QUMICA ANALTICA I Etapa analtica
Anlisis volumtrico:Titulaciones complejomtricas
ContenidosContenidos Proceso de medida qumica: Etapa
analtica Aspectos generales de las volumetras Requisitos de la reaccin Clculos volumtricos Equilibrios Curvas de titulacin Localizacin del punto final
Etapas generales de un PMQEtapas generales de un PMQ
Operaciones previas
Medicin y transduccin de
la seal
Adquisicin y tratamiento de
datos
Muestra
Resultados
PMQ
Sustancias usadas como estndares
Patrones primarios
Patrones secundarios
Mxima pureza
Estabilidad atmosfrica
Ausencia de agua de hidratacin
Fcil de adquirir y bajo costo
Solubilidad suficiente
Masa molar grande
No cumplen alguna condicin de los primarios
CaCO3 EDTA (c)EDTA (sal Na)
PresenterPresentation NotesMencionar otros estndares y recalcar la importancia de que vayan conociendo e identificando los estndares usados en cada equilibrio
Como se establecen las concentraciones de las soluciones patrn?
Mtodo directo: masa exacta de estndar primario en volumen final exacto
Estandarizacin:
Solucin Patrn Secundario
Solucin Patrn PrimarioClculo de masa a pesar
PresenterPresentation Notes1) Comentar distintas maneras de preparar soluciones patrn y dar ejemplos del laboratorio.2) Mencionar la titulacin usando una SPP o pesando una masa dada de sustancia.
Equilibrio de formacin de complejos
La mayora de los iones metlicos de transicin aceptan 6 pares de electrones (nmero de coordinacin = 6), es decir 6 ligandos monodentados.
Si un ligando se une al metal con ms de un tomo, es un ligando multidentado o quelante.
Efecto quelato: los ligandos multidentados forman complejos metlicos ms estables. El cido etilendiaminotetractico (EDTA) es el ms usado.
PresenterPresentation Notes1) Los iones metlicos son cidos de Lewis, es decir que aceptan pares de electrones de LIGANDOS donadores de electrones, que a su vez, son bases de Lewis. As el CN- es es un ligando monodentado:Ag+ + 2 CN:- . [:NC-Ag-CN:]- Ion complejo
2) Otros ejemplos (Harris 302):
3) N de coordinacin: Para el Cu(II) es 4: Cu(NH3)42+
Equilibrio de formacin de complejos: en la titulacin se prefieren los ligandos
polidentados
Volumen reactivo
pM
1:1
2:1
4:1
1) M + 4 A = MA4Keq= K1 .K2 .K3 .K4 = 1020
2) M + 2 B = MB2Keq= K1 .K2 = 1020
3) M + c = MC Keq= 1020
PresenterPresentation NotesReacciones en etapas:
EDTAHOOC CH2
N
HOOC CH2
CH2 CH2 N
CH2 COOH
CH2 COOH
]HY[]H][Y[.......HYHY
]YH[]H][HY[....HHYYH
]YH[]H][YH[....HYHYH
]YH[]H][YH[......HYHYH
-3
-4-4-3
-22
-3-3-2
2
-3
-22-2
2-
3
4
-3-
34
++
++
++
++
=+
=+
=+
=+
4
3
2
1
K
K
K
K
PresenterPresentation NotesComplejos con iones metlicos:
0 2 4 6 8 10 12 140.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Alfa
pH
H4 YH2 Y2- HY3- Y4-
H3 Y-
012
3
4
EDTA: distribucin de especies
PresenterPresentation NotesClculo del ALFA:
EDTA-Metal: curva de titulacin
La curva de titulacin consiste en una grfica de pM en funcin del agregado de EDTA.
Antes del punto de equivalencia, pM se calcula por estequiometra.
Luego se recurre a la constante de equilibrio:
]Y][M[]MY[K....MYYM 4n
4)(n
MY4)(n4n
+
+++ =+
PresenterPresentation NotesEjemplo:
Influencia de la constante (KYM ) en la titulacin (pH=10)
0.0 0.5 1.0 1.5 2.00
2
4
6
8
10
12
14
Mg2+ K'=108
Ca2+ K'=1010
pM
Titulante
Zn2+ K'=1014
Influencia del pH en la titulacin del Calcio
Se requiere un pH superior a 8 para tener un salto de pM cuantitativo
CD con simulaciones en:
Skoog, West, Holler, Crouch, Fundamentos de Qumica Analtica (2004)
pH mnimo necesario para la titulacin
Ca(II): necesita un pH aprox. 8 para ser titulado
Otros metales pueden ser titulados a pH muy bajos
Influencia de un complejante auxiliar
YZn
2
MYMY
42
2
ZnY242
CC]ZnY[KK'
]Y][Zn[]ZnY[K....ZnYYZn
+
+
==
=+
ZnE
Dependencia del pH
Dependencia de la concentracin del ligando
Influencia de un complejante auxiliar
Indicadores visualesSustancias qumicas que interaccionan con el
analitoMg-NET + EDTA Mg-EDTA + NET
1pMgK'log.......C]Mg[
]ZnY[KK'
]I][Mg[]MgIn[K....MgInInMg
TRANInMIn
2
2InMInInM
32MgIn32
===
=+
+
+
+
pticos Electroqumicos (usando electrodos
selectivos para iones)
Monitorizan la evolucin de productos y/o reactivos de la reaccin volumtrica mediante medicin continua de alguna propiedad fsico-qumica relacionada
Indicadores instrumentales
Tcnicas de valoracin con EDTA Directa
Ca2+ + Y4- CaY2-
Retroceso (el analito precipita en ausencia de EDTA, reaccin lenta o bloqueo de indicador)
Fe3+ + Y4-exc Posterior valoracin del EDTA exc. con Zn2+
Desplazamiento (no hay indicador adecuado)M2+ + YMg2- MY2- + Mg2+
Posterior valoracin del Mg2+ con EDTA
Tcnicas de valoracin con EDTA Indirecta (valoracin de aniones que pptan
con iones metlicos)Ba2+ (exc.)+ SO42- BaSO4 (s) + Ba2+
se titula el Ba2+ excedente
Enmascaramiento (proporciona selectividad)
Tcnicas de valoracin con EDTA: dureza del agua
DUREZA: concentracin de CaCO3 que equivale a la concentracin total de todos los cationes multivalentes presentes en la muestra
1) Dureza total (Ca2+ + Mg2+): se realiza a pH 10.0 (NH3 /NH4+)usando NET como indicador.
2) Dureza debida al Ca2+: se precipita el Mg2+ a pH 12.0-12.5 con NaOH 3M. Indicador: calcn carboxlico.
3) Dureza debida al Mg2+: se calcula por diferencia
BIBLIOGRAFIA
Harris CH, Anlisis qumico cuantitativo, Editorial Revert, 2da Ed. 2001.
Pginas: 301-328
Skoog D.A., West D.M., Holler Qumica Analtica, 6 Edicin, Editorial Mc Graw Hill, 1995.
Pginas: 237-256
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