Aplicação dos Métodos Volumétricos de Precipitação e de Óxido ...
Métodos Volumétricos
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MétodosMétodos VolumétricosVolumétricos
UNEFMUNEFM . Química Analítica. Química Analítica
Ing. Kendy Bustamante SánchezIng. Kendy Bustamante Sá[email protected]@gmail.com
UNEFM. Química AnalíticaUNEFM. Química Analítica
• Sistematizar información sobre los métodos volumétricos.
• Identificar los tipos de métodos.
• Caracterizar las sustancias que intervienen en los métodos volumétricos y el desarrollo del proceso..
• Desarrollar Desarrollar loslos métodosmétodos volumétricosvolumétricos
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
OBJETIVO GENERAL:
MÉTODOS VOLUMÉTRICOSMÉTODOS VOLUMÉTRICOS
aA + tT Productos
Se basan en una reacción química como:
Tomado de: Underwood, A. y Day, R. (1989). Química analítica cuantitativa.
TÉRMINOS BÁSICOSTÉRMINOS BÁSICOS
Valoración
Normalización de
soluciones
Patrón
primarioSolución
Patrón
Métodos Volumétricos
Indicadores
Curvas de
titulación
Elaboración propia
UNIDADES DE CONCENTRACIÓNUNIDADES DE CONCENTRACIÓN
Molaridad:
M= n/v
Formalidad:
F= nf/v
Normalidad:
N= eq/v
Porcentaje en peso:
%p/p= w/(w+wo) x 100
ALGUNAS CONVERSIONESALGUNAS CONVERSIONES
Para una especie química A se escribe:
Cantidad de A (mol) = masa de A (g)
masa molar de A(g/mol)
De la definición de concentración molar se deriva otro par de ecuaciones:
Cantidad de A (mol) = volumen (L) x concentración de A (mol/L)
Tomado de: Skoog y otros (2001). Química Analítica
VOLUMETRÍAS DIRECTAS E VOLUMETRÍAS DIRECTAS E INDIRECTASINDIRECTAS
DIRECTA Pesar una cantidad exacta del patrón primario
Disolver en el solvente adecuado.
Llevar a un volumen final
INDIRECTAEl titulante utilizado se emplea para valorar:
Un peso conocido de un patrón primario
Un peso conocido de un patrón secundario
Volumen conocido de otra solución patrón
Tomado de: Skoog y otros (2001). Química Analítica
RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS
1. Preparar 5 L de Na2CO3 0,100 M (105,99g/mol) a partir del patrón primario sólidoSOLUCIÓN
Cantidad de Na2CO3= 5L x 0,100 mol/L x 105.99g/mol = 53,00g Na2CO3
2. Preparación de una alícuota de 50,0 ml de solución patrón que sea 0,00500M en Na+ utilizando la solución patrón 0,0100M Na+
SOLUCIÓN
Vconc x Cconc = Vdil x Cdil
Vconc = (Vdil x Cdil)/ Cconc = (50,0 ml x 0,00500M)/ 0,0100M = 25 ml
Tomado de: Skoog y otros (2001). Química Analítica
VOLUMETRÍAS DE NEUTRALIZACIÓNVOLUMETRÍAS DE NEUTRALIZACIÓN
REACCIÓN INVOLUCRADA
HA + BOH BA + H2O
Ácido Base Sal Agua
REACCIÓN EXOTÉRMICAREACCIÓN EXOTÉRMICA
Elaboración propia
TRAZADO DE CURVAS DE VALORACIÓN ITRAZADO DE CURVAS DE VALORACIÓN I
ÁCIDO FUERTE – BASE FUERTE:
Antes de comenzar a titular (punto inicial):
HA + H2O A- + H3O
2H2O H3O+ + OH-
Balance de cargas: [H3O+] =[OH-] + [A-]
La concentración [OH-] se desprecia.
[H3O+] = [A-] y se calcula pH según la formula:
pH = - log [H3O+]…/
TRAZADO DE CURVAS DE VALORACIÓN IITRAZADO DE CURVAS DE VALORACIÓN II
Antes del punto de equivalencia (cuando se comienza a titular):
La concentración de H3O+ disminuye
Balance de cargas: [H3O+] =[OH-] + [A-] – [B+]
La concentración [OH-] se desprecia.
Balance de Masa se expresa como:
BOHHA
BOHBOHHAHA
VV
CVCVOH
+−=+
][ 3
…/
TRAZADO DE CURVAS DE VALORACIÓN IIITRAZADO DE CURVAS DE VALORACIÓN III
En el punto de equivalencia:
No existe exceso de ácido ni de base.
[H3O+] =[OH-]
Kw = [H3O+][OH-]
Suponiendo [H3O+] = [OH-] entonces de Kw se
obtiene:
[H3O+]= √(Kw) = 1 x 10-7 obteniéndose una
solución neutra donde el pH = 7…/
TRAZADO DE CURVAS DE VALORACIÓN IVTRAZADO DE CURVAS DE VALORACIÓN IV
Después del punto de equivalencia:
La solución se vuelve básica.
Balance de cargas: [OH-] =[B+] – [A-]
Balance de masa:
Se calcula el pH de la solución a partir del pOH.
BOHHA
HAHABOHBOH
VV
CVCVOH
+−=−
][
TRAZADO DE CURVAS DE VALORACIÓN VTRAZADO DE CURVAS DE VALORACIÓN V
ÁCIDO DÉBIL – BASE FUERTE:
Antes de comenzar a titular:
El ácido se disocia parcialmente en A- de esta
forma: [HA]=[HA]o – [H3O+]disociado≈[HA]o
Suponiendo que [H3O+]=[A-] entonces
despejando de Ka se tiene:
[H3O+]=√(Ka[HA])
…/Tomado de: Skoog y otros (2001). Química Analítica
TRAZADO DE CURVAS DE VALORACIÓN VITRAZADO DE CURVAS DE VALORACIÓN VI
Durante la titulación:
Suponiendo que la reacción se completa se
produce A- ya que [B]= [A-] de esta manera:
BOHHA
BOHBOHHAHA
VV
CVCVHA
+−=
][
En el punto de equivalencia:
A- + H2O HA + OH-
][
][*][−
−
=A
OHHAKhb
…/
TRAZADO DE CURVAS DE VALORACIÓN VIITRAZADO DE CURVAS DE VALORACIÓN VII
Utilizando Ka y Kw, se obtiene [OH-] para determinar pH.
[HA]≈[OH-] ya que se tiene una solución
aparentemente básica.
BOHHA
HAHA
VV
CVA
+=−][
Después del punto de equivalencia:
Se calcula a partir del exceso de base.
CASO: HOAC
Para la reacción:
HAC + NH4OH NH4++AC-+H2O
En el punto de equivalencia:
HA + BOH H2O + B++A-
El pH queda determinado por:
pH= ½ (pKH2O+pKa-pKb)
Sí Ka > Kb (ácida)
Sí Kb> Ka (alcalina)Tomado de: Ayres, G.(1989). Análisis químico cuantitativo.
CASO: H2A
Para un ácido poliprótico con una base fuerte:
H2A H+ + HA-
HA- H+ + A-2
Inicialmente el pH se calcula a partir de:
[H+]= √(K1[H2A])
En la primera etapa: H2A + OH- H2O + HA-
pH = ½ (pK1 + pK2)
En la segunda etapa: HA- + OH- H2O + A-2
pH= ½ (pKH2O+pK2+log [A-2])
K1= [H+][HA-]
[H2A]
K2= [H+][A-2]
[HA-]
Tomado de: Ayres, G.(1989). Análisis químico cuantitativo.
CASO: H2CO3
Las etapas y constantes de ionización son:
H2CO3 HCO3- + H+ pK1
HCO3- H+ + CO3
-2 Pk2
[H2CO3] ≥ 0,1M
ph= ½ (pk1 + pk2)
La determinación volumétrica de H2CO3 y HCO3-
se realiza con Ba(OH):
CO3-2 + Ba+2 BaCO3
HCO3- + Ba+2 + OH- BaCO3 + H2OTomado de: Ayres, G.(1989). Análisis químico cuantitativo.
Definición
Basadas en el empleo de soluciones donde ocurren reacciones de precipitación.
Tomado de: Underwood, A. y Day, R. (1989). Química analítica cuantitativa.
MÉTODO DE MOHR
Formación de un precipitado colorido.
Titulación del cloruro con ion plata utilizando como indicador el ion cromato.
Reacciones que se llevan a cabo:
Reacción de titulación:
Ag+ + Cl- AgCl (s) BLANCO
Reacción del indicador:
2Ag+ + CrO4-2 Ag2CrO4 (s) ROJO
Limitación: soluciones cuyo pH 7-10
Tomado de: Underwood, A. y Day, R. (1989). Química analítica cuantitativa.
MÉTODO DE VOLHARD
Formación de un complejo colorido.
Reacciones que se llevan a cabo:
Ag+ + SCN- AgSCN (s)
Fe+3 + SCN- FeSCN-2 ROJO
Medio ácido
Titulación directa de plata con solución estándar de tiocianato o titulación indirecta del ion cloruro.
Tomado de: Underwood, A. y Day, R. (1989). Química analítica cuantitativa.
DIRECTA AgSCN (s) adsorbe iones plata sobre su superficie.
El color que indica el punto final sucede con un exceso de AgSCN.
MÉTODO DE VOLHARD
Fuentes de error:
INDIRECTA Si la sal de plata es más soluble que el AgSCN.AgCl(s) + SCN- AgSCN(s) + Cl-
Se obtienen bajos resultados de cloruro.
Tomado de: Underwood, A. y Day, R. (1989). Química analítica cuantitativa.
MÉTODO DE FAJANS
Uso de indicadores de adsorción
Titulación donde intervienen sales de plata y se emplea un indicador de adsorción para detectar el punto final.
Tomado de: Underwood, A. y Day, R. (1989). Química analítica cuantitativa.
Definición
Determinación analítica directa o indirecta de compuestos por medición del complejo soluble formado.
Tomado de: Skoog y otros (2001). Química Analítica
Titulante complejométrico más versátil
Seis sitios potenciales ( 4 grupos
carboxilos y 2 grupos aminos)
Se combina con iones metálicos en
proporción 1:1
Forma quelatos con todos los cationes
Utilizado como conservador en alimentos y
muestras biológicas
Tomado de: Skoog y otros (2001). Química Analítica
pH = 10
De suma importancia para laindustria
Prueba analítica
Concentración de carbonato de calcio
APLICACIÓN. APLICACIÓN. DeterminaciónDeterminación de la de la durezadureza del del aguaagua
Elaboración propia
DETERMINACIÓN DE LA DUREZA DEL AGUA
EDTAValorante
NETIndicador
pH (4-12)
ROJO
pH < 10
ROSADO
pH = 10
AZUL
Elaboración propia
“ No es saber más, sino saber mejor”
Heidegger