QUIMICA ANALITICA I $1$

LABORATORIO DE QUMICA ANALTICA I

INSTITUTO TECNOLGICO DE MINATITLANDEPARTAMENTO DE INGENIERA QUMICA Y BIOQUMICA

PRACTICAS DE LABORATORIO QUMICA ANALTICA IINGENIERA QUMICA


INTRODUCCIN

La Qumica Analtica es una parte de la Qumica que tiene como objetivo el identificar y cuantificar el contenido total o parcial de los constituyentes de las substancias.

Para cumplir con los objetivos del anlisis qumico enfocado a la carrera de Ingeniera Qumica, se ha elaborado este instructivo pretendiendo que la seleccin y adaptacin de las prcticas contenidas logren formar en los alumnos la inquietud para que desarrollen y encausen los conocimientos adquiridos hacia la resolucin de problemas inherentes a su actividad profesional.

En este manual se han considerado las tcnicas ms representativas del anlisis, con la finalidad de que sirven como gua accesible, detallada y til para su posterior aplicacin.

OBJETIVOS GENERALES 1. Proveer a los alumnos de los conocimientos fundamentales en las tcnicas del anlisis qumico. Fomentar en los alumnos los hbitos y disciplinas de trabajo que conduzcan a la obtencin de resultados analticos confiables. Proporcionar al alumno la posibilidad de aplicacin de los conocimientos tericos adquiridos. Fomentar en el alumno la formacin de un criterio que le permita la adecuada seleccin y aplicacin de un proceso qumico analtico para las actividades acordes a los problemas prcticos. Fomentar el respeto a la veracidad que deben tener los resultados del anlisis qumico como una consecuencia del esfuerzo de un buen trabajo.

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PRACTICA No. 1 SEGURIDAD EN LOS LABORATORIOS La seguridad en el laboratorio analtico es un componente indispensable en la formacin del tcnico y del profesional que se ve involucrado en prcticas y metodologas inherentes al mismo, con miras especficas a la eliminacin de accidentes. OBJETIVO El alumno aprender los elementos materiales y humanos que configuran un trabajo seguro e higinico en un laboratorio de anlisis qumico, y podr identificar, evaluar y controlar los riesgos presentes en el mismo con el propsito de crear un ambiente de seguridad en su trabajo. MATERIAL Y EQUIPO Instalaciones en las que se desarrollar sus actividades prcticas. Lminas de higiene y seguridad existentes en el laboratorio. Equipo de proteccin personal (bata, lentes de seguridad, careta, mascarillas, etc.) Pinzas de crisol Pinzas de mufla Rejilla con asbesto Guantes de asbesto Perilla de succin. DESARROLLO 1) 2) 3) El profesor presentar material acerca del tema. Al finalizar la presentacin los alumnos harn comentarios de los puntos ms importantes. Los alumnos realizarn un recorrido por el laboratorio con el propsito de realizar una Auditora de Seguridad bajo los siguientes puntos: Localizacin de las instalaciones Infraestructura (paredes, techos, piso, iluminacin, ventilacin, puertas, ventanas) Distribucin de las mesas de trabajo y cubculos Material de seguridad (extintores, regaderas, lavaojos, carteles, etc.) Comentar con los alumnos las siguientes precauciones especficas: a) Utilizar el equipo de proteccin personal, bajo los criterios expuestos en la presentacin. b) Utilizar los frascos receptores de desechos qumicos (debidamente rotulados) generados durante la prctica. c) Evitar que los reactivos txicos o custicos tengan contacto con la piel, en caso de accidente lavar la parte afectada como se indic en la pltica. d) Para succionar lquidos emplear perillas o dispositivos de suministro automtico. e) Cuando se trabaje con sustancias inflamables, evitar acercarlas a la flama directa de los mecheros o a cualquier otra fuente de calor. f) Separar los papeles del material de vidrio roto. g) Cuando se trabaje con vapores de substancias txicas accionar los extractores de aire, para proporcionar una buena ventilacin y evitar que se acumulen vapores en el rea de trabajo. h) Trabajar en campanas cuando se manejen substancias que generen vapores txicos.


i) Usar guantes y pinzas en el manejo de materiales que han sido sometidos a altas temperaturas REPORTE Presentar por equipo los resultados concretos de la Auditora de Seguridad realizada en el laboratorio y en un cuadro presentar los puntos posibles de riesgos detectados cubriendo los siguientes rubros. Riesgo especfico Causa probable que lo genera Medidas de eliminacin, mitigacin o control sugeridas (acciones a tomar)

CUESTIONARIO 1. Mencione que criterios de seguridad aplicara para trabajar en un rea peligrosa de un laboratorio donde se manejen vapores de sustancias txicas y corrosivas con TLVs menores a 0.05 ppm Mencione los equivalentes de la normativa Mexicana para los siguientes trminos TLV TWA TLV - STEL

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LABORATORIO DE QUMICA ANALTICA I PRACTICA No. 2

ACONDICIONAMIENTO Y USO DEL EQUIPO Y MATERIAL DE LABORATORIO. INTRODUCCIN El conocer y acondicionar el material de laboratorio es uno de los primeros y fundamentales pasos a realizar para el logro de un manejo seguro, eficiente y de calidad en los trabajos prcticos y cotidianos en el mismo. OBJETIVO - Adquirir los conocimientos y el criterio tcnico cientfico para establecer en su actividad profesional una serie de hbitos y conductas encaminadas a utilizar apropiadamente cualquier material, equipo o instrumento analtico. MATERIAL Y EQUIPO Balanza Estufa Desecador Mechero Bunsen Soporte universal Pesafiltros Pinzas para crisol Mufla Crisoles Matraz erlenmeyer Frascos Goteros Embudo Potencimetro Tripi

Rejilla con asbesto Guantes de asbesto Tringulo de porcelana Vasos de precipitado Matraz aforado Agitador Bureta Pipeta volumtrica Pipeta graduada Balanza granataria Perilla Vidrio de reloj Anillo de fierro Probeta Portaembudo

DESARROLLO 1.- Presentar los aspectos relativos al conocimiento y acondicionamiento de material (limpieza, ajuste, calibracin, etc.) que configuran los criterios de acreditamiento para un laboratorio de pruebas certificado. 2.- Equipo y material para anlisis gravimtrico: balanza analtica, desecador, estufa, mufla, crisoles, pesafiltros, pinzas para crisol. 3.- Material para anlisis volumtrico: conocer los criterios de uso y aforo de los instrumentos volumtricos, as como los procedimientos de limpieza del material de vidrio, tales como: pipetas graduadas y volumtricas, buretas, matraces aforados, vasos de precipitado, matraces erlenmeyer, probetas. CUESTIONARIO 1.- Mencione lo que significa error de paralaje. 2.- Indique la clasificacin del material de vidrio utilizado en anlisis volumtrico y especifique las diferencias. 3.- Explique cul es el tipo de material ms recomendable para usar en la industria. 4.- Cules son los elementos ms importantes a considerar para la calibracin del material volumtrico?


PRACTICA No. 3 BALANZA ANALTICA OBJETIVOS - Capacitar al alumno en el manejo y cuidados de la balanza analtica. - Que el alumno conozca las distintas tcnicas de pesada que se emplean en el anlisis cuantitativo. PRELABORATORIO 1.- Cul es la importancia de la balanza analtica en el anlisis qumico cuantitativo? 2.- Qu diferencia existe entre masa y peso? Qu se determina cuando se efecta una pesada con una balanza analtica? 3.- En qu principio se basa el procedimiento de pesada con una balanza monoplato? 4.- Qu se entiende por alcance de medicin y sensibilidad de una balanza? INTRODUCCION La balanza analtica es uno de los equipos indispensables en cualquier laboratorio de anlisis, el valorar su importancia como equipo de elevada exactitud, que alcanza pesadas de hasta 0.1 mg implica conocerla y manejarla con los cuidados adecuados. En un anlisis se investiga la relacin en que se encuentra la cantidad del componente buscado, con la cantidad de muestra; estas cantidades se expresan en unidades de masa que por comodidad expresaremos en unidades de peso, por la siguiente razn: una pesada significa la comparacin de dos masas que se ven afectadas por la fuerza de gravedad (g), por lo que al efectuar una pesada, estaremos comparando M1 x g = M2 x g, que son pesos y que al determinar la muestra pesada, este concepto permite expresar la masa como peso. Existen diferentes tipos de balanzas analticas: balanza analtica de dos platos, balanza analtica electrnica y balanza analtica de un plato. CARACTERSTICAS DE UNA BALANZA ANALTICA 1.- Que la balanza sea de alta precisin con la finalidad de obtener reproducibilidad en los datos. 2.- Que la balanza sea sensible, definiendo la sensibilidad como la cantidad de flexin del brazo que produce una unidad dada de peso. 3.- Que la balanza presente alta sensitividad, siendo sta el valor de masa mnimo que puede ser registrado en la escala de la balanza. CUIDADOS Y MANEJO DE LA BALANZA a) Se deber colocar en un cuarto separado del laboratorio sobre una base firme libre de vibraciones. b) Se pesarn nicamente objetos de vidrio, metlicos, o porcelana, y sobre estos el material a pesar. c) Los objetos y sustancias que se pesen debern estar secos y a temperatura ambiente. d) No se pesarn sustancias slidas o lquidas que desprendan gases corrosivas. e) El platillo de la balanza siempre debe permanecer limpio. f) No se debe pretender corregir cualquier falla si no se sabe arreglar el desperfecto. MATERIAL Y EQUIPO Balanza Analtica Objetos varios


DESARROLLO MANEJO DE LA BALANZA ANALTICA 1.- Nivelar la balanza utilizando los soportes con cuerda corrida que posee la base de la balanza, centrando el nivel de burbuja. (Esto lo realiza el personal del laboratorio). 2.- Ajuste el cero de la balanza mantenindola en posicin de disparo completo o liberada. 3.- Colocar el objeto a pesar en el platillo manteniendo la balanza frenada. 4.-Efectuar la estimacin aproximada en gramos del peso del objeto con la balanza en posicin de semi-disparo. 5.- Las dcimas y centsimas de gramo se obtienen automticamente al liberar la balanza. 6.- Las milsimas y diezmilsimas de gramo, se obtienen haciendo coincidir el vernier con la lnea inmediata inferior de la escala luminosa. 7.- Se lee el peso del objeto. 8.- Se frena la balanza para retirar el objeto del platillo y se regresan las pesas hasta que las escalas estn en cero. TCNICAS DE PESADA 1.- Pesada por adicin.- En esta tcnica se pesa primeramente el objeto sobre el cual se va hacer la pesada, a ste peso se le suma la cantidad de la sustancia por pesar, obtenindose as el peso al cual vamos a referir nuestra pesada. 2.- Pesada por diferencia.- Esta pesada se efecta generalmente cuando se desea que la sustancia tenga el mnimo contacto con el medio ambiente. Por ejemplo una sustancia desecada o libre de humedad a la que se deber evitar el mnimo contacto con el medio. CUESTIONARIO Defina los siguientes conceptos. 1.- Sensibilidad y sensitividad de una balanza. 2.- Precisin y exactitud. 3.- Enumere los posibles errores en los que puede incurrir una pesada y su posible solucin. 4.- Investigue el significado del efecto piezoelctrico.


PRACTICA No. 4 EQUILIBRIO QUMICO OBJETIVO: Comprobar con los experimentos el concepto de equilibrio qumico, los factores que lo alteren y su aplicacin en las reacciones de hidrlisis. INTRODUCCIN La mayora de las reacciones qumicas no terminan, es decir, al reaccionar las substancias (reactivos) en cantidades estequiomtricas, no se convierten totalmente en productos. Las reacciones que pueden desplazarse hacia cualquier direccin se llaman REACCIONES REVERSIBLES. Estas pueden representarse por la ecuacin general. aA + bB cC + dD

La doble flecha ( ) indica que la reaccin es reversible, es decir, puede producirse tanto a los reactivos como a los productos de manera simultnea. Cuando A y B reaccionan para formar C y D a la misma velocidad a la que C y D reaccionan para formar A y B, el sistema se encuentra en equilibrio. El equilibrio qumico existe cuando dos reacciones opuestas se efectan simultneamente a la misma velocidad. Los equilibrios qumicos son de tipo dinmico, es decir, las molculas individuales reaccionan en forma continua aunque la composicin total del sistema de reaccin no cambia. La ley del equilibrio qumico se expresa matemticamente de la siguiente forma: Cc Dd Keq = Aa Bb La cual se enuncia de la siguiente manera: Para una reaccin en equilibrio, el producto de las concentraciones molares de las sustancias que se forman, dividido por el producto de las concentraciones molares de las substancias que reaccionan, es constante siempre que cada concentracin est elevada a un exponente igual al coeficiente con que la sustancia correspondiente figura en la reaccin. Los factores que alteran el equilibrio qumico con: concentracin, temperatura y presin, los cuales se pueden predecir aplicando el principio de LeChatelier. Este principio expresa, que en un sistema en equilibrio ocurrirn procesos que tendern a contrarrestar cualquier cambio impuesto en la concentracin, temperatura y presin. Una de las aplicaciones del Equilibrio Qumico son las reacciones de HIDRLISIS. La hidrlisis se define como la reaccin entre el agua y sales para producir cidos y bases como se puede observar esta reaccin es la inversa de la neutralizacin. En estas reacciones se establece un equilibrio qumico, a menos que entre los productos formados haya un electrolito extremadamente dbil. Cuando las sales se disuelven y reaccionan con el agua alteran el equilibrio del producto inico del agua, sabemos que:

H+ = OH- y el pH = 7 en agua pura Por lo tanto, la reaccin de dichas sales con el agua modificarn el pH. MATERIAL 1 Agitador 1 Gradilla 5 Pipetas graduadas de 5 ml 15 Tubos de ensaye 2 Vasos de precipitado de 50 ml 1 Perilla 1 Pizeta 4 Esptulas REACTIVOS Acido clorhdrico HCl 6N Acetato de sodio CH3COONa Carbonato de sodio Na2CO3 Cloruro de amonio NH4Cl Cloruro frrico FeCl3 0.1 M Fenolftalena al 1.0% en etanol Papel indicador de pH Sulfato de amonio (NH4)2SO4 Tiocianato de amonio NH4SCN 0.1M


DESARROLLO Efecto de la concentracin: 1) En un vaso de precipitado de 50 ml colocar 10 ml de agua destilada, aadir 0.5 ml cloruro frrico 0.1M (FeCl3), ms 0.5 ml de tiocianato de amonio 0.1M (NH4SCN). Agitar para homogeneizar y observar la solucin, toma un color rojo por la formacin del complejo cloruro de monotiocianatofierro (III) como lo indica la siguiente reaccin: FeCl3 + NH4SCN Fe(SCN)Cl2 + NH4Cl

2) En cuatro tubos de ensaye numerados del 1 al 4, se coloca 1 ml en cada tubo. El tubo 1 ser el testigo. 3) Al tubo nmero 2 aadir 0,5 ml de la solucin de cloruro frrico. Se observa que la intensidad del color aumenta FeCl3 + NH4SCN Fe(SCN)Cl2 + NH4Cl

4) Al tercer tubo se le aade 0.5 ml de NH4SCN y se observa que la intensidad del color aumenta y la reaccin que se efecta es la siguiente: Fe(SCN)Cl2 + 5 NH4SCN (NH4)3Fe(SCN)6 + 2 NH4Cl

5) Al cuarto tubo se le aade aproximadamente 0.5 g de NH4Cl ( la coloracin roja desaparece o se atena) FeCl3 Hidrlisis 1. En un tubo de ensaye disolver una pequea cantidad de carbonato de sodio en 1 ml de agua, medir el pH con el papel indicador y adicionar unas gotas de fenolftalena. Observar.Na2CO3 + H2O NaHCO3 + NaOH

+

NH4SCN

Fe(SCN)Cl2 + NH4Cl


2. En un tubo de ensaye disolver una pequea cantidad de cloruro de amonio con 1 ml de agua destilada. Medir el pH con el papel indicador, adicionar unas gotas de fenolftalena y observar. NH4Cl + H2O NH4OH + HCl

3. Repetir las experiencias anteriores con las sales de acetato de sodio y sulfato de amonio Efecto del in comn a) En un vaso de precipitado poner 20 ml de agua destilada y agregar 0.5 ml de hidrxido de amonio 6N (1:1) b) En cuatro tubos de ensaye numerados del 1 al 4, colocar en cada tubo alcuotas de 3 ml de la solucin anterior. c) A los tubos 1 y 2 adicionar aproximadamente 0.5 g de cloruro de amonio y agitar hasta disolucin completa NH3 + H2 O NH4+ + -OH

d) A los tubos 2 y 4, se les adicionan unas gotas de MgCl2 y la formacin de un precipitado blanco indica mayor concentracin de iones OH. CUESTIONARIO 1. 2. Mencione cules son los factores que modifican el equilibrio qumico Escriba la constante de equilibrio para esta reaccin H2(g) 3. 4. + N2(g) NH3(g)

Escribir tres ejemplos de reacciones de hidrlisis de sales y el pH aproximado de cada una. El metanol se prepara de acuerdo a la siguiente reaccin: CO(g) + 2H2(g) CH3OH + Energa

Predecir el efecto qu sobre las concentraciones correspondientes al equilibrio tendr a) Un aumento de temperatura b) Disminucin de la presin c) Aumento de la concentracin de CO 5. Considerar la reaccin: 4 HCl(g) + O2(g) 2H2O(g) + 2 Cl2(g) + 27 Kcal

Cul ser el efecto de los cambios siguientes sobre la concentracin del Cl2 correspondiente al equilibrio. Dar las razones de cada respuesta a) Aumento de la temperatura en el recipiente donde se efecta la reaccin b) Disminuir la presin total


c) Aumento de la concentracin del O2 d) Aumento del volumen de la cmara donde se produce la reaccin e) Se aade un catalizador: Explicar las razones de cada respuesta


CONCEPTOS FUNDAMENTALES EN VOLUMETRIA GENERALIDADES: A) Anlisis volumtrico El anlisis volumtrico comprende una serie de mtodos mediante los cuales se determinan las cantidades de las sustancias analizadas en peso y volumen. La cantidad del reactivo que se agrega a la solucin muestra tiene concentracin definida. El reactivo que se agrega en forma de solucin cuyo volumen se mide por contener la concentracin de la sustancia, se llama solucin patrn o estndar. La reaccin entre la solucin de concentracin conocida (estndar) y la sustancia en anlisis se puede representar con la ecuacin qumica de la cual se puede calcular la cantidad de sustancia analizada. La operacin mediante la cual se agrega la solucin estndar o la muestra en anlisis se llama titulacin. La titulacin es la operacin bsica de la volumetra. El fin de la reaccin entre la solucin estndar (patrn) y la sustancia en anlisis se conoce como momento de equivalencia, momento en que ambas soluciones, la muestra y la solucin estndar, tienen el mismo potencial qumico, es decir, se encuentran en equilibrio qumico y mutuamente son equivalentes. El momento de equivalencia se puede determinar o indicar mediante diferentes indicadores fsicos, qumicos o electroqumicos. En algunos casos, la misma sustancia estndar usada en la titulacin sirve de indicador, como por ejemplo, el permanganato de potasio. Para distintos grupos de anlisis volumtricos se usan indicadores de diferente naturaleza qumica. Las soluciones utilizadas por volumetra deben tener su concentracin expresada en unidades qumicas, o sea, por su Normalidad (N) o en la complejometra, por su Molaridad (M). Las soluciones normales contienen peso equivalente o gramo-equivalente de la substancia estndar en un litro de la solucin. Con base en ello se determina la cantidad de la substancia estndar (activa) en un mililitro, dividiendo su equivalente gramo entre mil mililitros. Ejemplo: Una solucin 0.1 N de HCl, contiene 3.6 g de HCl en 1,000 ml de la solucin. Una solucin 0.1 N de HCl contiene en un mililitro de la solucin 3.6 g/1000 ml = 0.0036 g/1 ml. Las soluciones de la misma normalidad son equivalentes volumtricamente y qumicamente. Las soluciones molares (M) contienen un mol o una gramomolcula de la substancia estndar en 1,000 ml de la solucin. B) Soluciones estndar o patrn. En las titulaciones volumtricas, a las soluciones de concentracin exacta se les da el nombre de solucin estndar o patrn. Se conocen dos clases de soluciones estndar: estndar o patrn primario y estndar o patrn secundario.


Las soluciones de normalidad exacta que sirven de estndar o patrn primario se preparan solamente a partir de sustancias muy puras, estables al aire, de peso molecular generalmente elevado y solubles en agua. Las sustancias de estas caractersticas son escasas y las soluciones estndar se preparan generalmente con sustancias de menor pureza, las cuales al ser disueltas en el agua proporcionan las soluciones de concentracin aproximada (c.a.), o sea, de una normalidad aproximada. Las soluciones de normalidad aproximada se deben valorar para encontrar su concentracin exacta. Una solucin valorada se llama estndar o patrn secundario. C) Valoracin de las soluciones: Aplicando la ley de la equivalencia a las soluciones de normalidad aproximada, se determina la normalidad exacta de la solucin; este procedimiento se llama valoracin de las soluciones. Una solucin valorada contiene concentracin exacta de soluto, el cual se expresa en equivalentes gramo por litro. En la prctica, para poder valorar una solucin se necesita de otra solucin cuya concentracin se conoce, o sea, de la sustancia estndar primario o estndar secundario. Partiendo de la relacin: Eq N= (1) V Se calcula el peso equivalente de acuerdo con la siguiente ecuacin: E.q. (g) = ( N ) ( V ) ( PM ) (2)

Considerando dos soluciones A y B stas tendrn, en el punto o momento de equivalencia, la misma cantidad de pesos equivalentes en el volumen VA y VB. Lo que se expresa matemticamente: (VA) (NA) = (VB) (NB) (3)

De la ecuacin (3) se determina la normalidad exacta de la solucin de concentracin aproximada (c.a.) conociendo la normalidad y volumen de la solucin patrn primario o patrn secundario. Ejemplo: Determinar la normalidad exacta del hidrxido de sodio , c.a. 0.1N (valoracin). La valoracin se efecta con HCI valorado 0.1030N, se llena la bureta con HCI 0.1030N. En el matraz Erlenmeyer se colocan 25 ml de la solucin de NaOH c.a. 0.1N y unas gotas de fenolftalena. En la titulacin se consumieron 24.6 ml de HCI 0.1030N. La normalidad exacta del NaOH se calcula con la ecuacin: Donde: (VA) (NA) = (VB) VB) A = cido y B = base Despejando: N = (VA) (NA) = (24.6 ml) (0.1030N) VB 25 ml (3)


NaOH = 0.1013 N D) Cuidado y manejo de soluciones volumtricas estndar. Las soluciones volumtricas estndar debern almacenarse en lugares fros y oscuros, en frascos bien tapados y etiquetados con el nombre de la solucin, concentracin y fecha de la preparacin. De las soluciones volumtricas estndar en reserva, se toma una pequea cantidad, la cual se coloca en frascos chicos, controlando peridicamente la cantidad de la sustancia activa, o sea, su normalidad. E) Divisin de volumetra. El anlisis volumtrico se divide en cuatro grupos, los cuales se subdividen en subgrupos, segn el carcter de la sustancia estndar. 1. Anlisis basado en la Neutralizacin: 1.1 Acidimetra 1.2 Alcalinometra. 2. Anlisis basado en la Precipitacin (compuestos poco solubles) 2.1 Argentometra 2.2 Mercurimetra. 3. Anlisis basado en la xido-reduccin 3.1 Oxidimetra: 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5

Permanganometra Iodometra Dicromatometra Bromatometra Ceriometra

3.2 Reductometra: 3.2.1 Titanometra. 3.2.2 Titulaciones con sulfato ferroso. 4. Anlisis basado en la formacin de compuestos complejos. 4.1 Complejometra


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Defina anlisis volumtrico. Explique, por qu debemos valorar las soluciones volumtricas. Encuentre la normalidad exacta del permanganato potsico, si 20 ml de la solucin c.a. 0.2N de KMnO4 necesitan en la titulacin 19.4 ml de cido oxlico 0.2N. Cuntos mililitros de cido sulfrico concentrado al 98%, densidad 1.81 debemos tomar para preparar su solucin c.a. dcimo normal?, qu cantidad de cido contiene cada ml de la solucin? Si la normalidad del NaOH es 0.52N. qu cantidad de NaOH contiene cada ml de la solucin? Cul es el valor del equivalente qumico gramo de permanganato de potasio? Mencione varias sustancias que por sus propiedades y pureza sirvan de estndar o patrn primario. Cuntos gramos de cido oxlico debemos pesar para preparar 100 ml de la solucin c.a. 0.1N? Qu es Iodometra y cules sustancias identificamos cuantitativamente por medio de ella?. Cmo se llama la principal operacin usada en el anlisis volumtrico y en que consiste?.

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PRACTICA No. 5 DETERMINACIN DE LA ALCALINIDAD OBJETIVO: Determinar la alcalinidad a la fenolftalena, al anaranjado de metilo y la total de una muestra de agua, y analizar y comprender la importancia de los resultados dentro del proceso de validacin. INTRODUCCIN: La alcalinidad total de un agua es su capacidad cuantitativa para neutralizar un cido, o la cantidad de cido que se requiere por litro para disminuir el pH a un valor aproximado de 4.3: por lo que est constituida por la suma de todas las bases titulables La alcalinidad es importante en muchos usos y tratamientos de agua naturales y residuales. La alcalinidad de muchas aguas de superficie dependen primordialmente de su contenido de carbonatos, bicarbonatos e hidrxidos: por lo que suele tomarse como una indicacin de la concentracin de estos componentes. Los valores determinados pueden incluir tambin la contribucin de boratos, fosfatos. Silicatos y otras bases, cuando se hallen presentes. La alcalinidad por exceso de concentracin de metales alcalino-frreos tiene importancia para la determinacin de la aceptabilidad de un agua para irrigacin. Las determinaciones de alcalinidad se utilizan en la interpretacin y el control de los procesos de tratamiento de aguas limpias y residuales. Cuando un agua superficial presenta alcalinidad a la fenolftaleina, es un indicio de que el agua est contaminada, ya que un agua natural no debe tener hidrxidos. El agua con elevado contenido alcalino es rechazada para abastecimiento pblico, teniendo que someterse a un tratamiento previo para su uso. Las aguas residuales domsticas tienen una alcalinidad menor que la del suministro. Los digestores anaerobios que actan adecuadamente presentan alcalinidades sobradamente tpicas con cifras de 2,000 a 4,000 mg de carbonato clcico por litro. El agua con alta alcalinidad afecta la ecologa de los cuerpos receptores. Para estudio de la calidad del agua interesan 3 tipos de alcalinidad: 1. Alcalinidad total (At) 2. Alcalinidad a la fenolftalena (Af) 3. Alcalinidad al anaranjado de metilo (Aam) MTODOS DE ANLISIS Existen dos mtodos para determinar la alcalinidad 1. Mtodo volumtrico 2. Mtodo potenciomtrico Estos mtodos dependen del punto final de un indicador (fenolftalena o anaranjado de metilo) o del potencimetro empleado. FUNDAMENTO La alcalinidad presente en el agua se mide por titulacin con una solucin valorada de un cido, en los puntos de equivalencia del bicarbonato (pH 8.3) y del cido carbnico (pH 4.5).


MATERIAL 1 Bureta 1 Soporte 1 Pinza para bureta 1 Probeta de 100 ml 1 Pizeta 1 Pipeta volumtrica de 20 ml 6 Matraces erlenmeyer de 250 ml 1 Perilla 2 Vasos de precipitado de 100 mls.

REACTIVOS Agua libre de CO2, con pH menor de 6.0 Acido sulfrico 0.02N Sol. De carbonato de sodio 0.05N Indicador de anaranjado de metilo en solucin Indicador de fenolftalena en solucin Papel pH

DESARROLLO 1) Preparacin de cido sulfrico 0.02N a) Realizar los clculos para preparar 250 ml de una solucin de H2SO4 0.5N (Solucin madre) b) A partir de la frmula para dilucin de soluciones (NiVi = NfVf) efectuar los clculos para preparar 500 ml de solucin 0.02N a partir de la solucin madre. Valoracin del cido sulfrico 0.02N Se toman 20 ml de la solucin de carbonato de sodio 0.05N y se depositan en un matraz erlenmeyer de 250 ml. Se agregan de 2 a 3 gotas del indicador anaranjado de metilo, y se titula con el cido sulfrico, previamente colocado en la bureta, hasta el vire del indicador. Repetir este anlisis por los menos dos veces ms. Calcular la normalidad del cido sulfrico de cada una de las muestras tituladas con la siguiente frmula: N1V1 = N2 V2 Analizar los resultados aplicando el tratamiento estadstico y finalmente sacar el promedio de los valores aceptados. Anotar el valor promedio de la Normalidad en la etiqueta del frasco de reactivo 3) Determinacin de la alcalinidad total a) Alcalinidad a la fenolftaleina: 3.1 Para cuantificar la alcalinidad a la fenolftalena se debe tomar el pH de la muestra, el cual debe ser mayor de 8.3, de lo contrario se reporta 1.0 ppm como CaCO3. 3.2 Tomar una alcuota de 50 ml de la muestra y depositarla en un matraz erlenmeyer de 250 ml. Aadir 2 3 gotas del indicador y mezclar. 3.3 Adicionar mediante una bureta graduada, solucin de H2SO4 0.02N hasta el vire del indicador y anotar el volumen gastado como V1. b) Alcalinidad al anaranjado de metilo 3.4 A la mezcla anterior aadir 2 3 gotas del indicador naranja de metilo y continuar adicionando en la misma muestra, solucin de H2SO4 0.02N hasta que el indicador cambie de color. Anotar este volumen como V2.

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CALCULOS Cuantificar la alcalinidad en ppm como CaCO3 con las siguientes frmulas a) Alcalinidad total: ppm At = Vt x N x 50 x 1000/ Alcuota Vt = Volumen total gastado de solucin de H2SO4 0.02N N = Normalidad del H2SO4 50 = Equivalente qumico del CaCO3 1000 = Factor de conversin Alcuota _ Volumen tomado de la muestra b) Alcalinidad a la fenolftalena ppp Af = V1 x N x 50 x 1000/Alcuota V1 = Volumen gastado de H2SO4 0.02N para llegar al vire de la fenolftalena c) Alcalinidad al anaranjado de metilo ppp Aam = V2 x B x 50 x 1000/Alcuota V2 = Volumen gastado de solucin de H2SO4 0.02N para llegar al vire del anaranjado de metilo. d) La alcalinidad total se calcula tambin por la suma de la alcalinidad a la fenolftalena y la alcalinidad al anaranjado de metilo, esto es: ppm At = ppm Af + ppm Aam

Con los resultados obtenidos, obtener la concentracin de OH-, CO3= y HCO3- de acuerdo a las siguientes relaciones Resultados de la Alcalinidad de OH- como Alcalinidad de CO3= como Alcalinidad de HCO3titulacin ppm de CaCO3 ppm CaCO3 como ppm CaCO3 AF= 0 0 0 AT 0 2 AF AT = 2AF AF AT AF = AT 0 2 AF 0 2 AF - AT 2 (AT AF) 0 AF = 1/2 AT AF = AT AT 0 0 AF = Alcalinidad a la fenolftalena AT = Alcalinidad total


ACIDEZ INTRODUCCIN La acidez se define como la capacidad cuantitativa del agua para reaccionar con los iones hidroxilo. La acidez del agua se puede deber a la presencia de bixido de carbono no combinado. Las fuentes principales de CO2 son: el CO2 existente en la atmsfera: cuando la presin parcial de CO2 en el agua es menor que en la atmsfera. La descomposicin biolgica de la materia orgnica que en su fase final produce CO2. En lagos estratificados, las aguas de infiltracin conteniendo carbonatos, no permiten la existencia de CO2, produciendo bicarbonato de calcio. Los desechos industriales son causa de acidez mineral, principalmente en la industria metalrgica y por la produccin de materiales orgnicos sintticos. Los residuos minerales de las minas contienen cantidades apreciables de H2SO4 y de sus sales, azufre, sulfuros y pirita, stos pueden transformarse en H2SO4 y sulfatos por medio de una sulfooxidacin bacteriana en condiciones aerobias. Las sales de metales pesados como Fe3+, Al3+ al hidroxilarse en el agua aumentan la acidez mineral. Se debe controlar la acidez en el tratamiento de agua, sobre todo en procesos biolgicos, donde se debe tener un pH de 6 a 9.5. Para estudiar la calidad del agua interesan 3 tipos de acidez: 1. Acidez total (acidezt) 2. Acidez al anaranjado de metilo (acidezam) 3. Acidez a la fenolftalena (acidezf) MTODOS DE ANLISIS 1. Mtodo volumtrico con indicadores 2. Mtodo potenciomtrico


PRCTICA NO. 6 DETERMINACIN DE CLORUROS OBJETIVO: Esta determinacin se encuentra basada en la Norma Oficial Mexicana NOM-AA-73-191, ANALISIS DE AGUA. DETERMINACION DE CLORUROS-METODO ARGENTOMETRICO, publicada en el Diario Oficial el 11 de Noviembre de 1981. CAMPO DE APLICACIN Este mtodo oficial es aplicable en aguas naturales y residuales para un mbito del 1.5 a 100 mg/lto. para 100 ml de muestra. Un alcance mayor puede lograrse por diluciones de la muestra original o del titulador. PRINCIPIO El in Cloruro Cl- es uno de los aniones inorgnicos principales en el agua natural y residual. En el agua potable, el sabor salado producido por el cloruro, es variable y depende de la composicin qumica del agua. La concentracin de cloruros es mayor en las aguas residuales que en las naturales, debido a que el cloruro de sodio (NaCl) es comn en la dieta y pasa inalterado a travs del aparato digestivo. A lo largo de las costas, el cloruro puede estar presentes a concentraciones altas por el peso del agua del mar a los sistemas de alcantarillado. Tambin puede aumentar debido a los procesos industriales. Un contenido elevado de cloruro puede daar las conducciones y estructuras metlicas y perjudicar el crecimiento vegetal. La determinacin argentomtrica de los cloruros se basa en la formacin de cromato de plata de color rojizo, esto ocurre cuando se adiciona al agua iones cromato como indicador, e iones de plata como reactivo precipitante. Titulando con una solucin valorada de nitrato de plata se determina la cantidad necesaria para precipitar todos los cloruros como cloruros de plata, e inmediatamente se observa la formacin de cromatos de plata de color rojizo y en ese momento se anota el volumen de solucin de nitrato de plata utilizando y se calcula la concentracin de cloruros existentes en el agua.. REACTIVOS: Los reactivos que a continuacin se mencionan deben ser grado analtico y cuando se hable de agua debe entenderse agua destilada y libre de cloruros. a) b) c) d) e) f) g) Solucin indicadora de Cromato de potasio (K2CrO4) Solucin valorada de Nitrato de plata (AgNO3) 0.015M Solucin estndar de cloruro de sodio (NaCl) 0.015 M Suspensin de Hidrxido de aluminio Solucin indicadora de Fenolftaleina (C20H14O4) Solucin de NaOH 0.02N Solucin de H2SO4 0.02N

MUESTREO Y CONSERVACION DE LA MUESTRA La muestra se puede recolectar en frascos de vidrio o polietileno, conservarse en refrigeracin y analizarse en un plazo no mayor de 7 das. INTERFERENCIAS 1) Ortofosfatos en exceso de 25 mg/l interfieren precipitando como fosfato de plata


2) Hierro en exceso de 10 mg/l enmascaran el punto de vire. 3) Iones sulfuro, sulfito y tiosulfato interfieren pero es posible removerlos por adicin de 1 cm3 de perxido de hidrgeno (H2O2) al 30% y agitar por un minuto. 4) Bromuros, yoduros y cianuros son determinados como cloruros. PROCEDIMIENTO 1. Valoracin de la solucin de nitrato de plata 0.015 N. 1.1 Medir un volumen de 10 a 25 ml de solucin estndar de cloruro de sodio 0.015N. 1.2 Agregar agua hasta completar un volumen de 100 ml. 1.3 Agregar 1 ml de solucin indicadora de cromato de potasio. 1.4 Titular con la solucin de nitrato de plata hasta un vire de amarillo a rojo ladrillo. 1.5 Calcular la normalidad de la solucin de nitrato de plata por medio de la siguiente frmula: N1V1 = N2V2 donde: V1 = Volumen de solucin estndar de NaCl 0.015N N1 = Normalidad de la solucin de NaCl= 0,015 N V2 = Volumen de la solucin de AgNO3 empleada en la titulacin N2 = Normalidad de la solucin de AgNO3. NOTA: Realizar un mnimo de 3 titulaciones y tomar un promedio de las normalidades resultantes. 1.2 Tratamiento preliminar de la muestra Si la muestra presenta coloracin o turbiedad tal que interfiera con el punto de vire, trtese como sigue: 1.2.1 Tomar 100 ml de la muestra 1.2.2 Agregar 3 ml de suspensin de hidrxido de aluminio 1.2.3 Agitar y dejar reposar hasta sedimentacin del precipitado. 1.2.4 Filtrar con papel filtro utilizando un embudo de vidrio. Lavar el precipitado y mezclar esta agua con el filtrado 1.2.5 En caso necesario repetir el procedimiento anterior. 1.2.6 Aforrar con agua a 100 ml 1.3 Anlisis de la muestra 1.3.1 Tomar 100 ml de muestra o una alcuota diluida a 100 ml con agua. 1.3.2 Ajustar el ph de la muestra entre 7 y 10 con cido sulfrico o con hidrxido de sodio, utilizando solucin de fenolftalena. 1.3.3 Agregar 1 ml de solucin indicadora de cromato de potasio. 1.3.4 Titular con la solucin valorada de nitrato de plata hasta el vire de amarillo a rojo ladrillo. 1.3.5 Analizar un testigo con agua destilada en la misma forma que las muestras. CALCULOS La concentracin de cloruros de determina por medio de la siguiente frmula: ( A - B) x N x meq x 106 mg/l Cl- ( ppm) = V Donde: A = Volumen en ml de la solucin de AgNO3 empleados en la titulacin


B = Volumen en ml de solucin de nitrato de plata empleados en la titulacin del testigo V = Volumen de la muestra en ml tomadas para la determinacin (Alcuota) meq = Miliequivalente del in cloruro (0.03545) CUESTIONARIO 1. 2. 3. Indique los valores normales de cloruros que debe tener cada tipo de agua analizada. Indique las ecuaciones de las reacciones que se llevan a cabo en la determinacin de cloruros. Explique la importancia de la determinacin de cloruros en un efluente.


PRACTICA No. 7 DETERMINACIN DE DUREZA OBJETIVO La determinacin de dureza est fundamentada en le Norma Oficial Mexicana NOM-AA-721981, Anlisis de Aguas. Determinacin de dureza-Mtodo del E.D.T.A. , publicada en el Diario Oficial el 5 de Abril de 1982 CAMPO DE APLICACIN Bajo ciertas rectricciones este mtodo es aplicable para aguas naturales y residuales. FUNDAMENTO Debido a que el objetivo final del estudio de aguas residuales en su reutilizacin, y por lo tanto los iones poco usuales en aguas naturales requieren determinaciones especficas, para efectos de esta Norma se entiende por dureza a la concentracin total de iones de calcio y magnesio expresada como su equivalencia en CaCO3, cuando se encuentran presentes en cantidades apreciables los iones de berilio, estroncio, bario y radio, quedan incluidos en dureza. En este mtodo se emplea como indicador el negro de Eriocromo T, el cual, al ser agregado a una solucin que contenga iones de calcio y magnesio, reacciona formndo complejos de un color vino. Despus se adiciona la solucin de EDTA que remueve los iones de calcio y magnesio de los complejos coloridos formando complejos solubles. Cuando ha sido agregado suficiente solucin de EDTA, para liberar todos los iones de calcio y megnesio, el indicador regresa a su color azul original. REACTIVOS Los reactivos que a continuacin se mencionan deben ser grado analtico, y cuando se hable de agua debe entenderse agua destilada o desionizada a manos que se indique otra cosa. 1) Inhibidores En cualquier tipo de agua se presentan diferentes interferencias, para lo cual se elige el uso de cualquiera de los siguientes inhibidores Inhibidor I: Cianuro de sodio (NaCN) en polvo Inhibidor II Sulfuro de sodio (Na2S.9H2O) y Na2S.5H2O Inhibidir III: Solucin de Clorhidato de Hidroxilmina en etanol o isopropanol Solucin amortiguadora amoniacal. Guardar en recipiente de plstico o de vidrio resistente, hermeticamente cerrado para evitar la prdida de NH3 o entrada de CO2. Renovar mensualmente. Desechar la solucin cuando al agregar a la muestra 1 o 2 ml no se logre al final la titulacin un pH de 10.0 +/- 0.1 Indicador negro eriocromo T Solucin estndar de E.D.T.A. 0.01M Solucin estndar de carbonato de calcio (1000 mg/litro)

a) b) c) 2)

3) 4) 5)

MUESTREO Y CONSERVACIN DE LA MUESTRA La muestra sedebe colectar en frascos de polietileno o de vidrio. Mantener en refrigeracin a 4C hasta el momento del anlisis, en un plazo no mayor de 7 das. INTERFERENCIAS a) Materia orgnica o coloidal en la muestra que causa turbiedad o color que impidan o dificulten la apreciacin del punto final de la titulacin, se elimina mediante oxidacin preliminar a la muestra.


b) Los metales pesados y polifosfatos en las cantidades que normalmente se encuentran presentes en el agua no interfieren con el mtodo; sin embargo, ciertos excesos pueden causar cambios indistintos en el punto final del vire. Para eliminar esta interferencia se recomienda hacer uso de inhibidores. Probando con los tres tipos alternativamente. PROCEDIMIENTO 1. Valoracin de la solucin de E.D.T.A. 1.1 Tomar 10 ml de la solucin estndar de carbonato de calcio y diluir a 50 ml con agua destilada en un matraz erlenmeyer de 250 ml 1.2 Agregar de 1 a 2 ml de solucin amortiguadora (el necesario para llevar la solucin a un pH de 10.0 +/- 0.1) 1.3 Agregar una o dos gotas o una cantidad adecuada del indicador en polvo de negro eriocromo T. 1.4 Titular con la solucin de EDTA, lentamente con agitacin continua, hasta el vire rojo-azul NOTA: Con el objeto de lograr un vire preciso en la titulacin, se sugiere empezar a titular aproximadamente 25 ml de la solucin diluda de carbonato de calcio y una vez logrado el vire, agregar un exceso de titulante, aadir el resto de la solucin y terminar la titulacin. 1.5 Calcular el factor F con la frmula siguiente: mg de CaCO3 en la solucin titulada F= ml de Solucin de EDTA empleados Efectuar un mnimo de 3 titulaciones para aguas contaminadas y aguas residuales. Pretratamiento de la muestra para aguas contaminadas y aguas residuales Tomar un volumen adecuado de muestra en un matraz Erlenmeyer de 250 ml. Acidificar con cido ntrico Llevar a sequedad en un bao Mara o parrilla de calentamiento. Agregar 25 ml de cido ntrico concentrado y calentar cerca del punto de ebullicin hasta reducir el cido a un volumen pequeo Continuar agregando y evaporando porciones de cido ntrico-perxido de hidrgeno (solucin 5:1) hasta ausencia de humos cafs. Disolver los residuos en la cantidad mnima de HCl concentrado y agua caliente. Filtrar, ajustar el pH a 7 con hidrxido de amonio concentrado y aforar a un volumen conocido. Determinacin de la muestra Tomar 50 ml de la muestra o alcuota llevada a 50 ml con agua (se recomienda que el volumen de muestra a tomar no gaste mas de 15 ml de solucin de EDTA). En caso de presentar interferencias en la muestra, usar el inhibidor adecuado. Ajustar a un pH de 10 +/- 0.1 adicionando el volumen necesario de solucin amortiguadora. Agregar 1 o 2 gotas de indicador negro de eriocromo T o una cantidad adecuada de la mezcla sexca. Titular con la solucin de EDTA hasta el vire rojo-azul. Se recomienda que el tiempo de titulacin no pase de 5 minutos desde el ajuste de pH

1.6 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 3. 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5

CALCULOS la concentracin de dureza en mg/l como CaCO3 se calcula con la siguiente frmula: V x 1000 x F Dureza Total =


M Donde: V = ml de solucin de EDTA gastados en la titulacin F = Factor de la solucin de EDTA determinado M = ml de muestra tomada para la titulacin.


PRACTICA No. 9 DETERMINACIN DE CLORO RESIDUAL INTRODUCCIN.La cloracin del agua para suministro y residual sirve principalmente para destruir o desactivar los microorganismos causantes de enfermedades. Una segunda ventaja, especialmente en el tratamiento del agua de bebida, reside en la mejora general de su calidad, como consecuencia de la reaccin del cloro con el amonaco, hierro, manganeso, sulfuro y algunas sustancias orgnicas. La cloracin puede producir efectos adversos. Se puede intensificar el sabor y olor caracterstico de los fenoles y otros compuestos organoclorados potencialmente carcingenos, como el cloroformo. El cloro combinado formado en la cloracin de las aguas con amoniaco o aminas afecta de forma adversa a algunas variedades de vida acutica. Para cumplir el objetivo primario de la cloracin, es esencial utilizar procedimientos analticos adecuados con un conocimiento previo de las limitaciones de las pruebas que quieren realizar. El cloro aplicado al agua en su forma molecular o de hipoclorito sufre una hidrlisis inicial para producir cloro libre consistente en cloro molecular acuoso, cido hipocloroso e ion hipoclorito. La proporcin relativa de estas formas de cloro libre depende del pH y la temperatura. El cloro libre reacciona fcilmente con el amoniaco y ciertos compuestos de nitrgeno, formando cloro combinado. La reaccin del amoniaco con el cloro produce cloraminas, monocloraminas, dicloraminas y tricloruro de nitrgeno. La presencia y concentraciones de estas formas combinadas dependen principalmente del pH, temperatura, proporcin inicial cloro-nitrgeno, demanda absoluta de cloro y tiempo de reaccin. Tanto el cloro libre como el combinado pueden estar presentes simultneamente. SELECCIN DEL MTODO a) Aguas naturales y tratadas: Los mtodos yodomtricos son adecuadas para medir las concentraciones de cloro total superiores a 1 mg/l, pero el punto final de los mtodo amperomtricos poseen mayor sensibilidad. Todos los mtodos yodomtricos cidos sufren interferencias, generalmente proporcionados a la cantidad de yoduro de potasio y H+ aadidos. b) Aguas residuales: La determinacin del cloro total en muestras que contengan materia orgnica plantea problemas especiales. Para aguas que contengan cantidades significativas de materia orgnica, utilizar los mtodos DPD, amperomtricos o mtodo de titulacin yodomtrico de retroceso para impedir el contacto entre la concentracin total del yodo liberado y la muestra. En todos los procedimientos colorimtricos, compensar el color y turbidez por medio de blancos de color y turbidez TOMA DE MUESTRAS Y CONSERVACIN El cloro en solucin acuosa no es estable y su contenido en las muestras o soluciones, especialmente en soluciones poco concentradas, disminuir rpidamente. La exposicin a la luz solar u otra luz fuerte, o la agitacin, aceleran la reduccin del cloro. Por ello, empezar la determinacin del cloro inmediatamente despus de tomar la muestra, evitando el exceso de luz o agitacin. No almacenar las muestras destinadas al anlisis del cloro. FUNDAMENTO DEL METODO El cloro liberar yodo a partir de las soluciones de yoduro de potasio a pH inferior a 8. El yodo libre se valora con una solucin patrn de tiosulfato de sodio (Na2S2O3) con almidn como indicador. La reaccin no es estequiomtrica a pH neutro debido a la oxidacin parcial del tiosulfsato a sulfato, por lo que la valoracin debe hacerse a pH 3-4. INTERFERENCIAS


Interfieren las formas oxidadas del manganeso y otros agentes oxidantes. REACTIVOS 1) Acido actico concentrado 2) Yoduro de potasio en cristales 3) Tiosulfato de sodio 0.1N y 0.025N 4) Biyodato de potasio anhidro en solucin 0.025N 5) Borato de sodio slido 6) Yoduro mercrico 7) Solucin indicadora de almidn PROCEDIMIENTO a) Preparacin de la solucin de tiosulfato de sodio patrn 0.1N: Disulvanse 25 g de Na2S2O3.5H2O en 1 litro de agua destilada recin hervida y adase unos mililitros de cloroformo (CHCl 3) para reducir al mnimo la descomposicin bacteriana. b) Preparacin de la solucin de tiosulfato titulante 0.025N: Por dilucin de la solucin 0,1N prepare 1 litro de esta solucin como se ha indicado antes, con agua destilada recin hervida. Adanse 4 g de borato de sodio y 10 g de solucin de yoduro mercrico por litro. c) Preparacin de la solucin estndar: Disulvanse 3.249 g de biyodato de potasio anhidro KH(IO3)2, calidad estndar primario, o 3,567 g de KIO3 secado a 103C durante 1 hora, en agua destilada y dilyase a l litro para obtener una solucin 0.1N. De esta solucin patrn prepare por dilucin una solucin 0.025N. Consrvese ambas soluciones en frascos con tapn de vidrio. d) Valoracin de la solucin de tiosulfato 0.025N: Adase a 80 ml de agua destilada, con agitacin constante 1 ml de H2SO4 concentrado, 10 ml de solucin de biyodato 0.025N y 1 g de KI. Titlese inmediatamente con solucin de Na2S2O3 0.025N hasta que casi desaparezca el color amarillo del yodo liberado. Adase 1 ml de solucin indicadora de almidn y continese la valoracin hasta la desaparicin total de color azul. La solucin titulante patrn es equivalente a 886.3 g de Cl como Cl2/1.00 ml. e) Determinacin de la muestra: Colquense en un matraz una cantidad adecuada de muestra (de 50 a 100 ml), y aada 5 ml de cido actico, o cantidad suficiente para reducir el pH hasta un valor comprendido entre 3 y 4 agregue alrededor de 1 g de KI, calculado sobre una esptula, mezcle la solucin con una varilla de agitacin. Titlese la muestra fuera de la luz solar directa con solucin de tiosulfato de sodio 0.025N colocada en la bureta hasta que casi desaparezca el color amarillo del yodo libre. Adase 1 ml de solucin de almidn y valrese hasta la desaparicin del color azul. Repita la operacin con otras dos muestras. Titulacin del blanco: Corrjase el resultado de la valoracin de la muestra, determinando la contribucin del blanco por las impurezas oxidantes o reductoras del reactivo. El blanco compensa tambin la concentracin del yodo ligado al almidn en el punto final. Tmese un volumen de agua destilada correspondiente a la muestra usada para titulacin, adale 5 ml de cido actico, 1 g de KI y 1 ml de solucin de almidn. Realcese la valoracin del blanco en la siguiente forma. Si aparece un color azul titlese con Na2S2O3 0.025N, hasta desaparicin de color azul y regstrese el resultado como B. Si no aparece el color azul el valor de B es cero.

f)


Antes de calcular la concentracin de cloro, rstese la titulacin del blanco al de la muestra. CALCULOS Para Determinar el cloro residual total disponible en la muestra de agua mg Cl como Cl2/l = ( A B ) x N x 35.45 ml de muestra donde A = Volumen de tiosulfato utilizado en la titulacin de la muestra B = Volumen de tiosulfato utilizado para el blanco N = Normalidad del Na2S2O3


PREPARACIN DE SOLUCIONES OBJETIVO. Que el alumno aprenda a preparar soluciones de concentraciones normales y molares, las cuales valorar y utilizar para la determinacin de sus muestras problemas. PRELABORATORIO 1.- D el concepto de solucin. 2.- Defina: mol, peso molecular, peso equivalente gramo. 3.- D el concepto de agua destilada. 4.- Cmo se forma una solucin saturada? 5.- Qu es la solubilidad de un compuesto? MATERIAL POR EQUIPO 4 Matraces aforados de 250 ml. 4 Vasos de precipitado de 50 ml 2 agitadores con gendarme 2 Vasos de precipitado de 250 ml 1 Vaso de precipitado de 1000 ml DESARROLLO 1.- Efectuar los clculos correspondientes de masa y volumen para cada una de las soluciones a preparar, a partir del conocimiento de la pureza y densidad de los reactivos. 2.- Para la solucin de hidrxido de sodio 0.1N se usa agua hervida y fra, esto con la finalidad de eliminar el bixido de carbono del agua y evitar que reaccione con el hidrxido de sodio y se formen carbonatos de sodio. 3.- En la preparacin de soluciones de cidos recuerde que por seguridad primero se coloca una cantidad de agua destilada en el matraz volumtrico y luego se vierte el cido ( esto para evitar que se generen proyecciones por la reaccin exotrmica), a continuacin se afora con agua destilada hasta el volumen deseado. 4.- La solucin de permanganato de potasio 0.1N debe prepararse disolviendo la sal en agua llevndola a ebullicin durante una hora y debe dejarse en reposo durante una noche antes de filtrarse y valorarse. 5.- Para la preparacin de la solucin de nitrato de plata 0.1N es conveniente disolver rpidamente la sal, aforar y enseguida trasvasarla al frasco ambar, de esta manera se evita la oxidacin de la solucin por la accin de la luz. CUESTIONARIO 1.- Presentar los clculos realizados para cada una de las soluciones. 2.- Mencione las precauciones que tom en la preparacin de cada una de las soluciones. 1 Tripie 1 rejilla con asbesto 1 Mechero 1 Pizeta de 500 ml 1 Pipeta graduada de 5 ml


ANALISIS POR NEUTRALIZACION GENERALIDADES El estudio de las reacciones de neutralizacin ha dado origen a diversas teoras respecto a lo que son los cidos y las bases, y como reaccionan. Asimismo, se han formulado leyes que pueden expresarse matemticamente, y cuya aplicacin constituye una gran parte de la teora de la neutralizacin. Las ideas actuales sobre cidos y bases encuentran su expresin en dos conceptos. El ms general, el de Lewis, rara vez se emplea en la exposicin de los fenmenos cido-bsicos. Las definiciones de Brnsted y Lowry son una modificacin de conceptos ms antiguos, y se aplican con facilidad a los problemas de neutralizacin. Los mtodos volumtricos de alcalimetra y acidimetra tienen como fundamento la accin mutua entre cidos y base, es decir, reacciones de neutralizacin; mediante soluciones alcalinas de concentracin conocida, al hacerlas actuar cuantitativamente sobre soluciones de cidos, se determina la cantidad de stos (Acidimetra), e inversamente, disponiendo de soluciones valoradas de cidos, se determina la cantidad de substancias alcalinas (Alcalimetra). Estas reacciones de neutralizacin estn basadas en la unin de iones H+ con iones OH-, para dar lugar a la formacin de agua, segn la ecuacin: H+ + OH- = H2O de acuerdo con la cual, cuando una solucin alcalina ha sido neutralizada por una solucin cida, conociendo la cantidad de cido empleada en la reaccin, es fcil calcular la cantidad de base que neutraliz, si se tienen en cuenta los pesos equivalentes de uno y de otro compuestos. No nicamente los cidos y las bases propiamente dichos son valorados por mtodos de neutralizacin, sino tambin aquellas sales que, por estar formadas por un cido dbil y una base fuerte, den lugar al fenmeno llamada hidrlisis. En el laboratorio se acostumbra preparar y estandarizar la solucin de un cido y una base. Estas dos soluciones entonces se pueden utilizar para el anlisis de muestras desconocidas de cidos y bases. Se prefiere utilizar un cido como estndar de referencia permanente, ya que las soluciones cidas se conservan con mayor facilidad que las soluciones bsica. Se deben considerar los siguientes factores al elegir un cido para una solucin estndar: (1) el cido debe ser fuerte, esto es, altamente disociado; (2) el cido no debe ser voltil; (3) la solucin del cido no debe ser estable; (4) las sales del cido deben ser solubles y (5) el cido no debe ser un agente oxidante fuerte para que no destruya los compuestos orgnicos que se utilizan como indicadores. El cido clorhdrico y el sulfrico son los ms se emplean para preparar soluciones estndar, aunque ninguno de los dos satisface todos los requisitos anteriores. Las sales de cloruro de plata, de plomo y de mercurio (l) son insolubles, as como los sulfatos de los metales alcalinotrreos y de plomo. Sin embargo, en la mayora de las aplicaciones de las titulaciones cido-base, esto no representa un problema. El cloruro de hidrgeno es un gas, pero no se volatiliza en forma apreciable a partir de las soluciones que se preparan en el rango de concentraciones que normalmente se utiliza, debido a que en solucin acuosa est muy disociado. Una solucin con una concentracin de 0.5N se puede hervir


durante algn tiempo sin que pierda el cloruro de hidrgeno, siempre y cuando no se permita que la solucin se concentre por evaporacin. El hidrxido de sodio es la base que ms se utiliza. El hidrxido de potasio no ofrece ninguna ventaja sobre el de sodio y es ms caro. El NaOH siempre est contaminado con pequeas cantidades de impurezas, de las cuales la ms grave es el carbonato de sodio. Cuando en una solucin de NaOH se absorbe el CO2 sucede la siguiente reaccin: CO2 + 2 OHCO32- + H2O

El ion carbonato es una base, pero se combina con el ion hidrgeno en dos etapas: CO32- + H3O+ HCO3- + H3O+ HCO3- + H2O H2CO3 + H2O (1) (2)

Si se utiliza fenolftalena como indicador, el cambio de color ocurre cuando la reaccin (1) se completa, esto es, cuando el ion carbonato ha reaccionado slo con un ion H3O+. Esto ocasiona un error, puesto que para la formacin de un CO32- se utilizaron dos iones OH-. Si se utiliza anaranjado de metilo como indicador, el cambio de color sucede cuando la reaccin (2) se completa y no existe ningn error, ya que cada ion CO32- se combina con dos iones H3O+. Sin embargo, la fenolftalena es el indicador adecuado para las titulaciones de cidos dbiles y, si el titulante ha adsorbido CO2, se originar un error. El mtodo ms comn que se emplea para evitar el error por carbonato es preparar NaOH libre de carbonato y proteger la solucin del aire para que no absorba CO2. La solucin de NaOH libre de carbonato se puede preparar con facilidad a partir de una solucin concentrada de esta base. El carbonato de sodio es insoluble en la solucin concentrada de NaOH y se asienta en el fondo del recipiente. La solucin se decanta del Na2CO3 y despus se diluye a la concentracin deseada. Entonces se almacena en un frasco que contenga un material slido (cal mezclada con NaOH o ascarita) capaz de absorber el CO2 del aire que llegue a penetrar. Las soluciones cido-base que se emplean en el laboratorio por lo general estn en un rango de concentracin cerca de 0.05 a 0.5 N, la mayora son 0.1 N. Con las soluciones de estas concentraciones se gastan volmenes razonables (de 30 a 50 ml) al titular muestras que tienen tamao conveniente al pesarlas en una balanza analtica.


LABORATORIO DE QUIMICA ANALITICA II PRACTICA No. 1 ACIDIMETRIA OBJETIVO: Preparar soluciones valoradas y aplicarlas en la determinacin de la concentracin de muestras problemas y comerciales. GENERALIDADES Las soluciones acidimtricas sirven para titular o determinar las bases. Estn representadas por los cidos fuertes y dbiles. Los cidos ms comunes usados en la neutralizacin son: cido clorhdrico, cido sulfrico, etc. Ninguno de los cidos mencionados puede servir de sustancia patrn o estndar primario, antes de ser usados en la neutralizacin deben ser valorados. Una solucin de un cido puede ser valorada con estndar primario como lo es el carbonato de sodio qumicamente puro (q.p.) o con una solucin alcalina cuya normalidad es conocida.

REACCION 2 H+ + Na2CO3 INDICADOR: Anaranjado de metilo Medio alcalino Anaranjado Material Balanza analtica Matraz volumtrico Matraz Erlenmeyer Vasos de precipitado Bureta Pipetas graduadas y volumtricas Soporte universal Probeta graduada Piseta Pinza para bureta Esptula Medio cido Rojo Reactivos Acido clorhdrico concentrado Anaranjado de metilo. Carbonato de sodio anhidro 2 Na+ + H2O + CO2

PROCEDIMIENTO: 1. Realice los clculos para preparar 500 ml de cido clorhdrico o sulfrico 0.1N. Reporte clculos al profesor para su revisin. los


2.

Tomando en cuenta las precauciones necesarias prepara la solucin del cido en un matraz volumtrico de 500 ml y trasvselo a un frasco previamente lavado. Antes de trasvasar el lquido, enjuague el frasco con una pequea cantidad del cido preparado. Una vez preparada la solucin cida efecte la valoracin con el patrn primario carbonato de sodio anhidro, de la manera siguiente: 1) Secar en un pesafiltro el carbonato de sodio anhidro a 110C durante 2 horas. 2) Pesar por diferencia 3 muestras de 0.1 g (+/- 10%) de carbonato de sodio, tomndolo del pesafiltro. Coloque cada muestra en un matraz Erlenmeyer de 250 ml y disuelva con 50 ml de agua destilada. 3) Monte un equipo de titulacin, colocando en la bureta -previamente enjuagada con la solucin del cido- la solucin del cido que se desea valorar. Tener precaucin al llenar la bureta, ya que no deben existir burbujas en el cilindro de sta. 4) Aadir a cada matraz, 2 3 gotas de indicador anaranjado de metilo. Titule con el cido cada matraz hasta que el indicador vire de anaranjado a color .canela. Anote el vomunen gastado para cada matraz. 5) Calcule la normalidad del cido usando el peso equivalente de Na2CO3 FORMULA gramos de muestra N= V gast del cido X meq del Na2CO3

3.


DETERMINACION DE BASES OBJETIVO Determinar la concentracin bsica de una muestra, mediante la titulacin acidimtrica. GENERALIDADES En la determinacin de bases fuertes y dbiles se usan las soluciones acidimtricas representadas principalmente por los cidos clorhdrico y sulfrico. Las soluciones de las bases fuertes se diluyen y se titulan con dichos cidos, utilizando como indicador anaranjado de metilo o fenolfatalena. Las soluciones de las bases dbiles generalmente se titulan indirectamente, o sea, se agrega a la solucin de una base dbil una cantidad conocida de cido y ste se titula de nuevo con hidrxido. De la diferencia se determina la cantidad de cido que se ha combinado con la base cuya concentracin es buscada.. Para la titulacin acidimtrica se usan con ventaja los cidos fuertes, los cuales se colocan en la bureta, agregando gota a gota a la solucin titulada. Al usar indicador anaranjado de metilo, se recomienda primero efectuar las pruebas en tubos de ensayo con cido e hidrxido, agregando a cada uno gotas de anaranjado de metilo con el fin de observar la coloracin de la solucin. PROCEDIMIENTO 1. Solicite la muestra problema en un matraz volumtrico de 100 ml. etiquetado con nombre y nmero de equipo. Una vez recibida su muestra diluyala con agua destilada hervida y fra, hasta el aforo matraz. su

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del

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Una vez aforada su muestra, homogenizela y con una pipeta volumtrica de 10 ml, previamente lavada y enjuagada con la solucin problema, tome una alcuota de la muestra y depositela en un matraz Erlenmeyer de 250 ml. Aada al matraz que contiene la alcuota de la muestra, 50 ml de agua destilada hervida y fra y dos gotas del indicador anaranjado de metilo y homogenize. Prepare la bureta con el cido y titule la solucin muestra hasta el cambio color. notable de

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Repita el anlisis con otras dos muestras y trabajarlas en las mismas condiciones.

CALCULOS Frmula empleada: (V gastado) (Normalidad) (meq de la muestra) (dilucin) (100) g% = Alcuota


DETERMINACION DE MEZCLA DE CARBONATOS EN EL AGUA MINERAL FUNDAMENTO: El carbonato de sodio es una sal dbil que se ioniza en dos pasos. Al titular el carbonato de sodio de un cido fuerte, se producen dos cambios de pH, el primero cuando el carbonato se ha transformado a bicarbonato de sodio y el segundo, cuando el bicarbonato de sodio se ha neutralizado a cido carbnico. El segundo es notable porque el cido carbnico es inestable y se descompone en dixido de carbono. TECNICA: 1. - Medir una muestra de 25 o 50 ml y colocarla en un matraz erlenmeyer. Adicionar dos o tres gotas de fenolftalena como indicador. Titular con HCl estndar hasta el punto final. Solo se titula el carbonato. Anotar el volumen gastado como V1. 2. - Adicionar al mismo matraz dos o tres gotas de anaranjado de metilo como indicador y continuar la titulacin hasta el punto final del indicador. Se valora el bicarbonato que exista inicialmente, ms el bicarbonato de la reaccin anterior y que corresponde a la mitad del carbonato de la mezcla. 3. - Tomar la lectura de los ml gastados en la segunda titulacin como V2. Calcular los porcentajes de carbonatos y bicarbonatos de la mezcla. 4. - Hacer por triplicado el anlisis.

CALCULOS: V1= Volumen empleado en la primera titulacin y corresponde la mitad del carbonato. V2= Volumen de cido de la segunda titulacin, equivale al bicarbonato ms la mitad del carbonato. FORMULAS:

g de CO3=

2V1(Normalidad del HCl) (meq. del carbonato) _______________________________________ Alcuota

g de HCO3=

(V2-V1) (Normalidad del HCl) ( meq. del bicarbonato) _____________________________________________ Alcuota


LABORATORIO DE QUIMICA ANALITICA I CUESTIONARIO 1. Por qu emple el carbonato de sodio como patrn primario en la valoracin del cido? Qu orto patrn primario pudo haber utilizado para valorar el cido? Qu es un indicador cido-base? Mencione por lo menos cinco indicadores que pueden utilizarse en las valoraciones de cido-base. Cul es la frmula desarrollada del anaranjado de metilo? Explique por que cambio de color el anaranjado de metilo en una valoracin cidobase? Qu otro indicador podra utilizar para valorar la solucin cida empleada? Qu es el peso equivalente de un cido? y el meq? En la determinacin del problema bsico, por qu no utiliz como indicador la fenolftalena? Escriba las reacciones que se producen en la determinacin de carbonatos del agua mineral.

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LABORATORIO DE QUIMICA ANALITICA I


ALCALIMETRIA OBJETIVO Preparar soluciones alcalimtricas valoradas para aplicarlas en la determinacin de la concentracin de substancias cidas. GENERALIDADES En las titulaciones de alcalimetra se emplea una solucin valorada de un lcali fuerte, el cual por ragla general es el hidrxido de sodio; con menos frecuencia se usan el de potasio o el de bario. La solucin de hidrxido de sodio no se puede preparar pesando exactamente una cantidad de l, en virtud de que siempre contiene cantidades apreciables de impurezas, considerndose entre ellas la humedad; este hidrxido de sodio es muy higroscpico y tiene tambin la tendencia a fijar el carbnico del aire para dar carbonatos. Para preparar la solucin se procede a pesar rpidamente y sin mucha exactitud la cantidad correspondiente al volumen y normalidad de solucin que se desea preparar. Si la pesada se hace lentamente, el hidrxido se carbonata superficialmente, de donde resultan errores al emplear ciertos indicadores, como la fenolftalena. Para valorar la solucin de hidrxido de sodio se emplea un estndar primario, como cido oxlico, cido benzoico, cido siliclico, etc., o bien sus sales respectivas. El mtodo ms cmodo, es el que utiliza una solucin valorada de cido. Material Balanza analtica Vidrio de reloj Matraz volumtrico de 500 ml Matraz Erlenmeyer Bureta Pipeta volumtrica Vasos de precipitado Soporte universal Pinza para bureta Piseta Perillas Probeta graduada Esptula Reactivos Sol. de cido valorada Hidrxido de sodio Fenolftalena

PROCEDIMIENTO 1. Realice los clculos para preparar 500 ml de hidrxido de sodio c.a. 0.1N. Reporte los clculos al profesor para su revisin. Tomando en cuenta las precauciones necesarias, prepare la solucin de hidrxido de sodio en un matraz volumtrico de 500 ml (afore con agua destilada libre de carbonatos), y trasvselo a un frasco previamente lavado y con tapa de plstico. Antes

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de trasvasar el lquido, enjuague el frasco con una pequea cantidad de la solucin preparada. 3. Una vez preparada la solucin de hidrxido de sodio, efecte la valoracin con la solucin valorada de cido, en la forma siguiente: 1) Vierta en un matraz Erlenmeyer de 250 ml, 10 ml de la solucin de cido valorada y diluya con 50 ml de agua destilada. Agregue 2-3 gotas de fenolftalena y mezcle bien la solucin. 2) Llene la bureta con la solucin de hidrxido de sodio a valorar y deje caer en el matraz que contiene el cido, la solucin de hidrxido de sodio, agitando el matraz suavemente y dejando que se mezclen las soluciones. 3) El punto final de la titulacin es cuando la coloracin rosa que aparece al caer la gota de la bureta, persiste por los menos 15 segundos, despus de este tiempo el color desaparece gradualmente. 4) Repita la titulacin por lo menos dos veces ms. 5) A partir del consumo de NaOH durante la titulacin con la solucin de cido, clcule la normalidad exacta del hidrxido de sodio. CALCULOS Frmula: NaOH N1V1 = HCI N2V2


LABORATORIO DE QUIMICA ANALITICA I CUESTIONARIO 1. Qu recomendaciones se deben tomar en cuenta para preparar la solucin de hidrxido de sodio? Por qu en la valoracin del hidrxido de sodio se emplea como indicador la fenolftalana y no el anaranjado de metilo? Por qe no se debe guardar la solucin de hidrxido de sodio en un recipiente con tapn de vidrio? Escriba las reacciones efectuadas en la determinacin del contenido de cido actico en el vinagre? Escriba la frmula de la fenolftalena. Cul es la reaccin que se produce cuando el indicador cambia de color en el proceso de titulacin? Por qu es recomendable hacer las determinaciones por triplicado? Qu tipo de titulacin efecta en la la determinacin de la eficiencia de un anticido? Directa o indirecta? Explique su respuesta. Qu aplicaciones industriales tiene la preparacin y valoracin de las soluciones cido-base? Qu es el pH y cmo influye en l la concentracin de los cidos y bases?

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LABORATORIO DE QUIMICA ANALITICA ANALISIS POR PRECIPITACION ARGENTOMETRIA OBJETIVO: Comprender los conocimientos fundamentales del anlisis por precipitacin Preparar soluciones argntometricas estndard. Valorar las soluciones estndar y aplicarlas en la resolucin de problemas. GENERALIDADES: Existe en el anlisis volumtrico un grupo de reacciones de sustitucin en las que uno de los productos es insoluble, y por esto, a los mtodos que tienen como base la formacin de un precipitado, se les denomina volumetra por precipitacin. En las reacciones ms importantes intervienen los iones plata, por lo que tambin se le designa bajo el nombre de argentometra, aun cuando en algunos casos se hace uso de otras reacciones de precipitacin en las que no interviene aquel elemento. El principio de la determinacin argentmetrica est basado en la formacin de las sales poco solubles en el punto de equivalencia, o sea, la formacin de los precipitados poco solubles. Sobre la formacin de tales precipitados, nos informa el producto de la solubilidad Kps. El fin de la precipitacin es detectado con los indicadores adecuados. Los indicadores, generalmente, actan de tal manera que en el punto de equivalencia cambian de color. En argentometra, aprovechamos la serie de reacciones qumicas que conducen a la formacin de precipitados poco solubles. A este grupo de determinaciones volumtricas pertenecen los mtodos para la determinacin de cloruros, yoduros, bromuros, cianuros, la determinacin de los precipitados pocos solubles obtenidos en la titulacin de las sales de zinc con ferrocianuros potsico, los precipitados de fosfatos en el anlisis de fertilizantes, los precipitados formados en los anlisis de orina, etc. Los mtodos empleados en este tipo de anlisis son: a) Mtodo de Volhard. Es una valoracin de Ag+ con solucin patrn de KSCN, da la formacin de un precipitado blanco y cuando la reaccin es completa la primera porcin de tiocianato aadida forma un color rojo con el indicador de alumbre ferrico. Mtodo de Mohr Es una valoracin del ion Cl- con nitrato de plata estndar y como indicador una sal soluble de cromato, cuando la precipitacin del cloruro termina, el primer exceso de plata reacciona con el cromato para formar un precipitado rojo de cromato de plata. Mtodo de Fajans Es la valoracin de cloruros con solucin patrn de nitrato de plata utilizando fluorescena como indicador, cuando se aade una pequea cantidad de nitrato de plata a una disolucin de cloruro, ste se absorbe fuertemente sobre las partculas de cloruro de plata coloidal formada, alcanzado el punto estequiomtrico el primer exceso de Ag+ atrae al anin de la fluorescena dando un color rosado.

b)

c)


d)

Mtodo de Gay-Lussac: mtodo del punto claro El precipitado coloidal de cloruro de plata est estatulizado, prximo al punto estequiomtrico el ion estatulizante se separa por precipitacin y el precipitado se coagula y sedimenta. La valoracin se completa hasta que no aparezca ms precipitado o turbidez. Mtodo de Volhard indirecto Es un mtodo indirecto cuyo fundamento es la adicin de un exceso medido exactamente de nitrato de plata, el exceso de ion plata se valora por retroceso con solucin patrn de sulfocianuro de potasio y alumbre frrico como indicador. Para evitar errores en el punto final se separa por filtracin el cloruro de plata y valorando el filtrado y las aguas de lavado con tiocianato. Caldwell modific el mtodo aadiendo una pequea porcin de nitrobenceno a la suspensin.

e)


PREPARACION Y VALORACION DE SOLUCIONES ARGENTOMETRICAS GENERALIDADES: En argentometra, con frecuencia, se usan soluciones volumtricas 0.1 N de nitrato de plata, cloruro y tiocianato amnico. Sus equivalentes corresponden a un mol de la sustancia respectiva. El cloruro de sodio sirve como estndar primario, o sea, puede ser utilizado en la valoracin de soluciones volumtricas exactas. El nitrato de plata se prepara con la normalidad aprximada y se valora con cloruro de sodio o con otra solucin volumtrica utilizada en argentometra. La indicacin del final de la titulacin puede efectuarse en tres distintas formas, segn la naturaleza de la reaccin. a) Primer tipo de indicacin: indicacin mediante turbulencia. Se observa la solucin volumtrica cerca del punto de equivalencia. Cuando la titulacin ha terminado, al agregar la solucin volumtrica, sta no forma turbulencia en la solucin sobre el precipitado sedimentado. b) Segundo tipo de indicacin: El fin de la titulacin se observa mediante un indicador que se agrega a la solucin titulada; y en el punto de equivalencia aqul cambia de color (K 2CrO4). c) Tercer tipo de indicacin: La titulacin ha llegado a su fin cuando al gregar el indicador a la solucin titulada, forma con el precipitado cogulos, los cuales se colorean como la solucin (eosina o fluoresceina). PROCEDIMIENTO a) Preparacion de la solucin de Nitrato de plata 0.1 N. Para preparar un litro de solucin decinormal, se pulverizan 18 g de nitrato de plata Q.P. y se ponen en un pesafiltros, se lleva a la estufa y se deja secar durante una hora a 150C; se deja enfriar en un desecador. Para preparar una solucin exactamente decinormal son necesarios 16.994 g de nitrato de plata por litro de solucin, Sin embargo se recomienda preparar la solucin y estndarizarla con un patrn primario. Realice los cculos para preparar 250 ml de una solucin 0.1 N de AgNO 3, tomando en cuenta el peso molecular y la pureza de la sal. Pese en un vaso de precipitado la cantidad calculada y disuelva la sal con 50 ml de agua destilada. Transfiera la solucin a un matraz aforado y diluya hasta la marca de aforo del matraz. Una vez aforada la solucin, mezclela bien y pasela a un frasco limpio y seco de color mbar. Etiquete el frasco y proteja la solucin de la luz solar lo mximo posible.

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b)

Preparacin de la solucin 0.1 N de sulfucianuro de potasio.


El sulfucianuro de otasio es una sal que presenta cierta tendencia a ser hidroscpica. Se puede secar colocndola primero en el desecador y despus en la estufa una hora a 120150C. Pero ew preferible pesar aprximadamente la cantidad correspondiente a la solucin deseada, y valorar sta con nitrato de plata estandarizado. En lugar del sulfocianuro de potasio, puede usarse tambin el de amonio. Para preparar una solucin 0.1 N de KSCN se debera emplear el peso equivalente dividido entre 10, el cual es de 9.717 g. Si se parte de la sal sin secar, se aconseja pesar alrededor de 11 g para un litro de KSCN o de NH4SCN. 1. Haga los clculos para preparar 250 ml de solucin 0.1 N de KSCN o de NH 4SCN, tomando en cuenta el peso molecular y la pureza indicado en el frasco de reactivo. Pese la cantidad indicada por el profesor y diuelva la sal en un vaso de precipitado con 50 ml de agua destilada. Transfiera la solucin disuelta al matraz aforado y diluya hasta la marca de aforo del matraz. Mezcle bien la solucin y psela a un frasco limpio y seco de color mbar. Etquetelo y guardelo.. ESTANDARIZACION DE LAS SOLUCIONES ARGENTOMETRICAS. a) Solucin de nitrato de plata 0.1N Se puede estandarizar por dos procedimientos: A partir de una solucin exactamente 0.1 N de cloruro de sodio: Pese en una balanza analtica 0.585 g de cloruro de sodio seco y puro y disuelva con agua destilada en un vaso de 50 ml, traspase la solucin, con mucho cuidado, a un matraz aforado de 100 ml y complete el volumen hasta la marca. Mezcle bien, y con una pipeta volumtrica de 10 ml, previamente lavada y enjuagada con agua destilada y con la solucin de NaCl, tome 3 muestras y coloque cada una en un matraz Erlenmeyer.

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1)

Agregue cada muestra depositada en el matraz, 50 ml de agua destilada y aada a cada una, 0.5 ml de solucin de cromato de potasio al 5%. Mezcle bien las soluciones y titule cada una de las muestras, agitando la solucin en forma constante hasta que el color rojizo del cromato de plata comience a dispersarse a travs de la solucin, lo que seale que est a punto de alcanzarse el punto final. La formacin de grumos de cloruro de plata tambin es una indicacin de que se acerca el punto final. La adicin del nitrato de plata se contina gota a gota hasta lograr un cambio de color permanente del amarillo del ion cromato al rojizo del precipitado de cromato. Titule las otras dos muestras de la misma forma. Calcule la normalidad de la solucin de cloruro de sodio y de nitrato de plata que titul. Frmulas: Peso equivalente N = Volumen 2) Pesadas individuales: Pese con exactitud tres muestras de cloruro de sodio seco y puro de 0.1 a 0.15 g cada una en un matraz Erlenmeyer de 250 ml. Disuelva cada muestra en 50 ml de agua N1V1 = N2V2


destilada y agregue 0.5 ml de solucin de cromato de potasio al 5%. Titule la primera muestra con nitrato de plata, agitando la solucin en forma constante hasta que el color rojizo del cromato de plata sea permanete. Si se desea se puede correr una prueba del indicador en blanco. Titule las otras dos muestras de la misma forma y calcule la normalidad de la solucin de nitrato de plata. Prueba del indicador: Para determinar el blanco del indicador, se adicionan 0.5 ml de indicador a 100 ml de agua destilada a la cual se le aade unos dcimos de gramo de carbonato de calcio libre de cloruro. esto da una turbidez similar a la de la titulacin real. Se agita la solucin y se adiciona gota a gota el nitrato de plata hasta que el color sea igual al de la solucin que se titul. El blanco no debe exceder de 0.05 m. Frmula: N = (V gast del AgNO3)( meq NaCl) b) Solucin de Sulfocianuro de potasio o amonio Para la estandarizacin de esta solucin se emplea una solucin valorada de nitrato de plata; para ello se mide con una pipeta volumtrica 10 ml de la solucin de nitrato de plata valorada y se coloca en un matraz Erlenmeyer de 250 ml. Se adicionan 50 ml de agua destilada y 5 ml de cido ntrico 1:1 y 1 ml de solucin de alumbre amnico frrico como indicador. La solucin de sulfocianuro por titular se pone en la bureta y se deja caer lentamente, agitando la solucin en forma constante hasta que el color rojizo comience a dispersarse a travs de la solucin. El punto final lo marca la aparicin del color rojizo del complejo tiocinato-hierro. grs. de cloruro de sodio

Titule otras dos muestras de solucin de nitrato de plata con el tiocinato. Calcule la normalidad de la solucin de tiocinato con la frmula N1V1 = N2V2


DETERMINACION DE CLORUROS METODO DIRECTO FUNDAMENTO: El mtodo directo para la determinacin de cloruro segn Mhor consiste en adicionar gota a gota solucin de nitrato de plata en presencia de cromato de potasio como indicador, la formacin de cromato de plata de color rojizo indica que el final de la reaccin se alcanza. La determinacin tiene su fundamento en la siguiente reaccin: Ag+ Ag+ PROCEDIMIENTO: 1. Solicite su muestra problema en un matraz aforado de 100 ml con anteriorida y complete el volumen con agua destilada. Pipetee una muestra de 10 ml con una pita volumtrica y coloquela en un matraz Erlenmeyer de 250 ml y aadale 50 ml de agua destilada. Agregue 10 gotas del indicador cromato de potasio, mezcle bien la solucin y titule agitando el matraz en forma constante hasta la aparicin del color rojizo del cromato de plata. Repita el anlisis con otras dos muestras. Anote el volumen gastado en cada muestra y calcule la cantidad de cloruros contenidos en la muestra. (V x N del AgNO3) (meq del Cl-) (aforo) (100) g% = Alcuota DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUAS FUNDAMENTO: La determinacin de cloruros en aguas utiliza el mtodo argentomtrico, por lo cual se fundamenta en la siguiente reaccin: Ag+ PROCEDIMIENTO: 1. Colocar 100 ml de muestra en un matraz erlenmeyer (en el ceso del agua de mar consultar con el profesor). Ajustar el pH en un intervalo de 7 a 10 con solucin de cido sulfrico o hidrxido de sodio. + ClAgCl + CIAgCl Ag2CrO4

+ K2CrO4

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Frmula:

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Adicionar 1 ml del indicador de cromato de potasio al 5%. Titular con la solucin valorada de nitrato de plata hasta la aparicin de color rojizo del cromato de plata. Hacer un blanco con agua destilada, repitiendo los mismos pasos realizados en la muestra. (A - B) ( N ) (meq del Cl-) mg/l de Cl = ml de muestra-

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CALCULOS:

NOTA: HACER LAS DETERMINACIONES DE CLORUROS EN AGUA POTABLE, POZO, INDUSTRIAL Y DE MAR.


LABORATORIO DE QUIMICA ANALITICA II DETERMINACION DE CLORUROS METODO INDIRECTO

FUNDAMENTO: Este mtodo se basa en hacer reaccionar el halogenuro con solucin valorada de nitrato de plata en exceso, y titular ese exceso con solucin valorada de sulfocianuro, en presencia de alumbre frrico amnico como indicador. Para prevenir la redisolucin del cloruro de plata se adiciona un poco de nitrobenceno. PROCEDIMIENTO 1. De la muestra problema anterior pipetee una alcuota de 5 ml y depostela en un matraz Erlenmeyer de 250 ml. Aada 5 ml de cido ntrico 1:1 y mezcle. Con una bureta o con una pipeta volumtrica de 25 ml, agregue 25 ml de solucin estndar de nitrato de plata y agite la solucin para que el precipitado se conglomere. frrico-

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4. A continuacin agregue 1 ml de nitrobenceno y 1 ml de solucin de alumbre amnico como indicador. 5.

Titular el exceso de nitrato de plata con solucin estndar de sulfocianuro hasta cambio o vire del indicador. (V1N1 - V2N2) (meq Cl- ) (Aforo) (100) g% = Alcuotas N1V1 del AgNO3 N2V2 del KSCN o NH4SCN

CALCULOS


LABORATORIO DE QUIMICA ANALITICA II DETERMINACION DE PLATA FUNDAMENTO Este mtodo consiste en titular con solucin valorada de sulfocianuro de potasio o de amonio, empleando una sal frrica como indicador. La reaccin entre los iones plata y el tiocianato es la siguiente: Ag+ + SCNAgSCN

Cuando se ha llegado al punto final, un ligero exceso de tiocianato forma una coloracin pardo rojiza, debido a la formacin del ion complejo ferritiocianato. La reaccin con el indicador es la siguiente: 2 Fe+++ + 6 SCNFe Fe(SCN)6 Fe+++ + Fe(SCN)6

PROCEDIMIENTO: 1. 2. 3. Solicitar la muestra en un matraz volumtrico de 100 ml. Diluir la muestra con agua destilada hasta la marca de aforo del matraz. Tomar una alcuota de 10 ml y ponerla en un matraz Erlenmeyer de 250 ml y diluir con 50 ml de agua destilada. Adicionar 5 ml de cido ntrico 1:1 y 1 ml de la solucin indicadora de sal frrica. Titular con la solucin de tiocianatoal principio se produce un precipitado blanco, que da a la solucin una apariencia lechosa y cada gota de tiocianato produce una mancha pardo rojiza que desaparece por agitacin. Finalmente, cuando una gota de la solucin de sulfocianuro produce una dbil coloracin pardo que no desaparece por agitacin, se ha llegado al punto final. Repetir la operacin anterior con otras dos muestras.

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CALCULOS: ( V ) ( N ) (meq Ag) (Aforo) (100) g% de Ag = Volumen de muestra


CUESTIONARIO 1. Cules son la normalidad y la concentracin en cloruro de una solucin de nitrato de plata preparada disolviendo 15.4191 g de nitrato de plata puro, en agua y diluyendo hasta un litro? Si para valorar 0.2400 g de NaCl 99.72% puro se emplearon 32.51 ml de una solucin de nitrato de plata, cul es la normalidad de esta solucin? Una muestra de cloruro, con peso de 0.3176 g se disolvi y valor con 41.98 ml de una solucin de nitrato de plata 0.1044 N. Qu porcentaje de cloruro haba en la muestra? En un anlisis de plata o de un cloruro, cmo se evita un falso viraje? Cul es el principio de los indicadores de adsorcin? Cul es la normalidad de una solucin de un tiocianato si una muestra de 0.4117 g de plata pura requiri para su valoracin 42.09 ml de dicha solucin?. Cul es la concentracin en plata de la solucin de tiocianato? Investigue qu es nefelometra y cules substancias pueden determinarse mediante este mtodo? De las muestras analizadas, indique los mtodos empleados para cada una. Explique, qu es el Kps y cmo se determina? En la valoracin de la solucin de nitrato de plata qu mtodo utiliz?. Explique su respuesta. Cul es el objetivo de realizar un blanco del indicador? Qu diferencias encontr determinacin de cloruros. entre el mtodo directo e indirecto para la

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Qu importancia industrial tiene la determinacin de cloruros?


LABORATORIO DE QUIMICA ANALITICA I ANALISIS POR OXIDO-REDUCCION Las reacciones que transcurren con prdida o ganancia de electrones de un tomo, ion o molcula a otro se llaman reacciones de oxidacin-reduccin o reacciones redox. La oxidacin es una prdida de uno o ms electrones; la reduccin es una ganancia de uno o ms electrones. Siempre que exista una oxidacin tambin existe una reduccin, ambos procesos son simultneos. Los anlisis en que se emplean estas reacciones son tan tiles y numerosas, que la teora en que se basan estas operaciones debe estudiarse con cierto detalle. POTENCIAL DE OXIDACION La tendencia de un elemento, ya sea en forma inica, atmica o molecular, a actuar como un agente reductor u oxidante, puede medirse en forma de potencial elctrico. Cuanto mayor sea el voltaje requerido para separar un electrn de un elemento, mayor ser la fuerza oxidante de dicho elemento. Por el contrario, su fuerza reductora vendr determinada por la mayor facilidad de los electrones para separarse del mismo y en su menor tendencia para adquirirlos. Esta propiedades de los elementos varan de unos compuestos a otros. un elemento puede actuar como reductor en un ion o compuesto dado, y como oxidante en otro. Existe confusin respecto al signo positivo o negativo de los potenciales de oxidacin. Los signos convencionales + y - utilizados son los adoptados por la Unin Internacional de Qumica Pura y Aplicada, en Estocolmo en 1953. Energa para las reacciones redox. La energa para las reacciones redox procede de los tomos que adquieren electrones. Cuando un tomo capta electrones, se desprende energa. Cuando estos se separan de los tomos, se utiliza su energa. Si en una reaccin se desprende ms energa de la que se absorbe, tendr lugar un intercambio de electrones (reaccin). Potenciales de electrodo simple. La tendencia a ganar o perder electrones se mide en forma de potencial de oxidacin. Para ello se utiliza un electrodo simple para lo que se va a medir, y otro electrodo de referencia. Este ltimo suele ser el de hidrgeno o el de calomel, ste ltimo resulta mucho ms cmodo ya que su electrodo tiene un potencial de + 0.242 voltios, el cual puede ser deducido de todos los potenciales medidos, para obtener el potencial con relacin al electrodo de hidrgeno. Tambin pueden emplearse otros electrodos de referencia. Potenciales del electrodo normal. Los potenciales del electrodo normal se miden o corrigen mediante condiciones que raramente se dan en el laboratorio. Se ha encontrado ms til medir lo que se ha dado en llamar potenciales normales designados por E. Los potenciales normales pueden usarse en los clculos exactamente igual que los potenciales de los electrodos tipo y, puesto que se miden bajo determinadas condiciones, pueden aplicarse a los procedimientos de laboratorio. Electrodos especiales. El electrodo de calometano saturado se ha convertido en el electrodo de referencia ms corriente en la prctica analtica. Existen algunos otros electrodos especiales para fines especficos, como son: a) Electrodo de vidrio, que junto con el electrodo de calometano de referencia, constituye un mtodo normalizado para medir las concentraciones de las substancias.


b) Electrodos para iones especficos, muy tiles para medir rpidamente la actividad de iones especficos, pero sacrificando algo de precisin y seguridad. Ecuacin de Nernst. El potencial de oxidacin, E, para cualquier combinacin de concentracin de iones en un sistema de reaccin, puede calcularse si se conocen el potencial del electrodo normal, E, y las respectivas concentraciones de las formas oxidada y reducida. El clculo se hace aplicando la ecuacin de Nernst. Indicadores redox. Ciertas substancias cambian de color al variar el potencial de oxidacin (E) de una solucin. De estas substancias, el permanganato es capaz, por si solo, de variar el color y de actuar como agente oxidante. Un exceso muy ligero de permanganato da un color que indica el viraje de la valoracin. Se han encontrado otras substancias que tambin cambian de color al modificarse E dentro de mrgenes muy estrechos. Algunas de estas substancias se utilizan como indicadores redox. Toda substancia indicadora redox puede experimentar oxidacin reduccin, por lo tanto, para un indicador redox, una reaccin puede escribirse as: Forma oxidada + en Forma reducida

en donde la oxidada tiene un color y la forma reducida, otro. Se puede demostrar, que para la mayora de los indicadores el cambio de color de la forma oxidada a la forma reducida es de 0.059 voltios. Los indicadores coloreados requieren solamente un ligero cambio en las proporciones de forma oxidada a forma reducida, para dar un cambio visible de color. Por consiguiente, los indicadores deben seleccionarse sobre la base de que tengan, en el viraje,

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