determinacion de cloruros y cianuros

ANALISIS QUIMICO DETERMINACION DE CLORUROS Y CIANUROS

DETERMINACION DE CLORUROS Y CIANUROS

OBJETIVOS Determinar la presencia de cloruros mediante el método de Mohr y la aplicación de

los conceptos de reacciones de neutralización. Determinar la presencia de cianuros mediante el método de Liebig y aplicando los

conceptos de reacciones de neutralización.

FUNDAMENTO TEORICO

Los métodos volumétricos requieren el uso de indicadores, es decir de artificios que pongan de manifiesto el punto de equivalencia o sea el instante en que el reactivo y la sustancia se hallen en el proporción estequiométrica. Presentan los procedimientos volumétricos otro inconveniente que radica en el hecho de que la solubilidad de una sal es muchas veces apreciable en las soluciones en las que solo se hallan cantidades equivalentes delos iones y en las que no se puede utilizar el efecto del ion común para disminuir la solubilidad. Para comprender este último concepto es esencial el conocimiento de la teoría del producto de solubilidad.

Titulaciones por precipitación

Las titulaciones en donde ocurren reacciones de precipitación no son tan numerosas en los análisis volumétricos como aquellas en donde se presentan reacciones redox o ácido – base. De hecho, en un concurso inicial los ejemplos de estas titulaciones se limitan a la precipitación de aniones como los halógenos y el tiocianato con el Ion plata. Una de las razones del uso limitado de estas reacciones es que faltan indicadores adecuados. En algunos casos, en particular durante la titilación de soluciones diluidas, la velocidad de reacción es demasiado lenta y esto no es conveniente para una titilación. Cuando la reacción se aproxima al punto de equivalencia y el titulante se adiciona lentamente, no existe una sobresaturación elevada y la precipitación puede ser muy lenta. Otra dificultad es que, con frecuencia no se conoce la composición del precipitado debido a los efectos de coprecipitacion. Aunque esto último se puede minimizar o corregir parcialmente por medio de algunos procedimientos como la digestión del precipitado, no es posible hacerlo directamente en una titilación en donde se forma el precipitado.

Aquí limitaremos nuestro estudio a las titulaciones por precipitación que utilizan sales de plata, haciendo hincapié en los indicadores que se han empleado con éxito en estas titulaciones.

Producto de Solubilidad.- para la volumétrica trataremos ahora de un tipo diferente de equilibrio que es el que existe entre un sólido y la solución saturada del mismo . este equilibrio se llama heterogéneo puesto que en el deben considerase, por lo menos , dos estados de la materia, el sólido y el líquido.

indicadores para las valoraciones de precipitación.

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Cuando es posible seguir el transcurso de estas valoraciones mediante métodos y determinar por tanto , mediante ellos el punto final de la valoración , en la práctica se prefiere hacer uso de otros medios . son muchos los métodos que se han sugerido para la determinación visual de los puntos finales en estas valoraciones .Formación de un compuesto soluble de color característico. - este tipo de indicadores se emplea , por ejemplo en la determinación de la plata por el método de Volhard , que utiliza como reactivo una solución tipo de un tiocianato soluble y una solución saturada de alumbre férrico o nitrato férrico como indicador. Una vez terminada la reacción , La primera gota en exceso reacciona con los iones férricos presentes para formar el complejo : Fe (CNS)++ , por lo que la solución adquiere un color pardo rojizo débil . Este método se puede utilizar para la determinación indirecta de haluros. Para el análisis de bromuros y ioduros , se añade un exceso de la solución valorada de nitrato de plata, determinándose a continuación este exceso mediante la solución de tiocianato en la forma descrita. En la valoración de cloruro , dado que el cloruro de plata es mas soluble que el sulfocianuro de plata , es preciso retirar de aquel del seno de la disolución , antes de proceder a la valoración de plata en exceso añadido.

METODOS DE ANALISIS

Las reacciones de precipitación mas frecuentemente empleadas en análisis son las que se utilizan como reactivo disolución de AgNO3 para la determinación de haluros o pseudo haluros , es por ello que en la sección destinado a los estudios de los procedimientos prácticos se describen detalladamente los procedimientos mas importantes de entre los que utilizan el nitrato de plata.

Método de Mohr: formación de un precipitado colorido

Al igual que un sistema ácido – base se puede utilizar como indicador en una titulacion ácido – base, la formación de otro precipitado puede emplearse para indicar el final de una titulacion por precipitación. El ejemplo mejor conocido de este caso es la llamada titulacion de Mohr del cloruro con Ion plata, en la cual se utiliza el Ion cromato como indicador. La primera aparición del precipitado rojizo de cromato de plata se toma como punto final de la titulacion.Por supuesto que es necesario que la precipitación del indicador en o cerca del punto de equivalencia de la titulacion. El cromato de plata es mas soluble (alrededor de 8.4 x 10-5 mol/litro) que el cloruro de plata (alrededor de 1 x 10-5 mol/litro). Cuando los iones plata se adicionan a una solución que contiene una gran concentración de iones cloruro y un poco concentración de iones cromato, el cloruro de lata se precipitara primero; el cromato de plata no se formara hasta que la concentración de Ion plata aumente lo suficiente para que exceda la Kps del cromato de plata. Podemos calcular con facilidad la concentración de cromato que ocasionara la precipitación del cromato de plata en el punto de equivalencia, donde pAg = pCL = 5.00. puesto que la Kps del Ag2CrO4 es 2 x 10-12 , y [Ag+] = 1 x 10-5 em el punto de equivalencia, entonces:

Ag+ 2CrO42-=2 x 10-12

CrO42-=2 x 10-12 /(1x10-5)=0.02M

En la practica no se puede utilizar una concentración tan grande, porque el color amarillo del Ion cromato hace difícil la observación de la formación del precipitado

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colorido. Normalmente se utiliza una concentración de cromato de 0.005 a 0.01 M. el error que ocasiona el empleo de esta concentración es muy pequeño y se puede corregir corriendo el indicador en blanco o estandarizando en nitrato de plata con una sal de cloruro pura en condiciones idénticas a las que utilizan en el análisis.La titulacion de Mohr se limita a las soluciones cuyo pH va de 6 a 10. en soluciones mas alcalinas se precipitan óxidos de plata. En soluciones ácidas la concentración de cromato disminuye mucho, ya que el HCrO4

- se encuentra ligeramente ionizado. Además, el cromato ácido esta en equilibrio con el dicromato.: 2H+ + 2CrO4

2- 2HCrO4 Cr2O72- + H2O

La disminución de la concentración de Ion cromato provoca que se necesite adicionar un gran exceso de iones plata para que ocurra la precipitación del cromato de plata y esto lleva a errores de gran magnitud. En general, los dicromatos son bastante solubles.El método de Mohr también se puede aplicar a la titulacion del Ion bromuro con plata y también a la del Ion cianuro en soluciones ligeramente alcalinas. Los efectos de absorción no hacen posible la titulacion de los iones yoduro y tiocianato. La plata no se puede titular directamente con cloruro empleando cromato como indicador. En este caso el cromato de plata se precipita al principio y se redisuelve lentamente cerca del punto de equivalencia. No obstante, se puede adicionar un exceso de solución de cloruro estándar y después retrotitular, utilizando cromato como indicador.

Método de Liebig

El método de Liebig se fundamenta en que si se tiene una solución débilmente alcalina de un cianuro alcalino se le agrega una cantidad de KI en gotas luego se le titula con AgNO3 se observa la aparición de un precipitado blanquesino de cianuro argéntico que inicialmente desaparece ; apareciendo un enturbamiento , indica que el cianuro sodico se ha gastado.

PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIALES Matráz de erlenmeyer AgNO3,NaCN, K2CrO4 , NaCl una bureta milimetrada,

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PROCEDIMIENTOValoración de la solución del nitrato de plata por,el método de Mohr para la

MÉTODO DE MOHR

Determinación de la sal químicamente pura:

1.- Se nos proporciona 172.9 mgr. de sal (Q.P.)

2.- Agregamos 40 ml de agua más 6 gotas de K2CrO4 (indicador)

3.- Titulamos la solución con AgNO3

4.- El volumen gastado de AgNO3 = 30ml

Determinación de la sal (de cocina):

1.- Se nos proporciona 181.6 mgr. de sal.

2.- Agregamos 40ml de agua más 6 gotas de K2CrO4 (indicador)

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4.- volumen gastado de AgNO3 = 29 ml

Determinación del agua potable:

1.- Se toma 75 ml. de H2O de caño. Luego se añade 6 gotas de K2CrO4 (indicador)


3.- Volumen gastado de AgNO3 = 5.5 ml

MÉTODO DE LIEBIG

Parte 1

1.- Se toma 20 ml. de solución de NaCN. Luego se añade 6 gotas de KI 10%(indicador)

2.- Titulamos la solución con AgNO3 (0.02N)

3.-Teniendo un gasto de 6 ml de AgNO3.

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Volumen gastado de AgNO3 = 2.6 ml

. = .

* 2.6 ml = *70 ml

NNaCl = 0.00371 N.


Parte 2

1.- Se toma 20 ml. de solución de NaCN (impuro). Luego se añade 6 gotas de KI 10%(indicador)

2.- Titulamos la solución con AgNO3 (0.1)

3.- Teniendo un gasto de 6.5 ml de AgNO3.

Cuestionario

1 a ) Con sus valores experimentales, calcule con 3 cifras decimales, las concentraciones de las 2 disoluciones usadas de nitrato de plata, AgNO3(ac).

- Con NaCl químicamente puro.

N (AgNO3) = ?

W(NaCl) = 0.173gPM (NaCl) = 58.442 g/mol

V (AgNO3) = 30 ml

# Eq-gr (NaCl) = # Eq-gr (AgNO3)

W (NaCl) = N (AgNO3) x V(AgNO3)Peq(NaCl)

- Con NaCN 1g/ml

N (AgNO3) = ?

N (NaCN) = 0.0325

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V (NaCN) = 20 ml = 0.02 L

V (AgNO3) = 6.5 ml

# Eq-gr (NaCN) = # Eq-gr (AgNO3)

N (NaCN) x V (NaCN) = N (AgNO3) x V(AgNO3)

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Volumen gastado de AgNO3 = 33.5 ml

. = .

x 33.5 ml = # eq-gr

x 33.5 ml = =

NHCl = 0.098 N

Volumen gastado de AgNO3 =34.6 ml

. = .

0.100 x 34.6 ml = x 50 ml

= 0.0692 N.


b) Indique el indicador utilizado, para cada caso.

En la sal de mohr utilizamos cromato de potasio K2CrO4

En Método De Liebig utilizamos ioduro de potasio KI

c) ¿Cómo se determino el punto final, en cada titulación?

Cuando observamos el cambio de coloración, indicara que se ha alcanzado el punto final de la titulación. Previamente observamos el cambio de coloración pero al agitar vemos que no ocurrió cambios, indica q estamos cerca del punto final.

2. Con su valor experimental calcule la cantidad en Kg de NaCl, contenido en una piscina de 50m x 12m x 2.5m llenado con H2O potable.

De los datos del laboratorio para la titulación del agua potable tenemos:

VAgNO3 = 5.5mlNAgNO3= 0.1NVagua potable = 75ml

LuegoNNaCl x Vagua potable = NAgNO3 x VAgNO3

NNaCl x 75ml = (0.1N)(5.5ml)NNaCl=7.33x10-3

luego

Vtanque=50x12x2.5=1500m3 =1500 x 103 L

Por regla se 3 simple

1L -------7.33 x 10-3 mol de NaCl1500 x 103 L-------n=10995mol

WNaCL = (Mmolecular) (n) = 58.5 x 10995

WNaCl=643207.5gr = 643.2075Kg

3. Escribe las expresiones matemáticas de las constantes de inestabilidad, de los siguientes complejos

a) [Fe(CN)6] -4

Fe+2 + 6CN- === (Fe(CN)6)-4

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b) [Hg(NH3)4] +2

Hg+2 + 4NH3 === [Hg(NH3)4]+2

c) [AgCl2] -

AgCl↓ + Cl- === (AgCl2)-

4. Las aguas marinas contienen muchos cationes valiosos, en forma soluble, como complejos, tal es el caso del Au+3, que se puede presentar en dos formas, como [Au(OH)4]- tetrahidroxourato (III) y [AuCl4]- tetracloruroaurato (III). Entre estos complejos existe el equilibrio:

[AuCl4]- + 4H2O === [Au(OH)4]- + 4Cl- + 4H+

Con una cte K=2.27x10-33 las concentraciones promedio de [H+] = 8x10-9M y de [Cl-]=0.55M calcule la relación que hay entre las concentraciones de los complejos auricos en el H2O del mar.

5. El ión salicilato, C7H5O3-, de la aspirina, regula la concentración del catión

cúprico, Cu+2, en la sangre, formándose un complejo

Cu+2 + C7H5O3- === [Cu(C7H5O3)]+ con Kf = 7.5x10-2

El análisis de 52 ml de sangre de una persona indicó: 3,78mg del anión salicinato v Ccomplejo=940ug/L. Calcule la CCu+2, libre en mg/L.

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RECOMENDACIONES

El uso de un buen indicador para las titulaciones nos dará una mejor idea de las mismas.

El alumno deberá estar muy atento cuando realiza la titulación ya que el volumen puede ser calculado con anterioridad por una formula ya dada., al aproximarse al volumen deberá de medir por gotas, moviendo rápidamente.

El indicador debe ser añadido en poca cantidad ya que este solo le avisara al alumno cuando ya se encuentra titulado la base.

CONCLUSIONES:

Para el reconocimiento del cianuro basta con observar la formación de un precipitado blanquecino.

En la determinación de cloruros nos hemos basado del método de Mohr pero también se puede trabajar con el método de Volhard, siendo la variación de que ahora se utiliza como indicador una solución de alumbre de Fe además del ion Tiocianato, siendo una alternativa.

También se pueden determinar otros sales por el método de Mohr como son los bromuros ya que en el caso de ioduro se utilizaría el método de clarificaron el cual ya no usa a un indicador, originando que sea mas laboriosa la experiencia.

La muestra problema estudiado en la primera parte nos muestra que la sal es de una alta pureza, aunque contiene una pequeña cantidad de impurezas dando la posibilidad de que sea sal común.

BILIOGRAFÍA

V. N. Alexeiev Análisis Químico Cuantitativo

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Arthur Vogel Análisis Químico Cuantitativo

Yaroslavtsev Colección de ejercicios de Química Analítica

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determinacion de cloruros y cianuros

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