Practica 5 Determinacion de cloruros por el metodo de volhard PDF

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA EINDUSTRIAS EXTRACTIVASUnidad de Aprendizaje: Principios del Análisis CuantitativoNombre del alumno(a): ----------------------------------Numero de boleta: ------------------------Nombre del profesor(a): ---------------------------...

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

Unidad de Aprendizaje: Principios del Análisis Cuantitativo

Nombre del alumno(a): ----------------------------------

Numero de boleta: ------------------------

Nombre del profesor(a): --------------------------------

Práctica 5. Determinación de cloruros por el método de Volhard.

Objetivo Practicar las titulaciones por precipitación, así como se realiza una titulación indirecta o por retroceso; agregando una solución titulante en exceso y titulando este exceso con otra solución (estándar secundario). Introducción La valoración por el método Volhard permite la cuantificación de numerosos aniones en medio ácido o neutro. Es un procedimiento para obtener el contenido de AgNO3 en exceso o sin reaccionar. Se distinguen dos variantes: método directo y método indirecto. Método directo: se lleva acabo para la determinación de sulfocianuro o plata, así como valoración de soluciones de sulfocianuro de sodio, potasio o amonio. El ion plata de valora con una solución patrón, ion tiocianato. 𝐴𝑔+ + 𝑆𝐶𝑁 − → 𝐴𝑔𝑆𝐶𝑁 𝐴𝑔𝑁𝑂3 + 𝐾𝑆𝐶𝑁 → 𝐴𝑔𝑆𝐶𝑁 + 𝐾𝑁𝑂3 Método indirecto: Valoración por retroceso, se basa en la adición de un exceso de Nitrato de con una cantidad perfectamente conocida de 𝐴𝑔𝑁𝑂3 o con una solución con normalidad conocida. 𝐻𝐶𝑙 + 𝐴𝑔𝑁𝑂3 𝑒𝑥𝑐 → 𝐴𝑔𝐶𝑙 ↓ +𝐻𝑁𝑂3 + 𝐴𝑔𝑁𝑂3 𝑒𝑥𝑐 𝐴𝑔𝑁𝑂3 + 𝐾𝑆𝐶𝑁 → 𝐴𝑔𝑆𝐶𝑁 + 𝐾𝑁𝑂3 𝐾𝑆𝐶𝑁 + 𝐹𝑒2 (𝑆𝑂4 )3 → 𝐾2 𝑆𝑂4 + 𝐹𝑒(𝑆𝐶𝑁)3

𝑠𝑜𝑙.𝑟𝑜𝑗𝑜 𝑎𝑧𝑢𝑙𝑜𝑠𝑜

La valoración se debe llevar a cabo en disolución ácida para evitar la precipitación del hierro (III), el análisis de 𝐶𝑙− mediante método Volhard, el color en el punto final se va perdiendo poco a poco, porque el 𝐴𝑔𝐶𝑙 es más soluble que el 𝐴𝑔𝑆𝐶𝑁. Para eliminar esta reacción secundaria se puede filtrar o encapsularlo con una pequeña cantidad de nitrobenceno para valorar el 𝐴𝑔𝑁𝑂3 en exceso o sin reaccionar. Entre los aniones se pueden determinar sin necesidad de neutralizar la solución problema, se tiene a los siguientes: Cloruro Bromuro Yoduro Cianuro Sulfocianuro

Mercaptanos Los aniones que requieren neutralización, son los que a continuación se mencionan: Fosfato Oxalato Cromato Arseniato Ferrocianuro Ferricianuro Yodato Carbonato Sulfuro Titulaciones por el método Volhard Determinación de Bromuro y Yoduro Póngase la muestra disuelta sobre 25 o 50 ml de agua destilada en un matraz erlenmeyer, adicionar 5 ml de ácido nítrico 6 N y un volumen apropiado de la solución valorada de nitrato de plata, dependiendo de la concentración del analíto. A continuación adicionar 1 ml de solución saturada de Sulfato Férrico Amoniacal, procediendo a titular con solución valorada de sulfocianuro de potasio, hasta obtener él vire en la parte acuosa de incoloro a rojo azuloso. Cuando se titulan yoduros, el indicador se debe adicionar después de la adición de nitrato de plata, debido a que la sal férrica podría liberar al yoduro en forma de yodo elemental. Determinación de Fosfatos, Oxalatos, Arseniatos, Cromatos y Sulfuros Adicionar una cantidad apropiada de Nitrato de Plata en solución o sal, teniendo precaución que este reactivo quede en exceso a la solución que contiene la mezcla previamente neutralizada, filtrar y lavar el precipitado, recibiendo las aguas del lavado en el matraz que contiene el problema, titular el exceso de Nitrato de Plata con solución valorada de sulfocianuro de potasio, usando sulfato férrico como indicador. Determinación de Plata Cuando la plata se encuentra en forma metalica, se solubiliza con ácido nítrico, calentando la solución para eliminar la mayor parte de ácido en forma de vapores nítricos, se le adiciona agua para tener un volumen más cómodo de titulación y es titulado con solución valorada de sulfocianuro de potasio, se utiliza como indicador sulfato ferrico.

Determinación de Mercaptanos en Gasolinas Medir un volumen determinado de muestra y vaciarla en un matraz para índice de yodo, agregar 25 ml de solución valorada de Nitrato de Plata, tapar el matraz y agitar fuertemente, adicionar a continuación 1 ml de Sulfato Férrico y titular el exceso de Nitrato de Plata con solución valorada de Sulfocianuro de Potasio, en estas determinaciones cada radical RS - reacciona con una molécula de nitrato de plata y por lo tanto un átomo de azufre representa un equivalente o sea que el peso equivalente del sulfuro orgánico en esta titulación es igual a su peso atómico.

Causa

Método Mohr

Método Volhard

Ph

Neutro

Ácido, neutro

Tipo de reacción

Titulación directa

Titulación directa y retrotitulación

Indicador

𝐾2 𝐶𝑟𝑂4

𝐹𝑒 3+

Medio titulante

𝐴𝑔𝑁𝑂3

𝐾𝑆𝐶𝑁

Sal auxiliar

Ninguna

𝐴𝑔𝑁𝑂3

Materiales

Nitrato de plata

Agua destilada

Frasco reactivo

Sulfato de Amonio Ferrico Dodecahidratado

Bureta

Pinza doble para bureta

Soporte universal

Ácido nítrico

Matraz Erlenmeyer

Tiocianato de potasio

Desarrollo experimental 1. Preparar una solución de KSCN 0.02N

I

KSCN, 𝐻2 𝑂

Calcular gramos necesarios para una solución de KSCN 0.02N

Pesarlo en la balanza

Disolverlo

Transvasarlo

Aforar a 1L con agua destilada

Guardar en un frasco de reactivo

Etiquetar

Fin

Desarrollo experimental

2. Preparar una solución saturada de 𝑭𝒆𝑵𝑯𝟒(𝑺𝑶𝟒)𝟐 ∗ 𝟏𝟐𝑯𝟐𝑶

II

FeNH4 (SO4 )2 ∗ 12H2 O

𝐻2 𝑂

𝑦

𝐻𝑁𝑂3

A la cantidad de agua destilada Necesaria agregarle poco a poco

FeNH4 (SO4 )2 ∗ 12H2 O

Hasta que la última porción ya no se disuelva

Estabilizar con 2Ml de ácido nítrico (1:1)

Fin

Desarrollo experimental

3. Preparar la solución de 𝑯𝑵𝑶𝟑

III

𝐻2 𝑂 ,

𝐻𝑁𝑂3

Agregar a 50 mL de agua destilada con mucho cuidado 50 mL de ácido nítrico.

Fin

Desarrollo experimental

4. Valorar la solución de KSCN

IV Solución de 𝐴𝑔𝑁𝑂3 , solución de KSCN , 𝐻𝑁𝑂3

FeNH4 (SO4 )2 ∗ 12H2 O

En una bureta colocar 𝐴𝑔𝑁𝑂3

En otra bureta colocar KSCN

En un matraz Erlenmeyer colocar 5 mL de solución 𝐴𝑔𝑁𝑂3

Agregar 25 a 50 mL de agua destilada

Agregar 1 mL de 𝐻𝑁𝑂3

1

1

Agregar 1 mL de

FeNH4 (SO4 )2 *12H2 O

Titular, agregando solución KSCN hasta el primer vire color rojizo

Tomar lectura del volumen gastado de KSCN

Al mismo matraz agregar 5ml de 𝐴𝑔𝑁𝑂3 , valorada

Lo repetiste

Si Calcular la normalidad de la solucion de KSCN

Fin

No

Desarrollo experimental

V

Solución para analizar, agua destilada, 𝐻𝑁𝑂3

𝐶6 𝐻5 𝑁𝑂2

Recibir solución por analizar

Aforar con agua destilada

Agitar perfectamente

Agregar 25 a 50 mL de agua destilada

Agregar 5 mL de 𝐻𝑁𝑂3 (1:1)

1

1

Agregar solución valorada de 𝐴𝑔𝑁𝑂3 Con la bureta, hasta que hay un exceso.

Agregar 3 ml de 𝐶6 𝐻5 𝑁𝑂2

Agitar vigorosamente durante 30 segundos.

Dejar reposar de 1 a 2 minutos.

Observar si hay precipitado

Calcular el %Cl con la cantidad de Cl calculados.

Fin

Calculos Volumen gastado de 𝐴𝑔𝑁𝑂3 = 31.4 mL Volumen gastado de KSCN= 3.3 mL 𝐸𝐶𝑙 = 𝐸𝐴𝑔𝑁𝑂3 − 𝐸𝐾𝑆𝐶𝑁 𝑊𝐶𝑙 = [𝑁𝐴𝑔𝑁𝑂3 ∗ 𝑉𝐴𝑔𝑁𝑂3 − 𝑁𝐾𝑆𝐶𝑁 ∗ 𝑉𝐾𝑆𝐶𝑁][𝑝𝑒𝑞 + ] 𝑊𝐶𝑙 = [0.027 ∗ 31.4 − 0.071 ∗ 3.3][35.5] 𝑊𝐶𝑙 = 21.77𝑚𝑔 b= 355 mg %𝐶𝑙 =

𝑊𝑐𝑙 − ∗ 100 𝑏

%𝐶𝑙 =

21.77 ∗ 100 355

%𝐶𝑙 = 6.13% Preguntas 1. Indique un ejemplo industrial que aun conserve el método Volhard. Es muy importante para la determinación de cloruros en agua en la industria de la construcción, ya que si estos exceden pueden ejercer una influencia negativa propiciando la corrosión de armaduras. 2. ¿Qué pasaría si el nitrobenceno no se agregara en el método Volhard? El color del punto final se va perdiendo poco a poco, debido a que el precipitado no se encapsula y este se disuelve. 3. Indique las reacciones que ocurren durante todo el método Volhard hasta el vire del indicador.

𝐻𝐶𝑙 + 𝐴𝑔𝑁𝑂3 𝑒𝑥𝑐 → 𝐴𝑔𝐶𝑙 ↓ +𝐻𝑁𝑂3 + 𝐴𝑔𝑁𝑂3 𝑒𝑥𝑐 𝐴𝑔𝑁𝑂3 + 𝐾𝑆𝐶𝑁 → 𝐴𝑔𝑆𝐶𝑁 + 𝐾𝑁𝑂3 𝐾𝑆𝐶𝑁 + FeNH4 (SO4 )2 → 𝐾2 𝑆𝑂4 + 𝐹𝑒(𝑆𝐶𝑁)3 + (NH4 )2𝑆𝑂4 4. Si se tuviera una muestra que tuviera un halogenuro, ¿Recomienda usar el método Volhard? Si, debido a que el método Volhard cuantifica diversos aniones sin necesidad de neutralizar la solución problema entre ellos se encuentran los iones haluro, Igualmente debido a su análisis en medio ácido.

Bibliografía ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

M. Kolthoff, E. B. Sandell, E. J. Meehan, S. Bruckenstein. Análisis Químico Cuantitativo. 6ª edición. Buenos Aires: Nigar, 1985. Maria Janeiro, Lilibeth de Araque. Importancia de los iones cloruro en la industria de la construcción. Articulo p.13 Diciembre 2013 Skoog, D.A., West, D.M. y Holler, F.J., “Fundamentos de Química Analítica”, Reverté, 1996 Skoog, D.A., West, D.M. y Holler, F.J., “Química Analítica”, McGraw-Hill, México, 1995 Harris C.D, Analisis Quimico Cuantitativo, Grupo editorial Iberoamericana, México...