Modulo 5. Volumetrias 1

7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1

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VOLUMETRAS

Introduccin a los mtodos

volumtricos de anlisis


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2

OLUMETRA:todo de anlisis que consiste en la medida precisa

el olumen de un reactio en disoluci!n de concentraci!ner"ectamente conocida que reacciona estequiometricamenon el analito contenido en la muestra disuelta#os clculos son siempre estequiomtricos#

$omenclatura Reacci!n olumtrica: Reacci!n qu%mica so&re la

que se &asael mtodo#

'A(ente alorante: )ustancia en disoluci!n deconcentraci!nconocida *estndar+# )e coloca en la &ureta#',unto -inal *,#-#+ : momento en el que se isuali.ao detecta elpunto de equialencia *p#e#+ de la reacci!n


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-undamento:1# La reacci!n olumtrica a de ser completa 3

estequio4

mtrica#2# El olumen de la disoluci!n de analito*sustancia a alorar+de&e de ser "cilmente mane5a&le #

# El alorante se adiciona pro(resiamente de"orma quesu consumo se monitori.a "cilmente#* V6c$c7Vc$8+

9

Tcnicas olumtricas

El a(ente alorante se dispone en una &uretaEl analito se dispone 5unto con el indicador en el matra.

olumtrico * Erlenme3er+#Volumetr%a directa: se usa el procedimiento conencionalVolumetr%a inersa *por retroceso+: se aade e8ceso conocido dealorante 3 se alora el e8ceso por retroceso#


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;

error olumtrico


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@

aracter%sticas de la reacci!n olumtrica

R + X RX

)electia

Estequiomtric

a Rpida

Cuantitativa ( se complete en un 99.9%)

,unto 0nal detecta&le

stos requisitos son comunes a cualquier mtodo qu%micoB


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C

lasi0caci!n de las olumetr%as

1# Volumetr%as cido4&ase *protol%ticas+2# Volumetr%as de precipitaci!n# Volumetr%as RE


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G

UNOS EJEMPLOS

HAc + OH- Ac- + H2O (Acido Base)

Mg2+ + Y4- MgY2- (precipitaci!n+

Fe2+ + Ce4+ Fe++ Ce+ ( Redo!)

Ag+ + C"- AgC"(s) ( Co#$"e!o#e%&ia)


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H

aracter%sticas comunes de las olumetr%as

reciso disponer de estndares del a(ente alorante#

reciso disponer de un sistema indicador del punto 0nal *co o instrumental+#

ace necesario conocer la cura de aloraci!n:esentaci!n (r0ca de la ariaci!n de concentraci!nsustancia alorada *analito+ con las cantidades

ientes *olumen+ de a(ente alorante? c 7 "*+ o

aloraci!n+ 7 "*+e presentar saltos n%tidos en las pro8imidades del ,#E#ces se representa la "unci!n p 7 4lo( "rente a olumen a


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CONCEPTO DE EQUII!RIO "CIDO#!$%E

El estudio de los e&uili'rios cido#'ase constitu(e el )undamento delas valoraciones cido#'ase o volumetr*as de neutraliacin,

CONCEPTO DE "CIDO% - !$%E%

cido Especie que puede producir un protn transformndose en una base(carcter protognico)

Especie capaz de aceptar un protn transformndose en un cido(carcter protoflico)

Base

ACIDO + H2O BAE + H!O+

P$R CON.U/$DOCIDO"BAE

E# cido $ #a base son mutuamentedependientes en este equi#ibrio%

SISTEMA CONJUGADO

BAE + H2O ACIDO + OH&

'b( cte) de basicidad

'b(OH&ACIDO

BAE'a( cte) de acidez

ACIDO'a(

H!O+BAE


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Estos e&uili'rios NO PUEDEN D$R%E $I%$D$0ENTE1 2ara &ue la reaccin se2roduca son necesarios DO% %I%TE0$% CON.U/$DO% "CIDO#!$%E

Una RE$CCI3N "CIDO#!$%E consiste en la trans)erencia de un 2rotn de unsistema con4u5ado a otro

ACIDO*+ BAE2 BAE* + ACIDO2

/eneralmente el se5undo sistema es el disolvente ( como el ms)recuente es el a5ua6

7Cl+ 78O Cl#+ 79O+

7$c+ 78O $c#+ 79O+

78O + N79 O7#+ N7:+

E# catin H!O+

(in !i"ronio)es e# cido conu,ado de #a base H2O

E# anin OH-

(in !i"r#i"o o !i"ro#ilo)es #a base conu,ada de# cido H2O


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%al de cido )uerte ( 'ase )uerte6 NaCl

%al de cido )uerte ( 'ase d'il6 N7:Cl

%al de cido d'il ( 'ase )uerte6 Na$c

%al de cido d'il ( 'ase d'il6 N7:$c

E4em2los6

Una ve disociada el catin o el anin de la sal 2uede reaccionar con el a5ua6

Ac ; + H2O HAc + OH ;


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El agua tiene carcter ANFIPRTICO, puede comportarse como cido y como base

!"O#ase$rente acidos

%cido$rente a

bases

H2O + H2O H!O+ + OH-1cido * 1base *1base 2 1cido 2

Reaccin de auto2rotlisis

CTE &E A'TOPROTO(I)I) &E( A*'A

PRO&'CTO INICO &E( A*'A'3( H!O

+ OH-

El +alor de - aumentacon la T.

p'4( & #o, '4'3( *566 ) *6 &*/a 27 8C

En agua pura H!

O+ ( OH- ( 9'4

( *6 -: ;


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Concepto y escala de p!

pH ( & #o, a H!O+ ( & #o, H!O+

pOH ( & #o, OH-

H!O+ ( *6 & pH OH- ( *6 &pOH

)/rensen 012"23

)eg4n la I'PAC

5 El p! es igual al menos logaritmo decimal de la acti+idad del prot6n7

Escala de p!

pH + pOH ( p'3

Escala de 18 unidades a "9 :C

p! disoluci6n1,;; < en !=O>

p! disoluci6n1,;; < en O!?

"CIDO NEUTRO !"%ICO

=


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p! de +arias sustancias

#icarbonato s6dico

(ago Ontario

Orina @umana)ali+a, p! 9,?,1

A(CA(INO

%CI&O

(ec@ada de magnesia

Amoniaco

(eBa

Agua de mar

)angre @umana

Dumo de tomate

Dumo de lim6n


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F'ERDA &E %CI&O) H #A)E)F'ERDA &E %CI&O) H #A)E)

F'ERDAF'ERDA(a $acilidad de un cido para ceder un prot6ny la de una base para aceptarlo

Cuando un cido o una 'ase se disuelve en a5ua se disocia o se ionia6

TOT$0ENTE6cidos o 'ases >UERTE%


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Relaci6n entre ay b de un par cido?base conBugado

'a

(H!O+

HA

A&

'b(OH&HA

A&

HA+ H2O A- + H!O+

A&+ H2O HA+ OH-

'a )'b ( H!O

+

HAA

&

) OH&

HAA&

( H!O+ ) OH& ( '3

Cuanto mayor es amenor es b

Cuanto ms $uerte es un cido,

ms dbil es su base conBugada y+ice+ersa

a Jb K L pa >pb K pL


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En el caso de un cido dipr6tico

H2O + H2A HA-

+ H!O+

HA&+ H2O H2A+ OH-'a*'b2

'32 H2O H!O+ + OH-

'a*) 'b2 ( '3

A( + H2O

A( + H!O+HA&+ H2O

HA& + OH-

'a2

'b*

'32 H2O H!O+ + OH-

'a2) 'b* ( '3


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Reacciones redo8acuosas

$o todasson

acuosas

2Mg(s) + O2(g) 2MgO(s),os %o#os de Mg cede. 4

e"ec%&o.es a dos %o#os de o

Vo"/#e%&0a RE,O1


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1J

Ejemplo:ompro&ar que la reacci!n de"ormaci!n de ierro: -e2OK O 2 -e

K O2es una reacci!n redo8# /ndicarlos E#O# de todos los elementos antes 3despus de la reacci!n -e2OK O 2 -e K O2

E#O#: K 2 K2 2 K; 2 Reduccin: El -e disminu3e su E#O# de

>K? a >? lue(o se reduce *cada tomo

de -e captura electrones+# Oxidacin:El aumenta su E#O# de

>K2? a >K;? lue(o se o8ida *en estecaso pasa de compartir 2e con el O acompartir los ; electrones+#


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Es%/dio sis%e#%ico de "as &eaccio.esRE,O1

Co. i.de$e.de.cia de" #o.%a3e e!$e&i#e.%a"' c/a"/ie& &eacci5.RE,O1' es e" &es/"%ado de aco$"a& dos se#i&&eacio.es o $&ocesos

O16+ .e- REd 6

RE,2 O12+ #e-

Ce4++ 6e- Ce+

Fe2+ Fe++ 6e-

.RE,2+ #O!6 # RE,6+ . O!2 Ce4++ Fe2+ Fe++ Ce+

7La 8/e&9a de" des$"a9a#ie.%o de esos e/i"i:&ios ;ie.e dada$o& e"


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Reaccio.es RE,O1 e. a."isis /0#ico

6 Se /sa. #/c?o $a&a $&e$a&a& #/es%&as @ a3/s%a& "os es%ados de o!idaci5. de" a.a"i%o o des%&/i& #a%&ices' e"i#i.a& i.%e&8e&e.ciase%c

2 E. ;o"/#e%&0as RE,O1Vo"/#e%&0as RE,O1

U%i"i9a. /.a &eacci5. RE,O1 e. "a /e e" age.%e ;a"o&a.%ees /. o!ida.%e (o!idi#e%&0as) a/./e e. ocasio.es $/ede

se& /.a s/s%a.cia &ed/c%o&a (&ed/c%i#e%&0as)

=.dicado&es


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O1=,=METRAS


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Red/c%i#e%&0as

Se /sa. #e.os 8&ec/e.%e#e.%e

Fe2+( sa" de M?o&I Fe(H4)(SO4)2*H2O)

E" ai&e o!ida "as diso"/cio.es' $o& "o /e se .ecesi%a ;a"o&a&"as 8&ec/e.%e#e.%eco. dic&o#a%oSe /%i"i9a /. #edio de s/"8K&ico 2M

Va"o&aci5. i.di&ec%a co. @od/&o (=-)

E" @od/&o .o se $/ede /sa& di&ec%a#e.%e' @a /e s/s diso"/cio.es a#a&i""as seo!ida. co. 8aci"idad a" ai&e


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O%&as A$"icacio.esA.a"0%icas

Los age.%es &edo! se /sa. %a#:i. e. "a $&e$a&aci5. de #/es%&as( o!idacio. o &ed/cci5. de a"g/.o de s/s co#$o.e.%es)

Red/cci5. de #/es%&as

Red/c%o& de o.es

#/es%&a

#e%a" &ed/c%o&

La a#a"ga#a e;i%a e"

des$&e.di#ie.%o de H2I

Red/c%o& de Na"de.

La $&ese.cia de" cido es ese.cia"$a&a e;i%a& co.%a#i.a& "a #/es%&aco. Ag+( $&eci$i%.do"a)Es #e.os ;igo&oso /e e" de o.es

La &ed/cci5. $ei%e aseg/&a& /. s5"o es%ado #s :a3o de o!idaci5. de "a #/es%&a


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REQUI%ITO% DE $ RE$CCI3N

P$R$ %ER U%$D$ EN AOU0ETRI$ REDOX

6) C/a.%i%a%i;a (Co.s%a.%e de e/i"i:&io a"%a)

2) Se"ec%i;a) Es%e/io#e%&ia de8i.ida

4) R$ida

) ,e%ecci5. de "a e/i;a"e.cia


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$/ENTE% A$OR$NTE% 0$% U%$DO%

Reac%i;os o!ida.%es

#O42C&2O

Ce(SO4)4=2=O

B&O

Reac%i;os &ed/c%o&es

a2S2O=-

Fe2+


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Ce + Fe2+

Ce + Fe4+ + +

CURA$% DE A$OR$CI3N REDOX

so"/ci5. ;a"o&a.%ede Ce4+ 6 M

2 #L de so"/ci5.8e&&osa a$&o! 4 M

E3e#$"oI Va"o&aci5. de 2 #" so"/ci5. 8e&&osa

a$&o!i#ada#e.%e 4 M co. so"/ci5. c&ica 6 Me. #edio H2SO4 6M

Reaccin de valoracin


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CURA$ DE A$OR$CI3N REDOX

,e%ei.aci5. de"


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E!$&esi5. ;"ida /e so"o se c/#$"e si "as co.ce.%&acio.esi.;o"/c&adas sea. e!c"/si;a#e.%eI

Caso $a&%ic/"a&


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O%&os e3e#$"os

Es%o 3/s%i8ica /ese %&a:a3e e. diso"/ci5.cida 6 M @ #/@ di"/ida

(E de$e.de s5"o de PC&+

Q)


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CONCLUSIONES

Las &eaccio.es &edo! so. #/@ i#$o&%a.%es e. #:i%os %a. di8e&e.ciados co#oI

6 Tec.o"5gico I $&od/cci5. de e.e&g0a e"c%&ica' e"ec%&o"isise%c

2 a%/&a"e9aI o!idacio.es @ &ed/ccio.es /e %ie.e. "/ga& e. "a a%#5s8e&a' e. "as ag/as .a%/&a"es' s0.%esis de $&od/c%os .a%/&a"es e%c

E. e" "a:o&a%o&io de a."isisI $&e$a&aci5. @ a%a/e de #/es%&as' a."isis ;o"/#%&ico' $o%e.cio#%&icoe%c

La 8oa #e3o& de es%/dia& @ sis%e#a%i9a& e" es%/dio de es%e %i$o de &eaccio.es'$asa $o& "a de8i.ici5. @ a$"icaci5. de co.ce$%os %a"es co#oI

6


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/ntroducci!n a los mtodosolumtricos de anlisis C

/$


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/ntroducci!n a los mtodosolumtricos de anlisis G

incoloro

INDIC$DORE% REDOX


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INDIC$DORE% REDOX

So. de %&es %i$osI 6) ge.e&a"esI ca#:ia. de co"o& co.8oe a" $o%e.cia" de "a ce"da ($osee. $&o$iedades RE,O1)

2) es$ec08icosI &eaccio.a. de 8oa es$ec08ica co. a"g/.a

es$ecie /e i.%e&;ie.e e. "a &eacci5. RE,O1 ) $o%e.cio#%&icos (#ide. e" $o%e.cia" d/&a.%e "a ;a"o&aci5.)

Indicadores 5enerales

co"o& A co"o& B

E" ca#:io $e&ce$%i:"e%ie.e "/ga& a $a&%i&de /.a &e"acio.I

La de$e.de.cia de . es c"a&aI


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E3e#$"os

6 Sa" 8&&ica de "a 6-6 o&%o8e.a.%&o"i.aI

2 cido di8e.i"a#i.os/"85.ico(K%i" e. "a ;a"o&aci5. de Fe co. dic&o#a%o)

;a&0a sec/e.cia"#e.%es/ co"o& co. e" $HI


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Indicadoreses2ec*)icos

So. age.%es /0#icos /e ac%Ka. de 8oa es$ec08ica so:&e

a"g/.a es$ecie /0#ica i.;o"/c&ada e. "a &eacci5. ;o"/#%&ica

E3e#$"o E" =2es /. $&od/c%o /e a$a&ece 8&ec/e.%e#e.%e e. g&a..K#e&o de ;a"o&acio.es o!idi#%&icas @ &ed/c%i#%&icas @ /e$/ede se& de%ec%ado co. e" i.dicado& de a"#id5.

a"#id5. + =- co#$"e3o a9/"

Es%o $ei%e &ea"i9a& ;o"/#e%&0as co. @odo' $ese a s/ escaso$ode& o!ida.%e E" i.dicado& es &$ido @ se.si:"e a "a a$a&ici5.de =2 Se $/ede /sa& e" co#$"e3o (#%odo i.di&ec%o)

=2+ =- =-


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/ntroducci!n a los mtodosolumtricos de anlisis ;2

Estndares o patrones

,ropiedades ideales de un estndar primario

)on materiales de elead%sima pure.a )on esta&les al aire 3 en disoluci!n $o son i(rosc!picos Relatiamente &aratos ,esos moleculares eleados )olu&les en el medio de la aloraci!n Reaccionan rpida= selectia 3 estequiomtrica4 mente con el analito o a(ente alorante

9,ocas sustancias reNnen todos esos requisitosB

E t d d i


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/ntroducci!n a los mtodosolumtricos de anlisis ;

Estndares secundarios

uando no se encuentra un material de re"erencia

de su0ciente pure.a para alorar el analito= es precisoutili.ar como a(ente alorante un se(undo material dere"erencia# *estndar secundario+

Este se(undo material= cu3a disoluci!n no presentauna concentraci!n 05a 3 constante= precisa de unaaloraci!n con un patr!n primario *estandari.aci!n+

onclusi!n:

En todo mtodo olumtrico es posi&leencontrar el a(ente alorante ms adecuadode uno u otro tipo#


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/ntroducci!n a los mtodosolumtricos de anlisis ;;

DI%OUCI3N P$TR3N PRI0$RIO

DI%OUCI3N P$TR3N %ECUND$RIO

To#a& /.a #asa e!ac%a#e.%e co.ocida de" so"/%o (s5"ido $a%&5. $&i#a&io) @ diso";e&"oe. /. ;o"/#e. de%ei.ado co.ocido co. e!ac%i%/d (e. /. #a%&a9 a8o&ado)


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/ntroducci!n a los mtodosolumtricos de anlisis ;@

lculos olumtricos

)on siempre sencillos 3 requieren:

El &uen uso 3 mane5o de concentraciones anliticas El conocimiento de la estequiometr%a de la reacci!n olumtrica en la que se sustenta el mtodo#'Esta&lecer adecuados &alances de masas

-ormas a&ituales de e8presar la concentraci!n

Molaridad (rPL ppm *m(PL+ $ormalidad (rPmL pp& *Q(PL+

on uno u otro tipo de concentraciones los clculosprecisos= son simples 3 al 0nal persi(uen determinarla cantidad de analito en "unci!n del olumen de aloranteconsumido en la reacci!n olumtrica#

-actor de aloraci!n *"+


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/ntroducci!n a los mtodosolumtricos de anlisis ;C

-actor de aloraci!n *"+

'En anlisis rutinarios olumtricos dico "actor

es importante por que permite simpli0car muco los clculos 0nales 3 "acilita un procedimiento rpido para calcularla cantidad de analito en la muestra#

'El "actor de aloraci!n esta&lece la equialencia entre el olumen de alorante consumido 3 la cantidad de sustancia que se est alorando#

La e8presi!n mas "recuente de "es:

" 7 m( analitoPmL alorante consumido


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/ntroducci!n a los mtodosolumtricos de anlisis ;G

,rocedimiento (eneral de clculos olumtricos


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/ntroducci!n a los mtodosolumtricos de anlisis ;H

aracter%sticas anal%ticas de los mtodos olumtricos

)electiidad: est inculada a las caracter%sticas de la reacci!n olumtrica 3 al tipo de indicador#

)ensi&ilidad: son mtodos que se usan para componentes s!lo>ma3oritarios? *142M+#

E8actitud: est inculada a las medidas de peso 3 olumen 3 al &uen uso de clculos * son &astante e8actos+#

,recisi!n: es &uena * 2I+

'Estos mtodos se requieren con "recuencia en la estandari.aci!n de patrones 3 el cali&rado de instrumentos anal%ticos#'Al(unos de ellos * mtodo de 5eldal##etc+ "orman

parte del arsenal anal%tico de mtodos propuestos por el protocolo internacional de normas de anlisis qu%mico#

Ejemplo


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$s AgB&$s

Ag=D

D

6 ! 6-6

2 ! 6-6

$Ag

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