momento en el que la precipitación del indicador ocurre, presentándose un cambio de color que en este caso fue una coloración rojo-salmón que se presento en el liquido sobrenadante al irle agregando pequeñas cantidades de nitrato de plata. Así mismo lo importante de este tipo de titulaciones es que el Kps del compuesto indicador (ion cromato) sea mayor que la del compuesto titulado pues de lo contrario precipitaría primero el indicador y no persistiría dicha coloración.
De esta manera una solución de nitrato de plata se utiliza como titulante en las titulaciones por precipitación en donde el ion plata se utiliza para titular iones cloruro, bromuro, yoduro, como fue en este caso el ion plata titulo los iones cloruro contenidos en la solución de cloruro de sodio de manera que el punto final de la reacción se observo al agregar el cromato de potasio en una concentración pequeña, la cual hizo que el liquido sobrenadante tomara una coloración entre amarillo – café, lo cual posteriormente al agregarle a la solución un exceso del ion plata se comenzó a precipitar el cromato de plata dando una coloración rojo-salmón.


CONCLUSIÓN
En conclusión se puede decir que en nuestros resultados obtenidos no fue mucho la diferencia de volúmenes. En el cloruro de sodio para que se precipitara el color rojo-ladrillo se utilizo en promedio un volumen de 21.47ml, pero comparándolo con la solución problema que tiene un promedio en volumen de 7.53ml se puede decir que se utilizo menos volumen  de nitrato de plata que en la solución problema. Por eso puedo decir que es mas soluble la solución problema que el cloruro de sodio.

CUESTIONARIO
1.- Calcule el volumen de nitrato de plata 0.1 M necesario para precipitar 10.90 ml de una mezcla de iones cloruro y cromato precentes en una concentración de 0.10 M cada uno.

M(AgNO4)V(AgNO4)= M(ion C-1 K2CrO4) V(ion C-1 K2CrO4)
V(AgNO4) = M(ion C-1 K2CrO4) V(ion C-1 K2CrO4) / M(AgNO4)
V(AgNO4)= 0.1M (10.90ml)/ (0.1M) = 10.9 ml

2.-¿Se podría emplear cualquier sal de plata poco soluble y colorida como indicador de esta titulación? ¿Qué restricciones tendría el uso de dicha sal?

En el método de Mohr, el Ion plata se utiliza para titular iones cloruro bromuro, yoduro y cianuro. Es necesario mantener un pH mayor a 6.5 ya que si el pH es menor disminuya la concentración del Ion cromato y no se forma el precipitado.


3.-. ¿En qué límites de pH se debe efectuar la titulación? ¿Qué pasaría si el pH fuera demasiado ácido?

Los límites de pH en una titulación son de 6.5 y 10.3. Esto es divido a que el ion cromato tiende a captar protones. Por eso se puede decir que la presencia de cantidad apreciable de acido, aumenta la solubilidad del cromato de plata, lo que ocasiona un retraso en la formación del precipitado rojo.
Pero la solubilidad no debe quedar demasiada básica, pues hay una tendencia de ion plata a precipitar en forma de hidróxido. Por eso se necesita el pH de  6.5 y 10.3 y para controlar este pH se podría utilizar bicarbonato de sodio.

   4.-¿Qué pasaría si el pH fuera demasiado bajo?
 Si  el pH fuera menor aumenta el volumen de  titulante.  Disminuya la concentración del Ion cromato y no se forma el precipitado. También por que al aumentar la temperatura la solubilidad del cromato de plata aumenta. Por eso esta reacción tiene que ser a temperatura ambiente.

Bibliografías
1.-Métodos de análisis gravimétricos, la sección 90-97 en: R. A. Day. Jr. 1989. Química analítica cuantitativa. Editorial  Emory University.
2.-Experipento determinación gravimétrica de sulfatos en una mezcla de sales solubles y estudio de los fenómenos de precipitación, la sección 140 en: Robert B. Fischer 1981. Comprendió de Análisis Químico Cuantitativo. Editorial interamericana S.A. de C.V.
3.- Determinación gravimétrica, la sección Capitulo 1 14-19 en: M. en C. Elisa Vega  Ávila, M. en C. Ramón Verde Calvo, M. en C. Ma. Del Carmen Pérez.  La teoría y la práctica en laboratorio.

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