Práctica 5 - Determinación de Cloruros por el método de Volhard. PDF

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Determinación de Cloruros por el método de Volhard....

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDSUTRIAS EXTRACTIVAS

ACADEMIA DE QUÍMICA ANALÍTICA

LABORATORIO DE PRINCIPIOS DE ANÁLISIS CUANTITATIVO

PRÁCTICA NO. 5 “DETERMINACION DE CLORUROS POR EL MÉTODO DE VOLHARD”

M. en C. Miguel Ángel de la Rosa Guzmán Ubaldo Ruiz Linette Michell

2IM40 Equipo no. 4

OBJETIVO GENERAL Practicar las titulaciones por precipitación, así como conocer cómo se realiza una titulación indirecta o por retroceso; agregando una solución titulante en exceso y titulando este exceso con otra solución (estándar secundario).

INTRODUCCIÓN TEÓRICA El método Volhard es uno de los métodos argentométricos más comunes. En este método, los iones plata se titulan con una disolución estándar del ion tiocianato: 𝐀𝐠+ + 𝐒𝐂𝐍 − ⇌ 𝐀𝐠𝐒𝐂𝐍(𝐒) El hierro (III) funciona como indicador. La disolución se vuelve roja cuando se añade el mínimo exceso de ion tiocianato debido a la formación de Fe(SCN)2+. Se trata de un procedimiento de titulación indirecta para determinar aniones que precipitan con plata (Cl−, Br−, SCN − ), y se realiza en solución ácida ( HNO3 ).En este procedimiento se agrega un exceso medido de AgNO3 para precipitar el anión, y luego se determina el exceso de Ag retrotitulando con una solución estándar de tiocianato de potasio: 𝐗 − + 𝐀𝐠 + → 𝐀𝐠𝐗 + 𝐞𝐱𝐜𝐞𝐬𝐨 𝐀𝐠 + 𝐞𝐱𝐜𝐞𝐬𝐨 𝐀𝐠 + + 𝐒𝐂𝐍 − → 𝐀𝐠𝐒𝐂𝐍 Se detecta el punto final agregando hierro (III) como alumbre férrico (sulfato doble de hierro (III) y amonio), que forma un complejo rojo soluble con el primer exceso de titulante: 𝐅𝐞𝟑+ + 𝐒𝐂𝐍 − → 𝐅𝐞(𝐒𝐂𝐍)𝟐+ Si el precipitado, AgX, es menos soluble que el AgSCN, no se tiene que remover antes de titular. Tal es el caso con I −, Br− y SCN− . En el caso del I−, no se agrega el indicador sino hasta que se haya precipitado todo, ya que sería oxidado por el hierro (III). Si el precipitado es más soluble que el AgSCN, reaccionará con el titulante para dar un punto final alto y difuso; tal es el caso con el AgCl: 𝐀𝐠𝐂𝐥 + 𝐒𝐂𝐍 − → 𝐀𝐠𝐒𝐂𝐍 + 𝐂𝐥− Por tanto, se remueve el precipitado por filtración antes de titular. Obviamente, estos indicadores no deben formar un compuesto con el titulante que sea más estable que el precipitado, de lo contrario el color de la reacción podría presentarse cuando se adicione la primera gota de titulante. Esta reacción provoca que el punto final se desvanezca y que el ion tiocianato se consuma en exceso. Para el ion cloruro, los bajos resultados que se obtienen pueden ser superados filtrando el cloruro de plata antes de comenzar la valoración por retroceso. La filtración no es necesaria para otros haluros debido a que forman sales de plata que son menos solubles que el tiocianato de plata.

Agentes orgánicos complejométricos: Existen distintos agentes orgánicos complejométricos que se han vuelto importantes en la química analítica debido a su sensibilidad inherente y a su selectividad potencial para reaccionar con iones metálicos. Los reactivos orgánicos son particularmente útiles para precipitar metales, en la formación de enlaces con metales de tal manera que previenen interferencias, para extraer metales de un disolvente hacia otro y para formar complejos que absorben luz útiles en determinaciones espectrofotométricas. Los reactivos orgánicos más útiles forman quelatos con los iones metálicos. Muchos reactivos orgánicos son útiles para convertir iones metálicos en formas que pueden ser extraídas fácilmente desde agua hacia una fase orgánica inmiscible. Las extracciones se utilizan ampliamente para separar metales de interés de iones potencialmente interferentes o para conseguir un efecto concentrador al transferir los iones metálicos hacia una fase de menor volumen. Las extracciones se pueden aplicar a cantidades de metal menores, a diferencia de las precipitaciones, y evitan los problemas asociados con la coprecipitación. MÉTODO DE MOHR VS MÉTODO DE VOLHARD 

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Método de Möhr Determinación iones cloruro y bromuro de metales alcalinos, magnesio y amonio. ecloruros=eAgNO3 La valoración se hace con una solución patrón de AgNO3. Útil en solución neutra. El indicador es el ión CrO42 Los iones plata reaccionan con el cromato para formar el cromato de plata (Ag2CrO4) que es un precipitado rojo ladrillo. Las reacciones que ocurren en la determinación de cloruros son:

Cl‾ + Ag+ → AgCl ↓ (Precipitado blanco) CrO42- + 2Ag+ → Ag2CrO4 ↓ (Precipitado rojo ladrillo)

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Método de Volhard Determinación de plata y compuestos de plata, aniones que se precipitan con plata como Cl−, Br−, I−, SCN− y AsO4 −4 . ecloruros=eAgNO3-eKSCN Se retrotitula con una solución patrón de KSCN y AgNO3. Se valora por retroceso el exceso de Ag+ Útil en solución ácida. El indicador es el Fe+3 La disolución se vuelve roja cuando se añade el mínimo exceso de ion tiocianato debido a la formación de FeSCN+2. Las reacciones que ocurren en la determinación de cloruros son:

Ag++ Cl‾ → AgCl ↓ Ag+ + SCN‾ → AgSCN Fe+3 + SCN‾ → FeSCN+2

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1.- PREPARAR LA SOLUCIÓN DE KSCN 0.02N

1.- Calcular los gramos necesarios de KSCN 0.02N.

3.-Transvasarlo y aforar con agua destilada.

Considerar el volumen gastado por cada alumno aproximado a 30 ml.

2.- Pesarlo en balanza granataria.

4.- Guardarlo en un frasco reactivo y etiquetar.

2.- PREPARAR LA SOLUCIÓN SATURADA DE FeNH 4(SO4)2·12H2O (Indicador)

Preparar 100 ml de solución.

Considerar 5ml por alumno. 1.- Cantidad de agua destilada necesaria

3.- Agitar hasta que la última porción ya no se disuelva. (Solución saturada)

2.- Agregarle FeNH 4(SO4)2·12H2O poco a poco.

4.- Estabilizar agregando 2ml de ácido nítrico (1:1)

3.- PREPARAR LA SOLUCIÓN DE HNO3

Preparar el volumen requerido. Procedimiento para preparar 100 ml de solución de HNO3 (1:1) 1.- 50 ml de agua destilada.

2.- Agregarle 50 ml de ácido, cuidadosamente.

4.- VALORAR LA SOLUCÓN DE KSCN

1.- Colocar AgNO3 valorado en la práctica de método de Mohr.

5.-Agregar 1 mL de HNO3 (1:1).

2.- Colocar KSCN en la otra bureta.

6.-Agregar 1 mL de FeNH4(SO4)2·12H2O.

3.- Colocar 5 mL de solución de AgNO3

6.- Titular el AgNO3 agregando solución de KSCN, hasta el primer vire a color rojizo.

4.- Agregar 25 a 50 mL de agua destilada.

7.- Tiene que persistir un minuto el vire color rojizo.

8.- Tomar lectura del volumen gastado de KSCN.

9.- Al mismo matraz volver a agregar 5ml de solución de AgNO3

10.- Titular agregando solución de KSCN, hasta el primer vire a color rojizo.

11.- Tomar lectura del volumen gastado de KSCN y calcular la normalidad

5.- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Efectuar por duplicado los siguientes pasos

2.- Tomar una alícuota de 10 o 25 mL.

1.- Recibir la solución por analizar en un matraz de 100 ml y aforar con agua destilada.

4.- Agregar de 25 a 50mL de agua destilada y 5 mL de HNO3 (1:1).

5.- Adicionar solución valorada de AgNO3, hasta que haya un exceso. (Cuando empieza a coagular)

6.- Agregar 3ml de C6H5NO2 (nitrobenceno).

7.- Agitar vigorosamente durante 30 segundos y dejar reposar de 1 a 2 minutos.

8.- Observar si en la superficie hay precipitado.

9.- Anotar el VOLUMEN TOTAL de nitrato de plata utilizado.

10.- Adicionar 1 mL del indicador alumbre férrico.

12.- Anotar el volumen gastado de KSCN

13.- Calcular el % de cloruros y el %NaCl.

Si hubiera precipitado, agregar más solución de AgNO3 de mL en mL y agitar, hasta que no haya precipitado.

11.- Titular el exceso de nitrato de plata, agregando KSCN, hasta el primer vire rojo.

CUESTIONARIO 

Indique un ejemplo industrial que aún conserve el uso del método Volhard:

La determinación de cloruros en agua potable, se deben determinar para poder neutralizarlos y eliminarlos, de lo contrario pueden causar incrustaciones en tuberías, equipo y corroer estos. 

¿Qué pasaría si el nitrobenceno no se agregará en el método de Volhard?

El precipitado de AgCl no se encapsularía y absorbería el AgNO3 que se encuentra en exceso, por lo tanto no se podría cuantificar. 

Indique las reacciones que ocurren durante todo el método de Volhard hasta el vire del indicador. AgNO3 + NaCl → AgCl ↓ +NaNO3 + Ag +exceso Ag +exceso + SCN− → AgSCN ↓ +SCN−exceso

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SCN−exceso + Fe3+ → Fe(SCN)2+ ↓ Proponga el balance de equivalentes teórico para una muestra problema empleando el método de Volhard. equivalentes del analito = equivalentes de AgNO3 − equivalentes de KSCN e𝐶𝑙− = e𝐴𝑔𝑁𝑂3 − e𝐾𝑆𝐶𝑁

(

𝑎 ) = (VN)AgNO3 − (VN)KSCN 𝑃𝐸𝑞 𝐶𝑙−

𝑎𝐶𝑙− = [(VN)AgNO3 − (VN)KSCN]𝑃𝐸𝑞𝐶𝑙− 

Si se tuviera una muestra que tuviera un halogenuro, ¿recomienda usar el método de Volhard?

Sí es recomendable pues el ambiente fuertemente ácido de la valoración Volhard representa una ventaja única sobre los otros métodos de valoración de iones haluro debido a que iones como el carbonato, oxalato y arsenito no provocan interferencias. Las sales de plata de estos iones son solubles en medio ácido pero son ligeramente solubles en medio neutro. Además es útil cuando existen posibles interferencias causadas por el color de la muestra.

REFERENCIAS Christian, G. (2009). Química Analítica. Ciudad de México: Mc Graw Hill. Difference Between. (Abril de 2020). Difference Between Mohr Volhard and Fajans Method. Obtenido de https://www.differencebetween.com/difference-between-mohr-volhardand-fajans-method/ Fisicanet. (Abril de 2020). Determinación de cloruros en una muestra acuosa mediante los métodos de precipitación Mohr y Volhard. Obtenido de https://www.fisicanet.com.ar/quimica/analitica/lb01-mohr-volhard.php Romero Moreno, F. (Abril de 2020). Agentes orgánicos complejométricos. Obtenido de http://www.escritoscientificos.es/trab21a40/clorurosaguas/pagina04.htm Skoog, D., West, D., Holler, J., & Crouch, S. (2020). Fundamentos de Química Analítica. Ciudad de México: CENGAGE Learning....