UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIAINGENIERÍA QUÍMICA

LABORATORIO DE QUIMICA ANALITICA INQ-180

DETERMINACIÓN DE CARBONATOS Y BICARBONATOS EN UNA MUESTRA COMERCIAL

Nombre: Iván Aguas C Identificación: 1104011308 Fecha:27/10/2010 Juan Carmona 1128440880 Mesa: 4 No Muestra: 25 Practica: 5

OBJETIVOSDeterminar el contenido de carbonatos y bicarbonatos en una muestra problema, mediante titulación pH-métrica.Compara los tres métodos empleados para la determinación de los puntos finalesPreparar y estandarizar una solución de HCl

Marco Teórico:

Los Carbonatos

Los carbonatos son las sales del ácido carbónico o ésteres con el grupo R-O-C(=O)-O-R'. Las sales tienen en común el anión CO3

2- y se derivan del ácido carbónico H2CO3. Según el pH (la acidez de la disolución) están en equilibrio con el bicarbonato y el dióxido de carbono.

La mayoría de los carbonatos, aparte de los carbonatos de los metales alcalinos, son poco solubles en agua. Debido a esta característica son importantes en geoquímica y forman parte de muchos minerales y rocas.

El carbonato más abundante es el carbonato cálcico (CaCO3) que se halla en diferentes formas como calcita, aragonita (una modificación formada a altas temperaturas), en la forma maciza como caliza, como mineral metamórfico en forma de mármol y es a menudo el cemento natural de las piedras areniscas.

Las aplicaciones

En términos generales se utiliza como carga para papel (en sustitución del caolín) y plásticos (mejora la velocidad de extrusión y las propiedades mecánicas del plástico), en la industria química básica, en la de pinturas y adhesivos, en la del vidrio, cerámica, para cosmética y en la industria farmacéutica. En las industrias agropecuarias se utiliza para alimentación animal y para el refino de azúcar.

El carbonato cálcico compite ventajosamente con otros minerales utilizados para cargas, por su precio mucho más bajo que la sílice micronizada, el talco, el caolín, la mica y la wollastonita. Constantemente se le abren nuevos campos de aplicación.

Los productos industriales del carbonato de calcio son casi tan variados como sus aplicaciones. El tamaño de grano es determinante en el precio. Para cargas se exige, en general, una elevada blancura y tamaño de grano comprendido entre 40-20 mm (masillas, brea de calafatear, sellantes, adhesivos) y 10-0.7 mm (papel, pinturas, plásticos, caucho).

Uno de los carbonatos más importantes industrialmente es el carbonato sódico. En la naturaleza se encuentra en algunas lagunas salinas, por ejemplo, en Egipto, aunque la gran mayoría se obtiene a partir de la cal en el proceso de Solvay. Es un intermedio en la obtención de productos tan dispares como el jabón, el percarbonato sódico utilizado como blanqueante, el vidrio, la sosa (NaOH) etc

Fundamento del método:

La volumetría se constituye en un método importante para la determinación de carbonatos y bicarbonatos; A través de la estandarización de una solución de HCl se puede determinar la cantidad de carbonatos en una muestra, para lo cual se debe pesar la muestra y diluirla en agua destilada y por medio del indicador de bromocresol llevarla hasta el punto de viraje a amarillo verdoso, luego a color azul por medio de calentamiento y nuevamente a amarillo agregando gotas de HCl, , proceso similar ocurre con la estandarización de carbonatos y bicarbonatos en HCl, que se utiliza para identificar puntos finales y hallar la concentración de las mismas.

Datos Dados

Tabla de datos No. 1. Símbolo Descripción Valor (unidad)

m Muestra # 5 0.1469gm Carbonato de Sodio 0.0816 g

Datos obtenidos

Tabla de datos obtenidos No. 2.Símbolo Descripción Valor (unidad)V1 Volumen de HCl gastado primera valoración

(verde bromocresol)8.69 ml

V2 Volumen de HCl gastado segunda valoración(pasar del azul nuevamente al amarillo)

0.52ml

V3 Volumen de HCl gastado en la tercera valoración de carbonatos (Puntos finales)

23ml

Tabla de datos obtenidos No. 3(Puntos Finales)ml 1 2 2.5 3.5 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10pH 10.16 9.9

49.88 9.70 9.51 9.2

79.08 8.70 7.8

07.41 7.15 7 6.9

06.80 6.71 6.57

ml 10.5 11 11.5 12.5 13 13.5

14 14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.5 18 18.5

pH 6.36 6.24

6.13 5.95 5.84 5.70

5.53 5.30 3.90

3.05 2.80 2.65 2.55

2.45 2.39 2.33

ml 19 19.5

20 20.5 21 21.5

22 22.5 23

PH 2.28 2.24

2.21 2.18 2.14 2.12

2.08 2.03 1.99

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 240

2

4

6

8

10

12

Series2

Tabla de datos obtenidos No. 4│ΔpH/ΔV│ml 1 2 2.5 3.5 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10pH 0.22 0.1

20.18 0.19 0.4

80.38 0.76 1.8 0.7

80.52 0.30 0.2 0.2 0.18 0.28 0.42

ml 10.5 11 11.5 12.5 13 13.5 14 14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.5 18 18.5pH 0.24 0.2

20.18 0.22 0.2

80.34 0.46 2.8 1.7

00.5 0.5 0.2 0.2 0.12 0.12 0.1

ml 19 19.5

20 20.5 21 21.5 22 22.5

PH 0.08 0.06

0.06 0.08 0.04

0.08 0.1 0.08

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 240

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Series2

Cálculos:

Estandarización:

0.0816 g Na2CO3∗1mol

105.99 g=7.6988∗10−4mol Na2CO 3

7.6988∗10−4mol Na2CO3∗2=1.53976∗10−3mol HCl

1.53976∗10−3mol0.00869L

=0.1772M

Identificación de carbonatos y bicarbonatos gracias a la grafica de pH vs Volumen:Carbonatos en la muestra

0.1772MHCl∗6.50mlHCl=1.1518mlmol CO3¿

1.1518mlmolCO3

¿∗60.01∗10−3g1mlmol

=0.0691gCO3¿

0.0691g0.1419g

∗100=48.70 %CO3¿

Bicarbonatos en la muestra:0.1772MHCl∗8.25ml HCl=1.4619mlmol HCO3

−¿¿

1.4619mlmol HCO3

−¿∗61.02∗10−3g1mlmol

=0.0892 g HCO3−¿¿¿

0.0892g0.1419g

∗100=62.86 %HCO3−¿ ¿

Identificación de carbonatos y bicarbonatos gracias a la gráfica de ΔpH/ΔV vs Volumen:

Carbonatos en la muestra0.1772MHCl∗6.0mlHCl=1.0632mlmolCO3

¿

1.0632mlmolCO3

¿∗60.01∗10−3g1mlmol

=0.0638 gCO3¿

0.0638g0.1419g

∗100=44.96 %CO3¿

Bicarbonatos en la muestra:0.1772MHCl∗8.5ml HCl=1.5062mlmol HCO3

−¿¿

1.5062mlmol HCO3

−¿∗61.02∗10−3g1mlmol

=0.0919 g HCO3−¿ ¿¿

0.0919g0.1419g

∗100=64.77 %HCO3−¿ ¿

Datos bibliográficos o auxiliares: Tabla de datos auxiliares No. 5.

Símbolo Descripción Valor (unidad) Na2CO3 Masa molar del carbonato de sodio 105.99 g HCO3

- Masa molar del bicarbonato 61.02 g CO3

= Masa molar del carbonato 60.01 g

Tabla de resultado según la grafica de pH vs Volumen de HCl No.6Símbolo Descripción Valor (unidad)

Va Volumen adicionado de HCl para titular los carbonatos 6.50 mlVb Volumen adicionado de HCl para titular todos los

bicarbonatos y carbonatos. 14.75 ml

Vc Volumen adicionado de HCl para titular los bicarbonatos de la muestra

8.25ml

%CO3= Porcentaje de carbonatos en la muestra 48.70 % m/m

%HCO3- Porcentaje de bicarbonatos en la muestra 62.86 % m/m

Tabla de resultados según la gráfica de │ΔpH/ΔV│ vs Volumen de HCl No.7

Símbolo Descripción Valor (unidad)Vaa Volumen adicionado de HCl para titular los carbonatos 6.00 mlVbb Volumen adicionado de HCl para titular todos los carbonatos y

bicarbonatos14.5ml

Vcc Volumen adicionado de HCl para titular los bicarbonatos de la muestra

8.50 ml

%CO3= Porcentaje de carbonatos en la muestra 44.96 % m/m

%HCO3- Porcentaje de bicarbonatos en la muestra 64.77 % m/m

Análisis y discusión de resultados:

Después de observar las gráficas como tal se puede observar que en la primera grafica las dos caídas son respectivamente los puntos finales de los carbonatos y bicarbonatos, que aunque se pueden ver, es difícil identificar en si dichos puntos, en la segunda grafica se pueden observar los puntos finales de los carbonatos y bicarbonatos gracias a los dos picos más altos que se pueden apreciar y de los cuales si es más fácil identificar.

Se puede observar que el porcentaje de desviación de los carbonatos de la gráfica uno en comparación con la dos es del 7.68% y la de los bicarbonatos es del 3% lo que quiere decir que los dos resultados no son muy diferentes y que ambas graficas muestran el mismo comportamiento de la determinación de los carbonatos y bicarbonatos.

La fenolftaleína para determinar y valorar al ácido (al virar a base índico el punto final de la titulación) y el verde de bromocresol para determinar y valorar a la base (al virar a amarillo, índico el punto final y que se tornó ácida la solución.)

Bibliografía

http://es.wikipedia.org/wiki/Carbonato

http://www.quiminet.com/ar7/ar_advcadvchgsA-usos-y-aplicaciones-del-carbonato-de-calcio.htm