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DETERMINACIN DE SULFATOS POR CONDUCTIMETRIAI. FUNDAMENTO:Metodo electroanalitico que se basa en la poca varabilidad de la conductancia que llega a experimentar una solucin que contiene Sulfatos (SO4=) cuando se le agrega otra solucin que contiene iones Bario (Ba++).II. OBJETIVOS: Manejo adecuado del conductimetro Elaborar la curva de valoracin conductometrica para sulfatos Determinar la cantidad de sulfatos (ppm) en muestras liquidas.
III. INTRODUCCION TEORICAMtodos conductimtricos basados en reacciones de precipitacin o formacin de complejosEstos mtodos no son tan tiles como aquellos que involucran procesos de neutralizacin. Los cambios en la conductancia durante estas titulaciones raramente son tan grandes como los observados en las reacciones cido-base puesto que ningn otro ion se aproxima a la conductancia del ion hidronio u oxhidrilo. Factores tales como la lentitud de la reaccin y la coprecipitacin representan otras fuentes de dificultad en las reacciones de precipitacin.
La Figura 1 ilustra la titulacin de cloruro de potasio con nitrato de plata. Los agregados iniciales de reactivo producen una sustitucin de iones cloruro por los iones nitrato del reactivo; resulta de ello una leve disminucin de la conductancia. Despus del punto de equivalencia, se produce un rpido aumento debido al agregado de exceso de nitrato de plata.
Figura 1 - Curva de titulacin conductimtrica de KCl 10-3 M con AgNO3La curva de la Figura 1 es tpica de las titulaciones por precipitacin. La pendiente de la porcin inicial de la curva, sin embargo puede ser positiva o negativa, dependiendo de la conductancia relativa del ion que est siendo determinado y el ion de igual carga del reactivo que lo sustituye. Una pendiente negativa producir una curva de titulacin con forma de V que provee una definicin ms precisa del punto final. Por consiguiente, es preferible elegir un reactivo en el cual la conductancia inica del ion no-reactivo sea menor que la del ion que se titula. De acuerdo a la tabla que muestra las conductancias inicas equivalentes, entonces, se puede predecir que el cloruro de litio sera preferible al cloruro de potasio como agente precipitante para el ion plata. (Brunatti C. y De Napoli H.)
Determinacin de sulfatos en agua potable: Un gran nmero de mtodos analticos para la determinacin de sulfatos se basan en la precipitacin de sulfato de bario (BaSO4) y sulfato de plomo (PbSO4); entre otros se han empleado mtodos gravimtricos y turbidimtricos. La determinacin de sulfatos en agua potable se basa en una titulacin conductimtrica durante la cual el sulfato es precipitado como sulfato de bario. Ba2+ + SO42- BaSO4 Sin embargo, este proceso no est libre de interferentes; Ca2+ y Mg2+ pueden coprecipitar, los carbonatos y bicarbonatos tambin pueden precipitar como BaCO3 y H+ puede interferir si el contra-in (in indiferente) del Ba2+ es la base de un cido dbil. Para superar estos inconvenientes se debe realizar un pre-tratamiento eficiente. La interferencia de Ca2+ y otros cationes se resuelve mediante un sistema (resina) de intercambio inico. Los carbonatos se eliminan mediante acidificacin del medio. Luego de esto se debe neutralizar el exceso de H+ para disminuir los efectos adversos de posibles cidos dbiles, pero de mayor importancia es la disminucin de la conductividad de fondo. Este ltimo aspecto es de fundamental importancia al momento de seleccionar al titulante; el cual debe aportar una conductancia relativamente baja. Si se consultan los valores de conductancia de las sales de la tabla siguiente, se apreciar que el acetato es el de menor aporte. Tabla 1: Conductividades equivalentes a dilucin infinita a 25 C (-1 cm2 mol-1 )
El producto de solubilidad del BaSO4 en solucin acuosa es moderadamente baja (( 10-10) y determina el limite de deteccin del mtodo. A objeto de incrementar el lmite de deteccin, la titulacin debe efectuarse en presencia de una alta concentracin de alcohol etlico dado que la solubilidad disminuye fuertemente en alcohol. Sin embargo se debe tomar en cuenta que la cintica de precipitacin de BaSO4 es lenta. (Martinez,Hernandez y Ortz 2006)
IV. PARTE EXPERIMENTAL Materiales y Equipos: Conductimetro Homogenizador Ermometro Magnetoo Soporte Universal Bureta Pipetas Probeta Vasos de precipitado Piscetas Agitadores de vidrio
Reactivos: Solucion de Cl2Ba 0.2N o 0.02 N Solucin de SO4Na2 0.2 N o 0.02 N Agua destilada
Muestras Agua potable Bebida rehidratante Vino Agua mineral sin gas
V. PROCEDIMIENTO
Valoracin de la solucin de Cl2Ba
a) Realizar el montaje de los equipos y materiales respectivos para una valoracin conductimetricab) Enrasar la bureta con la solucin de Cl2 Ba (la concentracin ser indicada por el profesor)c) Colocar en un vaso de precipitado 5 ml de una solucin de SO4Na2 (la concentracin ser indicada) y agregar agua destilada para obtener un volumen apropiado segn sea el conductimetro a utilizar. Anotar el volumen (volumen inicial)d) Registrar la medida de la conductancia de la solucin diluida de SO4Na2 antes de iniciar la titulacin con la solucin de Cl2Ba.e) Continuar con la valoracin agregando alcuotas de 1 ml. Anotar la lecturas conrrespondientes hasta observar la variacin de la conductancia. Finalizar la titulacin una vez que se hayan obtenido las lecturas necesarias antes de despus del cambio en mencin.f) Con los valores de conductancia anotados en la titulacin deber calcular la conductancia corregida para cada volumen adicionado. De acuerdo a la siguiente formula: L = L ( V. inicial + ml. De Cl2 Ba agregados)V. inicial
L : Conductancia corregidaL : Conductancia leida por el conductimetroV. inicial : volumen inicial
g) Elaborar la curva de valoracin conductimetrica para determinar el punto de equivalencia (P.E.) Es decir para encontrar el gasto de Cl2Ba requerido para precipitar los sulfatos presentes en los 5 ml de SO4Na2. Para ello deber efectuar el grafico con los datos obtenidos y el anlisis regresional respectivo.h) Seguidamente encontrar el factor de calculo (F.C) con lo cual podr determinar la cantidad de sulfatos que precipitan o equivalen por cada ml de Cl2Ba que se gaste
Factor de Calculo (F.C)1ml de Cl2Ba -> X mg SO4Determinacion de sulfatos en las muestras
a) Tomar un volumen de muestra, agregar agua destilada cantidad suficiente para realizar la titulacin conductimetrica.b) Iniciar la titulacin con el Cl2Ba de mililitro en mililitro. Estar pendiente de la variacin notoria de la conductanciac) Elabore la curva de valoracin con los graficos y clculos correspondiente para encontrar el (P.E) que viene a ser los mililitros de Cl2Ba gastados para precipitar todos los sulfatos presentes en la muestra respectiva.d) En base al factor de calculo (F.C) y el gasto de Cl2Ba. Determine la cantidad de sulfatos (ppm) presentes en cada muestra.
VI. RESULTADOS Valoracin del sulfato de sodio (SO4Na2) con cloruro de bario (Cl2Ba)ml (Cl2Ba)LL
0575s575
1585s587.925
2587s592.87
3699s709.485
4922s940.44
51122s1150.05
61348s1388.44
71550s1604.25
81745s1814.8
91955s2042.975
102150s2257.5
y=91.36x+575
y=217.26x+84.65
Interseccin:
X =3.89ml
Y=930.3904s
N1V1 = N2V2
N2 =0.1556N
En SO4NA2:
1N--1000ml---71g
0.1556N--1000ml---x
X =11.0476g
0.1556N---1000ml---11.0476g
0.1556N---5ml---x
x =55.238mg
SO4Na2----SO4
142---96
55.238mg---x
x =37.344mg
x=0.037344ppm
Determinacin de sulfatos en agua de caoT =23Cml (Cl2Ba)LL
0634s634
1667s670.335
2668s674.68
3713s723.695
4758s773.16
5839s859.975
6900s927
71000s1035
81100s1144
91202s1256.09
101301s1366.05
111393s1469.615
121490s1579.4
131582s1684.83
141681s1798.67
y=34.79x+634
y=108.96x+273.25
Interseccin:
X =4.8ml
Y=800.992s
N1V1 = N2V2
N2 =0.00192N
En SO4NA2:
1N--1000ml---71g
0.00192N--1000ml---x
X =0.13632g
0.192N---1000ml---0.13632g
0.192N---500ml---x
x =68.16mg
SO4Na2----SO4
142---96
68.16mg---x
x =46.08mg
x=0.04608ppm
Determinacin de sulfatos en una bebida rehidratanteT = 23Cml (Cl2Ba)LL
0437s437
1543s545.715
2643s649.43
3751s762.265
4855s872.1
5957s980.925
61061s1092.83
71165s1205.775
81261s1311.44
91360s1421.2
101461s1534.05
111550s1635.25
121647s1745.82
131741s1854.165
141834s1962.38
151925s2069.375
161990s2149.2
y=108.78x+437
y=105.64x+459.05
Interseccin:
X =7.02ml
Y=1200.6356s
N1V1 = N2V2
N2 =0.02808N
En SO4NA2:
1N--1000ml---71g
0.02808N--1000ml---x
X =1.99368g
0.28N---1000ml---1.99368g
0.28N---50ml---x
x =99.684mg
SO4Na2----SO4
142---96
99.684mg---x
x =67.392mg
x=0.067392ppm
Determinacin de sulfatos en vino (El gato)ml (Cl2Ba)LL
01126s1126
0.51147s1149.8675
11149s1154.745
1.51168s1176.76
21214s1226.14
2.51287s1303.0875
31348s1368.22
3.51483s1508.9525
41511s1541.22
4.51590s1625.775
51660s1701.5
5.51747s1795.0425
61823s1877.69
y=70.83x+1126
y=128.37x+1059.69
Interseccin:
X =1.15ml
Y=1207.4545s
N1V1 = N2V2
N2 =0.046N
En SO4NA2:
1N--1000ml---71g
0.046N--1000ml---x
X =3.266g
0.046N---1000ml---3.266g
0.046N---5ml---x
x =16.33mg
SO4Na2----SO4
142---96
16.33mg---x
x =11.04mg
x=0.01104ppm
VII. DISCUCIONES
Segn James et al., 1982; nos dice que el agua de uso dudoso (agua de cao) debera ser de 2000 -3000 us pero en la prctica sali aproximadamente 800 us , puede haber sido por algn defecto al momento de realizar la prctica.
VIII. OBSERVACIONES
No se debe dejar la celda conductimtrica (electrodo) mucho tiempo al aire libre.
Despus de cada ensayo el electrodo debe de ser lavado con agua destilada para evitar que quede trazas del anlisis anterior.
IX. CONCLUSIONES
Un incremento en la pendiente de la recta de conductividad, es debido a la presencia de iones sodio y sulfato en exceso.
Se necesitan por lo menos tres o cuatro medidas antes y despus del punto de equivalencia para defenir la curva de titulacin.
Para realizar la grafica que nos permita determinar el punto funal de la valoracin es necesario corregir la medidas de la conductividad.
X. RECOMENDACIONES
Antes de ser usado el conductimetro debe ser calibrado para tener buenas mediciones.
El reactivo titulante debe ser enrasado antes de realizar la valoracin.
Se debe de esperar a que estabilice el conductimetro antes de realizar la lectura.
XI. BIBLIOGRAFIA
Martinz Y.,Hernndez R. & Ortiz R., Prcticas de electroanaltica Conductimetra y Potenciometria, Mrida- 2006
Brunatti C. & De Napoli H., Titulaciones Conductimtricas, Venezuela