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Curso de Química Analítica CLASE DE PROBLEMAS N° 8 TEMA: Titulaciones por precipitación. Escuchar con auriculares Objetivos Que el alumno pueda: • diferenciar cuando una titulación es por retorno o directa; • reforzar otras formas de expresar resultados; • reconocer los distintos procedimientos y condiciones experimentales de las halurometrías. Contenido • Tipos de titulación. • Métodos para detectar el punto final en titulaciones por precipitación. • Resolución de problemas. • Problema 6, página 5. • Problema 8, página 6. • Problema 9, página 6. Tipos de titulación Se produce una reacción directa entre el valorante y el analito. Ej: titulación de cloruro de sodio con nitrato de plata. El analito desplaza a otra especie de un equilibrio. La especie desplazada se titula con el valorante. Ej: titulación de mercurio (II) con EDTA, utilizando el complejo Mg-EDTA. El ion desplazado se titula con EDTA valorante. Reacción entre el analito y un valorante 1. El exceso de valorante 1 se titula con el valorante 2. Ej: titulación de cloruro de sodio con tiocianato de potasio, usando nitrato de plata como valorante 1. Reacción entre el analito y un reactivo. El producto de la reacción se titula con el valorante. Ej: titulación de peróxido de hidrógeno con el valorante tiosulfato de sodio, usando ioduro como reactivo. Titulación Directa Ag+ + Cl- AgCl NaCl Na+ + Cl- AgNO3 Ag + + NO3 - Titulación por Retroceso o Retorno NaCl Na+ + Cl- AgNO3 Ag + + NO3 - Ag+ + Cl- AgCl KSCN K+ + SCN- Ag+ + SCN- AgSCN 1º 2º Titulación Indirecta H2O2 + 3I - + 2H+ I3 - + 2H2O I3 - + 2S2O3 2- 3I- + S4O6 2- nºmeq H2O2 = nºmeq I - = nºmeq S2O3 2- nºmeq NaCl = nºmeq AgNO3 nºmeq AgNO3 = nºmeq NaCl + nºmeq KSCN Titulación por Desplazamiento Hg2+ + MgY2- YHg2- + Mg2+ Mg2+ + Y4- YMg2- nºmol Hg2+ = nºmol Mg2+ desplazados = nºmol EDTAvte Contenido • Tipos de titulación. • Métodos para detectar el punto final en titulaciones por precipitación. • Resolución de problemas. • Problema 6, página 5. • Problema 8, página 6. • Problema 9, página 6. Métodos para detectar el punto final Valorante: AgNO3 Indicador: K2CrO4 Valorando: iones Cl-, Br- o CN- Fundamento Ag+ + Cl- AgCl↓blanco Al agregar solución valorante, se produce la precipitación del valorando: Ante el primer exceso de valorante (cuando todo el valorando ha preicipitado) se produce la precipitación de cromato de plata: 2Ag+ + CrO4 2- Ag2CrO4 ↓rojo Consideraciones •Realizar un blanco. •pH entre 6 y 10 -Si pH < 6, dimeriza el cromato 2H+ + CrO4 2- 2HCrO4 - -Si pH >10, precipita óxido de plata 2HCrO4 - Cr2O7 2- + H2O 2OH- + 2Ag+ Ag2O↓negro + H2O Limitaciones El método no puede utilizarse para la cuantificación de I- y SCN- Inicio de la titulación Punto Final Kps ≈ 10-10 Kps ≈ 10-12 Métodos para detectar el punto final Valorante: KSCN o NH4SCN Indicador: Fe(III) Valorando: Ag+ (directa), haluros (retorno), SCN- (vte Ag+) Fundamento Ag+ + SCN- AgSCN ↓blanco En la titulación de Ag+, al agregar solución valorante, precipita el valorando: Ante el primer exceso de valorante (cuando todo el valorando ha preicipitado) se produce la formación del complejo: Fe3+ + SCN- FeSCN2+ rojo Consideraciones •Titulación de cloruros por retorno: -AgSNC más insoluble que AgCl, por lo que el AgCl se disuelve al titular el exceso de Ag+. Error por defecto Para prevenir: filtración, nitrobenceno, calentamiento, elevada cc Fe(III). •Titulación de ioduros: -agregar el indicador luego del agregado de nitrato de plata Inicio de la titulación Punto Final 2Fe3+ + 3I- I3 - + 2Fe2+ Métodos para detectar el punto final Valorante: AgNO3 Indicador: compuestos orgánicos que se adsorben sobre el precipitado (fluoresceína, eosina) Valorando: haluros Fundamento Consideraciones •Uso de dextrinas para evitar la coagulación del precipitado. •Fuerza de adsorción del indicador. •No trabajar con luz directa. •pH entre pKaInd y 10 -Si pH < pKa, el indicador se encuentra protonado y no se adsorbe a la superficie del precipitado. -Si pH >10, precipita óxido de plata 2OH- + 2Ag+ Ag2O↓negro + H2O Inicio de la titulación Punto Final (AgCl) Cl- Capa 1º Na+ Capa 2º (AgCl) Ag+ Capa 1º NO3 - Capa 2º (AgCl) Ag+ Capa 1º In- Capa 2º Al inicio de la titulación: Durante la titulación: En el Punto Final: (color rosa) Contenido • Tipos de titulación. • Métodos para detectar el punto final en titulaciones por precipitación. • Resolución de problemas. • Problema 6, página 5. • Problema 8, página 6. • Problema 9, página 6. Problema 6, página 5 Una muestra de 0,5324 g de cloruro de bario se disuelve en agua y el cloruro se titula por el método de Mohr con nitrato de plata 0,0924 M. En la titulación de la muestra se consume un volumen de 27,97 mL y el blanco consume 0,2 mL. Calcular el porcentaje de cloruro en la muestra. PA Ba: 137,327 g/mol; PA Cl: 35,453 g/mol BaCl2 Ba 2+ + 2Cl- AgNO3 Ag + + NO3 - Ag+ + Cl- AgCl↓ 27,97 mL AgNO3 0,0924 M 0,5324 g Blanco: 0,2 mL %Cl- 1000 Cl PA ClAgNO mmolnmmoln ºº 3 g de Cl- Cl% blancoAgNO VV 3 3AgNOM _____0,5324 g de muestra x_____100 g de muestra aícuotaP 100 nºmeq Cl- = nºmeq Ag+ nºmmol Cl- = nºmmol Ag+ Problema 6, página 5 086881,17 5324,0 100 1000 /453,35 0924,02,097,27% g molg MmLmLCl ¿Cómo expresamos el resultado? 4 cifras significativas 3 cifras significativas 4 cifras significativas Menor número de cifras significativas Repasemos… La cantidad de cifras significativas con las que se expresa el resultado final de un análisis va a ser igual al número de cifras significativas que tenga la determinación experimental que menos cifras significativas aporte Problema 8, página 6 Se valora una muestra de cloruro de magnesio según el método de Charpentier-Volhard de acuerdo a la siguiente técnica: se pesan 0,2500 g de muestra, se disuelven en cantidad suficiente de agua y se tratan con 50,12 mL de solución de nitrato de plata 0,1008 N. Se filtra el precipitado obtenido recogiendo el filtrado en un matraz aforado de 250,15 mL llevando a volumen. Una alícuota de 25,05 mL de esta solución requiere 20,08 mL de solución de tiocianato de amonio 0,01025 N para precipitar el ión plata presente. Calcular ppmil de cloruro de magnesio de la muestra. PA Mg: 24,305 g/mol; PA Cl: 35,453 g/mol 0,2500 g 50,12 mL AgNO3 0,1008 N MgCl2 Mg 2+ + 2Cl- AgNO3 Ag + + NO3 - Ag+ + Cl- AgCl↓ NH4SCN NH4 + + SCN- Agexc + + SCN- AgSCN Filtración 250,15 mL 25,05 mL 20,08 mL NH4 SCN 0,01025 N ppmil MgCl2 + Agexc + Problema 8, página 6 nºmeq AgNO3 = nºmeq MgCl2 + nºmeq NH4SCN nºmeq MgCl2 = nºmeq AgNO3 - nºmeq NH4SCN ¿Qué significa ppmil? Gramos de MgCl2 en 10 3 gramos de muestra = mg/g de MgCl2 2MgCl ppmil 3AgNO NV SCNNHNV 4 alícuota matraz V V 2MgCl mE alícuotaP 310 g molg mL mL NmLNmLppmilMgCl 2500,0 10 2000 /211,95 05,25 15,250 01025,008,201008,012,50 3 2 MgCl2 Mg 2+ + 2Cl- Ag+ + Cl- AgCl↓ 20002 PM mEMgCl 250,15 mL 25,05 mL Problema 9, página 6 Se analiza una muestra de plaguicida de 1,0100 gramos. Su contenido de arsénico se transforma en ácido arsénico, posteriormente se neutraliza el ácido y se agregan exactamente 40,08 mL de nitrato de plata 0,06222 N para precipitar cuantitativamente el arsénico (V) como arseniato de plata. El exceso de catión plata del filtrado y lavados se valora con 10,76 mL de tiocianato de potasio 0,1000 N. Calcule las ppmil de trióxido de arsénico en la muestra. PA As: 74,9216 g/mol; PA O: 15,9994 g/mol 1,0100 g 40,08 mL AgNO3 0,06222 N Astot H3AsO4 H3AsO4 + 3OH - AsO4 3- + 3H2O 3Ag+ + AsO4 3- Ag3AsO4↓ FiltraciónAgexc + + SCN- AgSCN 10,76 mL KSCN 0,1000 N ppmil As2O3 Problema 9, página 6 El contenido total de arsénico de la muestra se debe expresar como As2O3. ¿Cuál es la equivalencia entre As2O3 (valorando) y KSCN (valorante)? 1As2O3_____2AsO4 3- y 1AsO4 3-_____3Ag + 1As2O3_____6Ag + 1Ag+_____1SCN- 6Ag+_____6SCN- 1As2O3 ≡ 6SCN - alícuota OAsKSCNKSCNAgNOAgNOOAs P mENVNVppmil 310 323332 g molg NmLNmLppmil OAs 0100,1 10 6000 /8414,197 1000,076,1006222,008,40 3 32 6000 32 32 OAs OAs PM mE • Se redondea el resultado sólo al final. • Permite reducir el número de pasos a realizar para resolver el ejercicio, por lo tanto, se cometen menos errores. • Permite presentar todos los datos experimentales juntos, lo cual facilita visualizar con cuántas cifras significativas expresar el resultado final. • En métodos de rutina se la puede simplificar calculando un factor que incluya las unidades el PA o PM y el coeficiente para calcular el E o mE, unidades, etc. • Es más fácil de corregir … 086881,17 5324,0 100 1000 /453,35 0924,02,097,27% g molg MmLmLCl 4 cifras significativas 3 cifras significativas 4 cifras significativas
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