Unidad Iii. Métodos Volumetricos

METODOS VOLUMETRICOS Métodos cuantitativos de análisis que se basan en la determinación del volumen de una solución, cuya concentración es conocida, la cual es necesaria para reaccionar completamente con el analito. “VOLUMETRIA”

Determinación del volumen

Titulaciones En una titulación o estandariacion, una solución de una concentración conocida con exactitud, es agregada gradualmente a otra solución de concentración desconocida, hasta que la reacción química entre ellas está completa. Punto de equivalencia – es el punto en el cual la reacción está completa Indicador – sustancia que cambia de color en (o cerca) del punto de equivalencia. Se agrega lentamente una base a un ácido desconocido HASTA QUE el indicador cambia de color

TÉRMINOS BÁSICOS Solucion Patron: Reactivo de concentracion conocida que se utiliza para llevar a cabo una valoracion. Valoración.- procedimiento que se utiliza para determinar la concentración de una solución (analito) a partir de la reacción, directa o indirecta. Se lleva acabo agregando lentamente solucion patron desde una bureta hasta que la reaccion sea completa.

PUNTOS DE EQUIVALENCIA Y PUNTOS FINALES Punto teorico que se alcanza cuando la cantidad de valorante añadido es quimicamente equivalente a la cantidad de analito en la muestra. Punto final. Estimacion de la posicion del punto de equivalencia por la observacion de un cambio quimico. 

Indicadores.- compuesto que cambia de color en el punto de equivalencia o cerca de el, según sea el pH del medio en el que se encuentra. “se utiliza para visualizar el punto final de una titulación”.

 Estandar.- solución de

concentración conocida, llamada tambien patrón primario que, por su especial estabilidad, se emplea para valorar la concentración de otras soluciones, como las soluciones valorantes.

PATRON PRIMARIO

SOLUCION PATRON SECUNDARIO Solucion ideal para una valoracion: Ser suficientemente estable de modo que sea necesario establecer su concentracion solo una vez.  Reaccionar rapidamente con el analito.  Reaccionar de forma completa.  Solo debe reaccionar con el analito. 

ALICUOTA.  Es una parte de la totalidad, por lo general una

fraccion pequeña. Se le llama alícuota a la porción de una muestra que se toma de un matraz volumétrico utilizando una pipeta. DILUCIÓN.  Los procedimientos de laboratorio en química

analítica con frecuencia requieren la toma de una alícuota de una solución estándar para diluirla a un volumen mayor en un matraz volumétrico, los cálculos de una dilución son exactos, ya que no ocurre ninguna reacción química , las moles o milimoles de soluto presentes en la solución original deben ser las mismas moles o milimoles en la solución final.

REACCIONES QUE SE UTILIZAN EN LAS TITULACIONES.

Las

reacciones que sirven como bases para las determinaciones volumétricas se encuentran en cuatro grupos.

 1.- Reacción acido-base.

HA + OHBOH + H3O+

A- + H2O B+ + 2H2O

Donde HA representa el acido que va a ser determinado Y BOH la base  2.- Reacciones de oxidación-reducción (redox).

Son muy utilizadas en el análisis volumétrico como por ejemplo: El fierro en estado de oxidación de +2 puede titularse con una solución estándar de sulfato de cerio(VI). Fe 2+ + Ce4+ Fe3+ + Ce3+

3.- REACCIÓN DE FORMACIÓN DE COMPLEJOS. ANALITO + TITULANTE

COMPLEJO: interacción electrones donador de covalente.

COMPLEJO

Ion o molécula formada por la de un ion metálico que acepta y un ligando que actúa como electrones para formar un enlace

 Ejemplo en la cual se forma un complejo estable es

aquella que ocurre entre la plata y los iones cianuro:

Ag + + 2CN-

Ag (CN)2 -

 4.- Reacciones de precipitación. Un ejemplo

muy empleado es la precipitación del catión plata con un anión halógeno la reacción es Ag+ + XAgX(s) X- puede ser cloro, bromo, yodo y tiocianato (SCN)

REQUISITOS PARA ANÁLISIS VOLUMÉTRICOS 

La reacción debe ser sencilla y estequiometria.

La reacción debe ser rápida.  La reacción debe ser completa.  Debe disponerse de una solución estándar como reactivo valorante.  Debe disponerse de un indicador. (Fenolftaleína, cromato de potasio, anaranjado de metilo, almidón, etc.) 

INDICADORES ÁCIDO BASE Nombre

Intervalo de pH

Color ácido

Color base

Rojo de cresol

0.2 a 1.8

Rojo

Amarillo

Azul de timol

1.2 a 2.8

Rojo

Amarillo

Amarillo de metilo

2.8 a 4.0

Rojo

Amarillo

Azul de bromofenol

3.0 a 4.6

Amarillo

Purpúreo

Anaranjado de metilo

3.1 a 4.4

Rojo

Amarillo

Rojo de metilo

4.2 a 6.2

Rojo

Amarillo

Púrpura de bromocresol

5.2 a 6.8

Amarillo

Purpúreo

Azul de bromotimol

6.0 a 7.6

Amarillo

Azul

Rojo de fenol

6.4 a 8.0

Amarillo

Rojo

Fenolftaleína

8.0 a 9.8

Incoloro

Rojo violeta

Amarillo de Alizarina

10.1 a 12.0

Amarillo

Violeta

VOLUMETRÍA REACCIONES ÁCIDO - BASE 

Existe una gran cantidad de ácidos y bases que se pueden determinar mediante la volumetría. Si HA representa el ácido que va a ser determinado y BOH la base, las reacciones son:

HA + OH¯→ A¯ + H20 BOH + H3O → B + 2 H2O Los titulantes son por lo general soluciones estándar de electrolitos fuertes como el NaOH y el HCl.

UNIDADES DE CONCENTRACIÓN  Molaridad  Es el número de moles que se encuentran en 1

litro de solución. Ejemplo Calcule la M de una sol que contiene 6 g de NaCl (PM = 58.44) en 200 ml de sol. M = mol/L

NORMALIDAD  Es el número de equivalentes del soluto por litro de solución.

N = #eq / L

VOLUMETRÍA REACCIONES DE OXIDO REDUCCIÓN 

Las reacciones químicas que involucran la oxidación y reducción son muy utilizadas en el análisis volumétrico.



Los términos oxidación y reducción se definen en función de la transferencia de electrones que se da entre las sustancias que reaccionan. Unos pierden electrones y otros los ganan * Oxidada: La sustancia que pierde electrones. * Reducida: La sustancia que gana dichos electrones.



Agentes oxidantes: Peróxido de hidrógeno y de sodio (Fe, Cr y Mn), Bismutato de potasio (Mn, Cr y Ce), entre otros.



Agentes reductores: Dióxido de azufre y ácido sulfhídrico (Fe, V, Ce), cloruro de estaño (Fe); metales y amalgamas.

VOLUMETRÍA POR PRECIPITACIÓN ANALITO + TITULANTE

SAL

El reactivo valorante provoca precipitación de un compuesto composición bien definida. Características:  Titulaciones de mezclas  Titulaciones donde actúa la plata

una de

VOLUMETRÍA REACCIONES ÁCIDO - BASE 1. ¿Qué volumen de una solución de 1.420 M de NaOH se requiere para titular 25.00 mL de una solución 4.50 M de H2SO4?

¡ESCRIBA LA ECUACIÓN QUÍMICA! H2SO4 + 2NaOH

2H2O + Na2SO4

VOLUMETRÍA REACCIONES ÁCIDO - BASE 2. Se analiza volumetricamente una solucion de H2SO4 para lo cual se toma una alicueta de 10 ml y se valora utilizando fenolftaleina como indicador con una solucion de NaOH, gastando 15 ml de esta solucion. La solucion de NaOH se valoro contra un estandar De KHC8H4O4 (4.02 g/100 ml) consumiendo 10 ml De esta 8.7 ml de la solucion de NaOH A) Calcular la molaridad del H2SO4 B) Calcular la Normalidad del H2SO4

VOLUMETRÍA REACCIONES ÁCIDO - BASE 3. Calcular el volumen de acido perclorico 0.15 M Necesario para neutralizar cada una se las Siguientes bases: A)125 ml de una solucion de hidroxido de bario 0.2 M B) 0.3 g de bicarbonato de sodio.

PROBLEMAS PARA ENTREGAR EL DIA DEL EXAMEN

4VOLUMETRÍA REACCIONES DE OXIDO REDUCCIÓN 1.-SE ANALIZA VOLUMETRICAMENTE UNA SOLUCIÓN DE “ACIDO DE BATERIA” EN CUANTO AL CONTENIDO DE H2SO4: SE MIDIERON EXACTAMENTE 10ml DEL “ACIDO DE BATERIA”, Y SE DILUYERON EN UN VOLUMETRICO DE 200ml. DE LA SOLUCIÓN ANTERIOR, SE MIDIERON TRES ALÍCUOTAS DE 10 ml EN TRES MATRACES, Y SE AÑADIO EL INDICADOR SE TITULARON CADA UNA CON UNA SOLUCION DE NaOH CONSUMIENDO CADA UNA UN PROMEDIO DE 17.76ml LA SOLUCIÓN DE NaOH SE VALORO CONTRA UNA SOLUCION ESTANDAR DE KHC8H4O4 (2,04g/100ml) CONSUMIENDO 10 ml DE ÉSTA 8,7 ml DE LA SOLUCIÓN DE NaOH

2. Se requiere determinar la concentracion de una solucion de HCl la cual ha perdido su etiqueta, para esto se toma una alicueta de 10 ml del acido y se diluye a 100 ml. 

De la solución anterior se mide una alícuota de 15 ml a la cual se le añade indicador y se titula con una solución de NaOH gastando 13.5 ml.



La solucion del NaOH se valoro contra un estandar de KHC8H4O4 (que contiene 20,4 g disueltos en 100ml) gastando 10 ml de esta solucion 18,7 ml de NaOH.



Cual es la Molaridad y Normalidad del HCl?

3. El Ácido benzoico extraido de una muestra de 106,3 g de salsa Ketchup necesitó de 14,76 ml de NaOH 0,0514 N en una titulación. exprese los resultados de este análisis en porcentaje de benzoato de sodio. 4. Se prepara una solucion de Na2CO3 empleando 53.43 g para aforar a un litro de solucion, una alicueta de 15 ml de dicha solucion se estandariza con HCl 0.4M utilizando 36 ml para la estandarizacion, calcule la Normalidad y Molaridad teorica y real de la solucion preparada 5. Si se valoran 5 mL de HCl 0.095 M con una solución NaOH 0.086 M, cuantos ml de la base se gastaran?

6. Cuantos ml de solucion KOH 0.1421 N se requiere para neutralizar 13.72 ml de H2SO4 0.0686 N.

7. Si 13.12 ml de KOH 0.1078 se requieren para neutralizar 10 ml de acido acetico diluido, cual es la normalidad del acido? 8.Una muestra de acido oxalico puro pesa 0.20 g y requiere 30.12 ml de solucion de KOH para neutralizacion completa. Cual es la normalidad de la solucion de KOH? 9.Una solución de HCl es de tal concentración que 45.62 ml neutralizan a 1.6 g de Na2CO3. Calcule: a) el numero de equivalentes g de Na2CO3 neutralizados por un litro del acido? b) el numero de miliequivalentes g de Na2CO3 neutralizados por 1 ml del acido? c)Normalidad del acido.



10. cuantos ml de NaOH 0.1096 N Neutralizan a 26.42 ml de H2SO4 0.05360 M?