Lab Analisis

LABORATORIO DE PRINCIPIOS DE ANÁLISIS QUÍMICO(1000027)

PreinformePráctica # 1: Calibración de material volumétrico Fecha: 12/02/2012Presentado por: Silvia Lorena Ramírez M. (175110) Laura Reina (125254)

1. OBJETIVOS

Objetivos generales:Conocer y aplicar métodos de calibración destinado al material volumétrico del laboratorio, con el fin de obtener futuras medidas con mayor grado de confiabilidad, precisión y exactitud del caso.

Objetivos específicos:● Identificar las operaciones y condiciones de manejo previo de cualquier medida con material

volumétrico.● Realizar la correcta observación de un menisco en relación al observador.● Implementar métodos de calibración directa por reproducción de medidas.● Comparar los datos obtenidos tras la calibración con el valor nominal del instrumento.● Establecer las correcciones respectivas a un instrumento para disminuir toda clase de errores

posibles.

2. MARCO TEÓRICO

Una medida confiable (exacta, precisa y con rangos de error pequeños es fundamental para el análisis que se realice en el laboratorio, de modo que, es importante que los instrumentos a utilizar estén caracterizados para que las medidas tengan menor grado de incertidumbre. Esta caracterización se realiza mediante un método de calibración que es un serie de procesos y operaciones tanto matemáticas como estadísticas que se emplean para determinar de manera aproximada el valor de una medida y su respectiva incertidumbre. [1]

Material volumétrico: Este tipo de material es utilizado para obtener volúmenes precisos, es más frecuente el uso de vidrio en estos instrumentos y en función de su calidad se puede encontrar en clase A (muy exacto) y en clase B, algunos de los instrumentos de esta clase son:

L. Reina 125254S. Ramírez 175110

1

● Bureta: Es un instrumento usado para medir con gran exactitud el volumen del líquido vertido, esta graduada y tiene un diámetro uniforme, la parte inferior termina en punta, es controlada por una llave que permite o impide el paso del líquido vertido.

● Pipeta Aforada: Se emplean para transferir o reenvasar un volumen específico de muestra, está formado por un tubo transparente en la parte superior tiene una anillo de enrase, para descargar el volumen que se indica en la pipeta. Suelen ser de vidrio.

● Balón aforado: Se emplea para medir volúmenes de manera muy exacta también para preparar soluciones de una concentración conocida, está provisto de un cuello largo donde se encuentra una marca de aforo que indica su capacidad.

Clases de calidad en el material volumétrico

El vidrio volumétrico esta calibrado y estandarizado a 20°C para contener y medir cantidades de líquido muy precisas, dependiendo de su grado de tolerancia o límite de error máximo, se encuentran dos clases de vidrio volumétrico:

Clase A/As: Según DIN (Deutsche Institute für Normung) en ISO, que es la Organización alemana encargada de dictar reglas de normalización. Los instrumentos volumétricos clase A y AS tienen límites de error idénticos y son siempre los mejor clase de exactitud. En el material volumétrico de clase As con ajuste por vertido, “s” significa vaciado rápido y suele presentarse en pipetas y buretas con orificio amplio el peligro de obstrucción es mínimo. El comportamiento de vaciado de sustancias líquidas se compensa con el cumplimiento de los tiempos especificados. En cuanto a su graduación, las divisiones largas de la escala abarcan aproximadamente un 90% del perímetro del tubo, o eventualmente están aplicadas como marcas anulares. Solamente la clase A/AS está certificada de conformidad.

Clase B: El material volumétrico de clase B está disponible en vidrio y el plástico. Para la clase B en general se acepta el doble de los límites de error que para la clase A/As, los instrumentos de clase B que tienen ajuste invertido (pipetas y buretas) no tienen tiempos de espera definidos. Con respecto a la graduación las divisiones largas de la escala abarcan aproximadamente un 20-40% del perímetro del tubo.

Método general de calibración

Para la calibración del material volumétrico se utiliza en muchos casos un proceso directo el cual se basa en que valor conocido o generado, se expresa en la misma magnitud que mide el equipo. Con mayor detalle en este método se reproduce la magnitud que mide el equipo a través de patrones apropiados en los que se calculan los valores de otras magnitudes. En este caso se obtendrá el valor que se mide un material por pesada del volumen aparente que reporta este y la utilización de la densidad para luego encontrar una relación matemática entre las magnitudes y así encontrar el valor del volumen corregido. [2]

Proceso de calibración.


2

El primer paso costa en la pesada del recipiente donde se verterá agua contenida en el interior del material (mv). Luego se agrega el agua destilada que contiene el material volumétrico y se pesa (m l). Estos valores deben ser corregidos por el empuje del aire en la balanza. [2]

magua = (ml - mv) –(1 - δaireδagua )-1

Una vez que se calcula el peso (masa) se relaciona con la densidad para obtener el volumen.

V= maguaδagua

Hay que tener en cuenta el efecto de la temperatura sobre el material, utilizando la siguiente expresión.

V20 = V x (1 – ϒ x (T – 20))

El proceso se repite varias veces, luego se obtiene el valor medio de estos datos.

La medición de volumen es básica para el análisis químico y por esta razón los instrumentos volumétricos son fundamentales en el equipo de laboratorio. Los fabricantes certifican que los valores medidos están dentro de unos límites de tolerancia respecto al valor real, calibrar dicho material es el proceso de medir el valor real de volumen que corresponde a la cantidad observada en la escala del instrumento y así obtener una mayor exactitud en los datos, este proceso se lleva a cabo a partir de una masa de agua trasvasada por el recipiente que con ayuda de la densidad es transferida a volumen. Para una calibración más exacta se debe tener en cuenta la dilatación del vidrio y para ello es importante precisar la temperatura del laboratorio.

Para que dicho proceso se lleve a cabo con la mayor exactitud es necesario tener en cuenta:

1 La densidad del agua varía con la temperatura.

Tabla 1: tabla de la densidad del agua (g/ml) a diferentes temperaturas

TemperaturaT (º C)

δ agua(g/ cm3)

Volumen de 1 g de agua (cm3)

Corregido a 20ºC

1011121314

0.999970260.999960840.99950040.99938010.999247 4

1.001 41.001 51.001 61.001 71.001 8

1.001 51.001 61.001 71.001 81.001 9


3

15161718192021222324252627282930

0.999102 60.998946 00.998777 90.998598 60.998408 20.998207 10.997995 50.997773 50.997541 50.997299 50.997047 90.997996780.997516 20.997236 50.995947 80.995650 2

1.002 01.002 11.002 31.002 51.002 71.002 91.003 11.003 31.003 51.003 81.004 01.004 31.004 61.004 81.005 11.005 4

1.002 01.002 11.002 31.002 51.002 71.002 91.003 11.003 31.003 51.003 81.004 01.004 21.004 51.004 71.005 01.005 3

-

2 La calibración debe efectuarse en un lugar sin corrientes de aire y sin la luz directa del sol. 3 El volumen del recipiente de vidrio varía con la temperatura.

Normas para la calibración de material volumétrico

NTC 2454 - Material de vidrio para laboratorio, material volumétrico de vidrio, métodos de uso y medida de la capacidad: Proporcionan métodos de aplicación al material volumétrico, también se encuentran recopiladas normas técnicas individuales que describen en detalle el manejo de cada instrumento:

NTC 2052,85: Pipetas aforadas (un solo trazo) NTC 2175,86: Buretas requisitos generales NTC 2176,86: BURETAS PARA LAS CUALES NO ESTÁ ESPECIFICADO UN TIEMPO DE

ESPERA NTC 2177,86: BURETAS PARA LAS CUALES ESTÁ ESPECIFICADO UN TIEMPO DE

ESPERA NTC 2198,86: PIPETAS PARA LAS CUALES NO ESTÁ ESPECIFICADO UN TIEMPO DE

ESPERA NTC 2200,86: Requisitos para pipetas graduadas: Se exponen unos requisitos generales

como las unidades de volumen (mL, L, cm3,), la temperatura para ejecutar las calibraciones (20°C con un error de 0,1°C), se indica que los procedimientos se deben hacer con agua destilada o desionizada.


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Norma ISO 4787,1984 Vidrio para laboratorio. Instrumentos volumétricos. Métodos para el ensayo de la capacidad y su uso: Esta norma internacional establece una serie de métodos para el ensayo, la calibración y el uso de los instrumentos volumétricos de vidrio, con el fin de obtener la mayor precisión en su uso. El procedimiento general está basado en una determinación del volumen del agua en el instrumento. Los procedimientos descritos son aplicables al artículo con la calidad en el rango de 0,1 a 2000 ml. ISO 385 Material de vidrio para laboratorio. BuretasISO 648 Material de vidrio para laboratorio. Pipetas de uno o dos aforos de volumen fijoISO 835 Material de vidrio para laboratorio. Pipetas graduadasISO 1042 Material de vidrio para laboratorio. Matraces aforados con una línea de enraseISO 3696 Agua para uso en análisis de laboratorio. Especificación y métodos de ensayoISO 4788 Material de vidrio para laboratorio. Probetas cilíndricas graduadas [5]

Tipos de vidrio

Una de las características de mayor importancia que se considera en el diseño de una fórmula de vidrio, es su potencial de resistencia al ataque químico, comportamiento conocido como durabilidad del vidrio. Esta resistencia se mide por la cantidad de álcali liberada (Sodio) desde el vidrio, bajo la influencia del agua destilada en un envase nuevo, bajo condiciones específicas de presión y calor. Los envases de vidrio se clasifican en cuatro tipos de acuerdo con el vidrio empleado para su fabricación como se indica a continuación: [4]

* Tipo I.- Borosilicato: Vidrio que contiene Boro, lo cual lo convierte en vidrio neutro. Se utiliza normalmente para envases farmacéuticos, tales como productos de laboratorio, frascos para inyectables, ampolletas, etc.

* Tipo II.- Calizo tratado: Vidrio con tratamiento de Ferón ó Dióxido de Azufre, normalmente utilizado para envases conteniendo sueros, bebibles o inyectables. Los envases Tipo II deben su estabilidad química a su superficie libre de Álcali.

* Tipo III.- Calizo: El vidrio más ampliamente utilizado para envases de vidrio. El vidrio calizo es utilizado extensamente en envases tan diversos tales como alimentos, vinos, licores, cerveza, agua, productos farmacéuticos, cosméticos y perfumería, refrescos, etc.

* Tipo IV.- No parenteral: Se utiliza exclusivamente para los productos inyectables.

Los envases fabricados con los diferentes tipos de vidrio, deberán resistir los siguientes cambios mínimos de temperatura (diferencial de temperatura del agua caliente a fría:Boro silicato (Tipo I): 55°CCalizo (Tipo II, III y IV): 44°C


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3. MATERIALES

● Soporte universal● Bureta● Pipeta aforada ● Balón aforado ● Vasos plásticos ● Agua destilada● Acetona

4. FICHAS DE SEGURIDAD

Anexo 1. Acetona

5. PROCEDIMIENTO

Tomar agua del grifo, después de 10 minutos tomar la temperatura del agua, este procedimiento se repite cada hora, para así tener un promedio de la temperatura inicial.

Calibración del Balón

Se debe lavar muy bien el balón con agua y jabón, luego con agua destilada, inmediatamente dejamos escurrir y secar el material, posteriormente adicionamos 10 gotas de acetona y purgamos, debemos agitar muy bien el contenido para que la acetona haga contacto con todo el interior del material, dejamos secar de nuevo y se verifica que no quede ninguna rastro de acetona. Para hallar el volumen medido por el balón debemos hallar la diferencia en pesos del balón con agua destilada hasta el afore y el balón desocupado, igualmente a esta diferencia dividimos la densidad del agua destilada a la temperatura trabajada y obtenemos el verdadero valor de volumen.

Calibración de la bureta

En primer lugar debemos lavar muy bien la bureta y repetir el paso anterior con acetona, posteriormente se debe llenar a 0.0 ml la bureta para luego verter en un vaso previamente pesado volúmenes de 5, 10, 15, 20 y 25 ml y pesar respectivamente cada uno, para hallar el valor del volumen medido por la bureta repetimos el cálculo matemático propuesto anteriormente.

Calibración de la pipeta

Método 1


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Repetimos el paso de lavar y purgar con acetona, luego se llena la pipeta hasta 0,5 o 1 ml por encima del afore de modo que nos permita sacar la punta sin pasarnos del afore, posteriormente llevamos el agua destilada al afore y se deja escurrir a presión atmosférica todo el contenido en un vaso previamente pesado tocando la pared. Este paso se repite 7 veces y por último se halla el valor medio del volumen medido.

Método 2 Repetimos todo el paso anterior con la diferencia de expulsar la última gota en el vaso y no dejarla escurrir como en el paso anterior. Este paso se realiza 13 veces y hallamos el valor medio del volumen.

Diagrama de flujo

Calibración de la bureta Calibración de la pipeta aforada


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Calibración del balón aforado


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8. BIBLIOGRAFÍA [1] Harris Daniel. Quantitative Chemical Analysis. W.H. Freedman and Company. New york. 3th Ed. 2006.[2] Rui. J. Boqué. R. Maruto. A Rius. X. Trazabilidad en medidas físicas mediante calibración directa. Calibracion material volumétrico. [3] Douglas A. West Skoog. Fundamentos de química analítica, Volumen 2. 4. edicion ed. Reverté 2001[4]http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/CALIBRACIONDEMATERIALVOLUMETRICO_18503.pdf Consultado 10/02/2013.[5]http://www.uv.es/gammmm/Subsitio%20Operaciones/3%20material%20de%20uso%20frecuent%20COMPLETO.htm#3.1.1._Material_para_la_medida_de_volúmenes_aproximados Consultado 09/02/2013.


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http://www.uv.es/gammmm/Subsitio%20Operaciones/3%20material%20de%20uso%20frecuent%20COMPLETO.htm#3.1.1._Material_para_la_medida_de_vol%C3%BAmenes_aproximados

http://www.uv.es/gammmm/Subsitio%20Operaciones/3%20material%20de%20uso%20frecuent%20COMPLETO.htm#3.1.1._Material_para_la_medida_de_vol%C3%BAmenes_aproximados

Anexo 1. Acetona

Fórmula empírica (según Hill) C3H6O

Fórmula químico CH3COCH3

Número HS 2914 11 00

Número CE 200-662-2

Masa molar 58.08 g/mol

Número de índice CE 606-001-00-8

Número CAS 67-64-1

Temperatura de ignición 465 °C DIN 51794

Solubilidad en agua (20 °C) soluble

Punto de fusión -95.4 °C


Densidad 0.79 g/cm3 (20 °C)

Valor de pH 5 - 6 (395 g/l, H2O, 20 °C)

Punto de ebullición 56.2 °C (1013 hPa)

Límite de explosión 2.6 - 12.8 %(V)

Temperatura de inflamabilidad -18 °C

Hazard Statement(s) H225: Líquido y vapores muy inflamables.H319: Provoca irritación ocular grave.H336: Puede provocar somnolencia o vértigo.EUH066: La exposición repetida puede provocar sequedad o formación de grietas en la piel.

Precautionary Statement(s) P210: Mantener alejado de fuentes de calor, chispas, llama


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abierta o superficies calientes. - No fumar.P233: Mantener el recipiente herméticamente cerrado.P305 + P351 + P338: EN CASO DE CONTACTO CON LOS OJOS: Enjuagar con agua cuidadosamente durante varios minutos. Quitar las lentes de contacto cuando estén presentes y pueda hacerse con facilidad. Proseguir con el lavado.

Signal Word Peligro

WGK WGK 1 contamina ligeramente el agua

Disposal Disolventes exentos de halógenos y soluciones de sustancias orgánicas fuertemente impurificados: categoría A.

Frase R R 11-36-66-67Fácilmente inflamable.Irrita los ojos.La exposición repetida puede provocar sequedad o formación de grietas en la piel.La inhalación de vapores puede provocar somnolencia y vértigo.

Frase S S 9-16-26Consérvese el recipiente en lugar bien ventilado.Conservar alejado de toda llama o fuente de chispas - No fumar.En caso de contacto con los ojos, lávense inmediata y abundantemente con agua y acúdase a un médico.

Características de peligrosidad fácilmente inflamable, irritante

Hazard Symbol

Flammable

Irritant


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Informe de laboratorio #1 Práctica # 1: Calibración de material volumétrico Fecha: 12/02/2012Presentado por: Silvia Lorena Ramírez M. (175110) Laura Reina (125254)

DATOS RECOLECTADOS

La temperatura registrada durante toda la práctica fue de 22°C, este valor se mantuvo constante. Para este valor la densidad del agua destilada es de 0.9977735 g/ml.


Tabla # 1: Peso del balón aforado vacío y lleno

Masa del balón aforado vacio (g)

49,0 49,0 49,0

Masa del balón aforado lleno (g)

148,6 148,5 148,5


Tabla #2: Valores teóricos y reales de volumen medido por la bureta

Volumen Teórico (mL) Masa del agua (g)

5 5.54810 9.61415 15.05220 20.07225 25.463

Calibración de la pipeta aforada


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Tabla #3: Valores de peso y volumen real medidos por una pipeta aforada de 10 ml con y sin expulsión de la última gota.

MétodoMasa del agua (g)

sin expulsión 9.9202con expulsión 9.9847

Tratamiento de datos

Muestra del tratamiento de datos para hallar la masa del agua

masaagua=masabl−masabd Donde bl significa masa balón lleno y bd significa masaagua=148,6 g−49,0 gmasa del balón vaciomasaagua=99,6 g

Muestra del tratamiento de datos para hallar el volumen a partir de la densidad del agua

d= masavolumen

v= masadensidad

= 99,6 g0,9977735 g/ml

=99,822ml

Resultados


Tabla # 4: Resultados experimentales del volumen que puede contener balón frente al valor real.

Replica 1 2 3Experimental (ml) 99,822 99,722 99,722

Teórico (ml) 100


Tabla #5: Resultados experimentales de los volúmenes que puede contener la bureta frente a los valores reales.

Volumen Teórico (mL) Volumen real


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(mL)5 5.5604

10 9.635515 15.085620 20.116825 25.5198


Tabla #6: Resultados experimentales del volumen medidos por una pipeta aforada de 10 ml con y sin expulsión de la última gota.

Volumen (mL)sin expulsión 9.9423con expulsión 10.0070

Tratamiento estadístico de resultados

Tabla #6: Tratamiento estadístico de resultados experimentales de la calibración del balón aforado.

Error absoluto 0,245Error Relativo 2,447 x10−3

Porcentaje de error (%) 0,245

Tabla #7: Tratamiento estadístico de resultados experimentales de la calibración de la bureta.

Volumen Teórico mL 5 10 15 20 25Error absoluto 0.560 0.365 0.086 0.117 0.520Error Relativo 0.101 0.038 0.006 0.006 0.020Porcentaje de error (%) 10.078 3.783 0.567 0.581 2.037

Tabla # 8: Tratamiento estadístico de resultados experimentales de la calibración de la pipeta aforada sin y con extracción de la última gota.

Aspecto Presión atmosférica Extracción de la última gotaError absoluto 0.0577 7 x10−3

Error Relativo 5.77 x10−3 7 x10−4

Porcentaje de error (%) 0.577 0,070


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ANÁLISIS DE RESULTADOS

Los valores de volumen real experimental se obtienen a través de un tratamiento de datos, donde por diferencia de pesos entre el material volumétrico vacío y lleno de agua se halla el peso de agua medida, así mismo, dividimos este valor con la densidad del agua a la temperatura trabajada para llegar al volumen real medido.

Según los cálculos realizados para determinar el volumen real del balón aforado (kimax/USA/ TC: 20°C/100 ml) se obtuvo un valor promedio muy exacto de 99,76 ml, donde el porcentaje de error fue de 0,245 % con una diferencia de 0,245 entre el valor experimental y el valor real, los datos obtenidos fueron muy precisos de esta forma se puede deducir que el método funciona de una marera eficiente para la calibración de cualquier matraz aforado, también se observa la calidad y la confiabilidad de las medidas tomas por dichos instrumentos volumétricos.

De acuerdo con la tabla #4 y la gráfica se puede observar el buen estado de la bureta trabajada (brand/ ± 0,03 ml/ Alemania/ clase / 20°C), pues la gráfica muestra un comportamiento lineal notable e indica que los datos son precisos pues no hay mucha variación entre ellos, pero no son muy exactos pues existe cierto grado de diferencia entre el valor experimental y el esperado.

En el caso de la pipeta aforada de 10 ml se evidencia que la última gota de la pipeta tiene un claro efecto sobre el volumen a medir, de modo que, al expulsar la última gota se logre una mejor exactitud de la medida lo que lo convierte en un proceso muy recomendable a tener en cuenta para la experimentación, esto se evidencia en el porcentaje de error que fue solo de un 0,070% por esta forma de calibración. Sin embargo, la diferencia entre los valores no es demasiada tan solo de 0,0647 ml, el algunos casos se puede considerar despreciable si no se busca un resultado completamente exacto. El método de calibración de la pipeta aforada por presión atmosférica es un método viable con un porcentaje de error del 0.577 con respecto al valor real.

En cada medida tomada se sabe también que a pesar de la exactitud del valor reportado por los fabricantes del material volumétrico todos los instrumentos tienen unos límites de error o incertidumbre al buscar la medida exacta de alguna sustancia.

CONCLUSIONES

La calibración del material volumétrico es un procedimiento fundamental en el laboratorio ya que tras la implementación de este se pueden obtener datos con un menor error sistemático.

Diferentes operaciones durante la calibración son imprescindibles para que el cometido del proceso se lleve a cabo, como la limpieza de las balanzas y el secado de la punta de la pipeta.


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Para el correcto manejo de la pipeta aforada es fundamental extraer la última gota de la pipeta para lograr un valor más exacto al indicado en el material.

Para obtener un resultado confiable en la calibración es necesario hacer las correcciones de temperatura.

Para la calibración de las pipetas aforadas el método más exacto es el de la extracción de la última gota

Los métodos de calibración son viables y eficientes aplicados a instrumentos de calidad

BIBLIOGRAFÍA

http://pdf.directindustry.es/pdf/brand/catalogo-general-2010/28307-148550-_133.html consultado (18/02/2013)


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http://pdf.directindustry.es/pdf/brand/catalogo-general-2010/28307-148550-_133.html

Anexo # 1: Gráfica de volumen teórico vs. Volumen real

Grafica 1. Relación entre el valor del volumen teórico y real.

5 10 15 20 250.000

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

Volumen teorico vs Volumen real

Volumen real mL


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Preinforme # 2 Práctica # 2: Marcha Sistemática reducida de cationes Fecha: 19/02/2012Presentado por: Silvia Lorena Ramírez M. (175110) Laura Reina (125254)

1. OBJETIVOS

Objetivo General:Conocer y aplicar el método de la marcha sistemática para la identificación y separación de cationes en medio acuoso.

Objetivos específicos: Trabajar con reacciones de precipitación fraccionadas. Poner en práctica la centrifugación y filtración de soluciones. Identificar los cationes de una solución conocida. Identificar los iones presentes en una solución conocida. Desarrollar las principales reacciones que se llevan a cabo en la práctica del laboratorio.

2. MARCO TÓRICO

La química analítica cualitativa es la rama de la ciencia que desarrolla y mejora métodos y a su vez instrumentos para obtener información acerca de la composición química y la naturaleza de la materia, dentro de esta disciplina se incluye el análisis químico que es la práctica que aplica los métodos de análisis para resolver problemas relativos a la constitución de alguna sustancia. El procedimiento general para la identificación de una sustancia por el método clásico de análisis consiste en provocar un cambio en sus propiedades que sea fácilmente observable y que corresponda con las características y propiedades de dicha sustancia. La marcha analítica es el procedimiento por el cual identificamos los iones que se encuentran en una muestra, este proceso consiste en una serie de pasos basados en reacciones químicas, en donde los iones se separan en grupos con características comunes luego estos grupos son tratados químicamente para separar e identificar reacciones específicas y selectivas de cada uno de los iones que componen la muestra, el análisis y la separación de los cationes están determinados por las diferencias de solubilidad de compuestos con iones metálicos. [1]Los catión es se clasifican en cinco grupos (marcha sistemática reducida) de acuerdo a su comportamiento frente a ciertos reactivos como Amoniaco en solución (NH3), Cloruro de amonio


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(NH4Cl), Difosfato de amonio ((NH4)2HPO4) entre otros, esta clasificación se basa en si la reacción entre los cationes y el reactivo promueve o genere o no la formación de un precipitado. Los cinco grupos que componen esta marcha sistemática son los siguientes:

Grupo I: Este grupo está constituido por iones de plata (Ag +), mercurio (Hg 2+) y plomo (Pb 2+), los cuales se caracterizan por formar precipitados en presencia de cloruro de amonio

Grupo II: Los iones que conforman este grupo generan precipitados al hacerlos reaccionar con amoniaco en solución concentrado (Hg 2+), bismuto (Bi3+), cadmio (Cd2+), hierro III (Fe3+), aluminio (Al3+) entre otros, y fuertemente insolubles en un medio amoniacal.

Grupo III : Está compuesto por cationes que forman fosfatos insolubles en medio amoniacal como el manganeso (Mn2+),calcio (Ca2+) y bario (Ba2+) .El reactivo que genera las reacciones de precipitación es el di fosfato de amonio ((NH4)2HPO4).

Grupo IV: En este grupo se encuentran los cationes que forman complejos amoniacales solubles como el cobalto (Co 2+), níquel (Ni2+)

Grupo V: Este es un grupo especial de cationes que no forman compuestos insolubles y complejos con los reactivos que se han usado a pesar de que estos cationes son comunes a muchos de los reactivos empleados. Por esta razón se determinan en la solución original como Na+, K+, NH4 +

Se debe adicionar la cantidad indicada de reactivo para que este no reaccione con otras especies de la solución al estar en exceso.

Durante las diversas separaciones se tienen iones libres simples e iones complejos, su diferencia fundamental es la presencia de moléculas ligando y el color ya que los iones complejos poseen ligandos como NH3 y presentan colores en la solución, mientras que los iones simples no. La identificación positiva del catión de aluminio con el reactivo morina se verifica con la fluorescencia verde.

En ciertos casos hay que agregar a las soluciones reactivos concentrados, para cambiar el pH de una solución, la solubilidad de ciertos compuestos o neutralizar ciertas especies ya sean básicas o acidas.

Recomendaciones: Para el éxito del procedimiento es necesario recordar:

Cuando se agregue un reactivo debe agitarse bien con ayuda de un agitador de vidrio Cuando se necesite calentamiento este se realizara al baño maría para que el cambio de

temperatura no sea brusco Las separaciones se realizaran por medio de centrifugaciones Los precipitados generados deben lavarse con agua destilada, agitando con la varilla de vidrio

y centrifugando, el líquido restante se desecha a menos de que se indique lo contrario Para saber si la solución está en medio básico o acido, se hace la prueba con el papel

tornasol, humedeciendo con ayuda del agitador de vidrio (rojo- acido, azul- básico). Hacer la marcha muy organizadamente ya que se pueden presentar efectos enmascarantes

[4]


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Para comprender completamente esta marcha sistemática es imprescindible tener en cuenta fundamentos teóricos básicos que son la base de la eficiencia de la marcha analítica:

Reacciones de precipitación: es un tipo común de reacción en disolución acuosa que se

caracteriza por la formación de un producto solido insoluble o precipitada, por lo general participan compuestos iónicos, la formación de dicho precipitado depende de la solubilidad del soluto que se define como la máxima cantidad del soluto que se disuelve en una cantidad dada de solvente a una temperatura especifica.

Una de las aplicaciones de las reacciones de precipitación en la química analítica es la de separaciones, la necesidad de separar aparece cuando el método a aplicar no es selectivo. Un reactivo o un método es específico para un analito cuando permite su determinación en presencia de otras sustancias sin necesidad de una separación previa, para lograr una especificidad se tiene en cuenta el pH, el uso de sustancias acomplejantes y los cambios de estado de oxidación de los elementos. El método o el reactivo es selectivo si reacciona con un número limitado de cationes, de manera que pueda usarse para identificar uno de ellos por lo menos cuando el resto de sustancias están ausentes o han sido eliminada.

Disoluciones acuosas: Es una mezcla homogénea de dos o más sustancias en las que el soluto es inicialmente un líquido o un sólido y el disolvente es por lo general agua, todos los solutos que se disuelven en agua se clasifican en electrolitos y no electrolitos. Un electrolito es una sustancia que, cuando se disuelve en agua forma una disolución que conduce la electricidad.

La disolución de una sustancia es un solvente está determinada por la energía de cada átomo o moléculas de soluto y del solvente, debido a esto es necesario tener en cuenta la afinidad del soluto con las características del solvente como la polaridad, las propiedades de oxido reducción y las propiedades acomplejantes entre otras, de esta manera se elige el compuesto adecuado con a la constitución de la sustancia que se va disolver, en la práctica para que la disolución sea más eficiente, el soluto debe estar pulverizado para que haya más superficie en las moléculas donde se produzca la reacción, también es recomendable trabajar con temperaturas superiores a la del ambiente teniendo en cuenta las propiedades de las sustancias volátiles. [4]

Los solventes más usados son:

Solventes ácidos o básicos Soluciones diluidas HCl, NaOH, KOHSolventes acomplejantes Soluciones concentradas HCL, HF, HBr, KCN,KOHSolventes oxidantes Soluciones concentradas H2S O 4

Solventes reductores Soluciones concentradas HI, HBr, KCN

El principio de análisis cualitativo para la identificación de los iones, es el da la precipitación tras la formación de una sal insoluble, esta solubilidad depende en gran medida del pH de la solución y esta


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http://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgeno

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

http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3geno

descrita por el Kps. Además para la identificación de iones también se realizan pruebas colorimétricas, ya que se forman complejos solubles coloreados.

Ciertos aniones no pueden existir en solución acida, porque reaccionan formando complejos volátiles, como lo es el CO3-2.

Na2SO4 + BaCl2 ↔ BaSO4 + 2NaClCO2 + Ba(OH)2 ac ↔ BaCO3 + H2O

Los aniones presentan comportamiento acido-base y se pueden clasificar en:

Bases débiles: CO3-2, HCO3-, AsO4-3, HPO4-2, AsO2-, PO4-3. Aniones neutros: Cl-, I-,Br-, SO4-2,NO3. Aniones ácidos: H2PO4-, SO3-2. [1]

Según este comportamiento ciertos aniones reaccionarían así con ácido diluido:

CO3-2 + H3O+ ↔ HCO3- + H2OHCO3- + H3O+ ↔ H2CO3 + H2O

AsO4-3 + H3O+ ↔HAsO4-2 + H2OHPO4-2 + H3O+ ↔ H2PO4- + H2O

AsO2- +H3O+ ↔ HAsO2 + H2OPO4-3+ H3O+ ↔HPO4-2 + H2O

Ciertos aniones cómo AsO2- , AsO4-3, CO3- , PO4-3, SO4-2 reaccionan con Ba+2 para formar compuestos insolubles a pH neutro o ligeramente básico, tras la adición de ácido se produce una separación del precipitado, ya que el CO3- forma CO2, se forman aniones libres de todos los compuestos en sus formas acidas, excepto el SO4-2 que está en el precipitado como BaSO4.

Los aniones reacción con Ag+ para producir un compuesto insoluble a pH neutro o ligeramente básico son el PO4-3y AsO4-3, si se adiciona acido a estos aniones estarían libres en la forma de su acido conjugado.

Se tiene Fe(CN)6-4 y CO3-2 se podrían diferenciar al adicionar ácido y calentar, si burbujea es CO3-2 ya que este forma CO2 gaseoso. Si se tiene una mezcla con CO3-2, CrO4-2 y SO4-2, para separarlos primero añadiría Ba+2. Para disolver sales como NaNO3, BaNO3 utilizaría agua para sales como HgS, BaSO4, NiS agua regia, PbCl2, acido nítrico y otros. [3]

Marcha sulfhídrica: Uno de los procesos analíticos clásicos es la marcha sulfhídrica. El primer paso es la separación de los cationes Ag, Hg, Pb con HCL diluido en forma de cloruros insolubles (AgCl, HgCl y PbCl), quedando otros cationes en la solución, el segundo grupo con ayuda del acido sulfhídrico precipitan los sulfuros de mercurio, cuproso, plumboso y bismuto, luego en un medio con sulfuro de amonio precipitan como tiosales insolubles de As (III), Sn(II), Sn (IV), Sb(V) .A la disolución que contiene los cationes del tercer grupo y siguientes se añade NH3 y NH4Cl, precipitando los cationes


22

del Grupo IIIA: Fe(OH)3 (rojo), Al(OH)3 (blanco), Cr(OH)3 (verde). Para identificar los cationes del Grupo IIIA se añade NaOH y H2O2, de tal forma que el Fe(OH)3 no se disuelve, pero el resto dan AlO2-, CrO2- (aunque con el H2O2 da CrO42-). A la disolución se añande H2S y NH3, quedando precipitados los cationes del grupo IIIB: MnS (rosa), CoS (negro), NiS (negro) y ZnS (blanco), quedando aparte los de los Grupos IV y V. Sobre los precipitados echamos HCl, quedando por un lado Mn2+ y Zn2+, y por otro NiS y CoS.El cuarto paso se le añade (NH4)2CO3, precipitando los cationes del Grupo IV: CaCO3 (blanco), BaCO3 (blanco), SrCO3 (blanco), pero si no lo hemos eliminado anteriormente tendríamos también PbCO3.

3. MATERIALES Vaso precipitado. Papel indicador de PH. Varillas de vidrio. Tubos de ensayo. Vidrio reloj. Soporte universal. Embudo para filtrar. Centrífuga. Papel filtro. Matraz volumétrico. Agua destilada

4. REACTIVOS Muestra para el análisis con el contenido de cationes Amoniaco en solución (NH3). Cloruro de amonio (NH4Cl) Difosfato de amonio ((NH4)2HPO4) Acido Nítrico (HNO¿¿3)¿ Tiourea Yoduro de potasio (KI) Hidroxido de sodio (NaOH)

5. REACCIONES Ag+ + NH4Cl ↔ AgCl (s) + NH4

+

AgCl (s) + 2NH3 ↔ [Ag(NH3)2]+ + Cl-

[Ag(NH3)2]+ + Cl- + 2H+ ↔ AgCl (s) + 2NH4+

Bi+3 + H2O + Cl- ↔ BiOCl + 2H+

BiOCl + 3Tu ↔ Bi(Tu)3 + OCl-

Bi+3 + 3OH- ↔ Bi(OH)3

[Cu(H2O)4]+2 + 4NH3 ↔ [Cu(NH3)4]+2 + 4H2O


23

2[Cu(NH3)4]+2 + 7CN- + H2O ↔2[Cu(CN-)3]-2 + CON- + 6NH3 + 4H2O 2Cu+2 + Fe(CN)6-4 ↔ Cu[Fe(CN-)6

Al+3+ 3NH3 + 3 H2O ↔ Al(OH)3 + 3 NH4+

Al(OH)3 +OH- ↔ [Al(OH)4-]

[Al(OH)4-] + H+ ↔ Al(OH)3 + H2O

Fe+3 + 3 OH- ↔ Fe(OH)3

Fe(OH)3 + 3H+ ↔ Fe+3+ 3H2O Fe+3 + 3SCN- ↔ Fe(SCN-)3

Ni+2 + 6NH3 ↔ [Ni(NH3)6]+2

6. FICHAS DE SEGURIDAD

Anexo 1: solución de amoniaco Anexo 2: Cloruro de amonioAnexo 3: Difosfato de amonio

7. PROCEDIMIENTO

Se toma una alícuota de 1ml de la solución que contiene los cationes y pone en un tubo de ensayo, posteriormente se diluye la muestra con agua destilada hasta la mitad del tubo de ensayo luego se agregan de 2 a 5 gotas de cloruro de amonio (NH4Cl), con un agitador de vidrio o con ayuda de las manos se agita muy bien para luego separar por centrifugación el precipitado de la solución, después de tener las fases separadas se filtra poniendo las aguas madres (S1) y el precipitado en tubos de ensayo diferentes, el precipitado (P1) se lava con abundante agua destilada y eliminar el liquido resultante para continuar con la marcha. Al tubo de ensayo que contiene el precipitado se le adiciona 1 ml de amoniaco en solución ( NH3) para identifica los probables cationes de los cloruros producidos, se agita vigorosamente la solución y luego se somete a la centrifugación nuevamente se producen dos fases que se filtran para separar nuevamente el precipitado de resultante de las aguas madres, al tubo que contiene el precipitado se añaden 3-4 gotas de HNO3 concentrado para corroborar la presencia de bismuto posteriormente de agita y se calienta para facilitar la disolución del precipitado posteriormente se le adicionan unas gotas de tiourea (TU) en donde se produce una coloración amarilla lo cual confirma la existencia de bismuto. La solución restante (S2) se divide en dos tubos de ensayo, al primer tubo (S2,1) se agrega acido nítrico HNO3 diluido hasta que la solución se encuentre en un medio acido comprobando con papel tornasol, si se forma un precipitado blanco indica la presencia de plata. En el segundo tubo de ensayo (S2,2) se agregan de 2 a 3 gotas de yoduro de potasio (KI) para reconfirmar la existencia de plata.A la solución (S1) que se separo al principio se le agrega 1 ml de amoniaco en solución concentrado hasta la decantación del precipitado se obtiene nuevamente un precipitado que será separado de la solución gracias a la centrifugación. Para asegurarse de que solo los iones del grupo están en el


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precipitado (P2) se agregan otras 5 gotas de amoniaco concentrado al precipitado, se agita y se centrifuga nuevamente, la solución sobrenadante se uno con la anterior, el precipitado puede contener (hidróxido de aluminio (blanco con aspecto gelatinoso), hidróxido de bismuto (blanco muy insoluble), hidróxido ferrico (color rojizo y aspecto gelatinoso). Si se obtiene un precipitado de colores azules o verdes se indica que la separación no se realizo completamente y debe repetirse el proceso, al precipitado (P2) se le agrega 1 ml de hidróxido de sodio concentrado, se agita bien y se obtiene un precipitado (P3) que es separado de la solución (S3), el precipitado tiene hidróxido de bismuto e hidróxido ferrico, para identificarlos se agrega 1 ml de acido nítrico, se agita y se calienta, la solución se diluye con agua destilada y se divide en 4 tubos de ensayo, en el primero se le agrega 1 ml de NaOH concentrado y máximo dos gotas de cloruro de estaño. La formación de un precipitado negro indica la presencia de Bi3+¿¿, en el segundo se agregan de 2 a 3 gotas de tiourea (TU). La formación

de una coloración amarilla comprueba la existencia de Bi3+¿¿, en el tercero se agregan dos gotas de sulfocianuro que puede venir de sus sales de potasio, sodio o amonio. La formación de un rojo sangre es la prueba de la existencia del ion ferrico. En el cuarto tubo de ensayo se agregan 2 gotas de ion ferrocianuero esperando un precipitado azul de Prusia. La solución (S4) se le agrega acido acética hasta llevarla a un medio acido y luego se divide en dos tubos de ensayo, el primero se le agregan 2 a 4 gotas de morina y al segundo se le agregan de 2 a 3 gotas de aluminon y posteriormente amoniaco en solución diluido hasta que pH se encuentre entre 4 a 9 y calentar, si se forma un precitado rojo confirma la presencia de ion aluminio, es necesario volver a la solución (S3) para agregarle de 3 a 5 gotas de solución de fosfato agitar y centrifugar para que se origine otro precipitado (P5) y otra solución (S5) el precipitado (P5) debe ser de color blanco, si este presenta coloración indica los iones de la solución (S5), debido a que los cationes tienen propiedades parecidas, el primer paso es disolver el precipitado en acido clorhídrico que será adicionado gota a gota y agitar hasta la disolución y corroborar que la solución este acida a esta se le agrega de 3 a 5 gotas de sulfato de amonio y se agita, se formara un precipitado que posteriormente se tendrá que separar, a la solución se le agregan de 3 a 5 gotas de oxalato de amonio y unas de amoniaco diluido hasta obtener un pH>4 , la solución se divide en 3 tubos de ensayo y en el primero se agregan de 3 a 5 gotas

de dimetilglioxima al segundo 2 a 3 gotas de ion ferrocianuro y al tercero HCl diluido. [4]

Diagramas de flujo


25

Inicio

Toma 1 ml de una solución problema en un tubo de ensayo

Diluir con agua destilada hasta la mitad del tubo de ensayo

Agregar de 2-5 gotas de solución NH4Cl

Agitar con el agitador de vidrio

Separar por centrifugación el precipitado de la solución

Filtrar el contenido del tubo de ensayo y poner las aguas madres en otro tubo

Lavar el precipitado con agua destilada (el liquido se elimina)


26

¿Se tiene el precipitado P1?

si

No

Agregar 1 ml de NH3 en solución

Agitar

Centrifugar

¿Se tiene precipitado P2?

si

No

Adicionar 3-4

gotas de HNO3

Agitar y calentar

Agregar unas gotas de tiourea (TU)

Dividir la solución restante (S2) en dos tubos de ensayo

En el primer tubo de ensayo (S2,1), adicionar

HNO3 diluido

Identificar el medio con papel tornasol

En el primer tubo de ensayo (S2,2) adicionar gotas de KI

1

1

1

A la solución (S1) agregar 1 ml de NH3 concentrada

Agitar y calentar hasta decantación del precipitado

Centrifugar

si

No ¿Solo iones del grupo?


Adicionar 1 ml de NaOH concentradoAgitar


No

No

si

Adicionar 1 ml de

HNO3

Agitar y calentar

Diluir con agua destilada para dividir la solución en 4 partes

A la solución (S4) agregar 2-3 gotas de aliminón y NH3 diluido pH de 4 a 9 y calentar

1

22 2 2

3

si

2 22 2

Adicionar 1 ml de NaOH y máximo dos gotas de

Sn2Cl

Agregar 2- 3 gotas de tiourea

Agregar 2 gotas de sulfocianuro

Agregar 2 gotas de ion ferrocianuro

1111

A la solución (S3) agregar 3-5 gotas de solución de fosfato

Agitar Centrifugar

Añadir acido acético a la solución (S4) Dividir la solución restante (S4) en dos tubos de ensayo

8. BILBIOGRAFÍA

[1] http://www.merckmillipore.com/chemicals/di-amonio hidrogenofosfato/MDA_CHEM-101206/spanish/p_L5qb.s1LozYAAAEWI.EfVhTl consultado (17/02/2013)

[2] http://apmine.files.wordpress.com/2011/05/informe.pdf consultado (17/02/2013) [3] http://catedras.quimica.unlp.edu.ar/qa/Capitulo%208%20-%20Separaciones.pdf

consultado (17/02/2013) [4]Burbano M.C. Análisis Químico Cualitativo. UNAL. Dpto. de Química Bogotá. 2006.

Anexo 1: Solución de amoniaco

Synonyms Ammonium hydroxide solution, Ammonia wáter


27

3


si

NoDisolver el precipitado en HCL gota a gota

Corroborar la acides de la solución

Agitar

A la solución (S5) agregar 3-5 gotas de sulfato de amonio

Agitar


Sulfato de bario

1

A la solución (S6) agregar 3-5 gotas de oxalato de amonio

Agregar unas gotas de solución de amónico diluida pH=4

1

Dividir la solución (S6) en 3 partes

Agregar 3-5 gotas de dimetilglioxima

Agregar 2-3 gotas de ion ferrocianuro

Agregar 5 gotas de sulfocianuro

Adicionar HCl diluido hasta que esté el medio acido

Agregar 1-2 ml de una cetona

1

1

Fin

1

http://catedras.quimica.unlp.edu.ar/qa/Capitulo%208%20-%20Separaciones.pdf

http://apmine.files.wordpress.com/2011/05/informe.pdf

http://www.merckmillipore.com/chemicals/di-amonio%20hidrogenofosfato/MDA_CHEM-101206/spanish/p_L5qb.s1LozYAAAEWI.EfVhTl

http://www.merckmillipore.com/chemicals/di-amonio%20hidrogenofosfato/MDA_CHEM-101206/spanish/p_L5qb.s1LozYAAAEWI.EfVhTl

Solubilidad en agua (20 °C) soluble

Punto de fusión -57.5 °C


Valor de pH (H2O, 20 °C) fuertemente alcalino/a

Punto de ebullición 37.7 °C

Presión de vapor 483 hPa (20 °C)

Hazard Statement(s) H290: Puede ser corrosivo para los metales.

H314: Provoca quemaduras graves en la piel y lesiones oculares graves.

H335: Puede irritar las vías respiratorias.

H400: Muy tóxico para los organismos acuáticos.

Precautionary

Statement(s)

P273: Evitar su liberación al medio ambiente.

P280: Llevar guantes/ prendas/ gafas/ máscara de protección.

P301 + P330 + P331: EN CASO DE INGESTIÓN: Enjuagarse la boca. NO provocar el vómito.

P304 + P340: EN CASO DE INHALACIÓN: Transportar a la víctima al exterior y mantenerla en reposo en una posición

confortable para respirar.

P305 + P351 + P338: EN CASO DE CONTACTO CON LOS OJOS: Enjuagar con agua cuidadosamente durante varios

minutos. Quitar las lentes de contacto cuando estén presentes y pueda hacerse con facilidad. Proseguir con el lavado.

P309 + P310: EN CASO DE exposición o malestar: Llamar inmediatamente a un CENTRO DE INFORMACION

TOXICOLOGICA o a un médico.

Signal Word Peligro

Hazard Pictogram(s)

Clase de

almacenamiento

8B Materiales corrosivos peligrosos, no combustibles

WGK WGK 2 contamina el agua

Disposal 13 Las bases y alcoholatos, si es necesario, se diluyen introduciéndolas y agitando cuidadosamente en agua.

Seguidamente se neutralizan con ácido clorhídrico (art. 100312) (guantes, campana extractora). Antes del vaciado en

categoría D ó E, comprobar el valor del pH con tiras indicadores universales (art. 109535).

Frase R R 34-50

Provoca quemaduras .Muy tóxico para los organismos acuáticos.

Frase S S 26-36/37/39-45-61

En caso de contacto con los ojos, lávense inmediata y abundantemente con agua y acúdase a un médico. Úsense


28

indumentaria y guantes adecuados y protección para los ojos/la cara .En caso de accidente o malestar, acúdase

inmediatamente al médico (si es posible, muéstresele la etiqueta).Evítese su liberación al medio ambiente. Recábense

instrucciones específicas de la ficha de datos de seguridad.

Características de

peligrosidad

corrosivo, peligroso para el medio ambiente

Hazard Symbol

Corrosive Dangerous for the environment

Anexo 2: cloruro de amonio

Grade ACS,ISO,Reag. Ph Eur

Synonyms Sal ammoniac

Fórmula empírica (según Hill) H4ClN

Fórmula químico NH4Cl





Número CAS 12125-02-9

Temperatura de ignición >400 °C

Solubilidad en agua 372 g/l (20 °C)

Punto de fusión 335 °C (sublimado)



Bulk density 500 kg/m3


29

Valor de pH 4.5 - 5.5 (50 g/l, H2O, 20 °C)

Presión de vapor 1.3 hPa (30 °C)

Información de seguridad de acuerdo a GHS

Hazard Statement(s) H302: Nocivo en caso de ingestión.

H319: Provoca irritación ocular grave.

Precautionary

Statement(s)

P305 + P351 + P338: EN CASO DE CONTACTO CON LOS OJOS: Enjuagar con agua cuidadosamente durante varios

minutos. Quitar las lentes de contacto cuando estén presentes y pueda hacerse con facilidad. Proseguir con el lavado.

Signal Word Atención

Hazard Pictogram(s)

RTECS BP4550000

Clase de

almacenamiento

10 - 13 Otros liquidos y sustancias sólidas


Disposal 14

Sales inorgánicas: categoría I. Soluciones neutras de estas sales: categoría D; antes del vaciado controlar el valor del

pH con tiras indicadoras universales de pH (art. 109535).

Frase R R 22-36

Nocivo por ingestión.Irrita los ojos.

Frase S S 22

No respirar el polvo.

Características de

peligrosidad

nocivo, irritante

Hazard Symbol

Harmful

Anexo 3: Difosfato de amonio

Información sobre producto


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Grade NF

Synonyms Ammonium biphosphate, Ammonium phosphate dibasic, Diammonium hydrogen phosphate, Fyrex

Fórmula empírica (según Hill) H9N2O4P

Fórmula químico (NH4)2HPO4








Bulk density 800 - 1000 kg/m3

Valor de pH 7.6 - 8.2 (100 g/l, H2O, 20 °C)

Información de seguridad

Clase de almacenamiento 10 - 13 Otros liquidos y sustancias sólidas


Disposal 14

Sales inorgánicas: categoría I. Soluciones neutras de estas sales: categoría D; antes del vaciado controlar el

valor del pH con tiras indicadoras universales de pH (art. 109535).

Anexo 4: Marchas Catiónicas Reducidas


31


32

Anexo # 4: Marcha sistemática reducida para aniones

OBJETIVOS

General:Conocer y aplicar el método de una marcha sistemática para la separación e identificación de aniones en una solución

Específicos: Identificar loa aniones presentes en una solución conocida

MARCO TEÓRICO (continuación) Ion cloruro ¿ : Las sales que contienen cloruro tienen alto punto de fusión la mayor parte de

los cloruros excepto el cloruro mercúrico, el cloruro de plata entre otros son bastante solubles en agua. En presencia de oxidantes fuertes (permanganato, bismutato etc.) los cloruros pueden ser oxidados a cloro.

Ion Carbonato ¿ : Según el pH (la acidez en solución) están en equilibrio químico con el bicarbonato y el acido del que proceden (acido carbonico), la mayoría de los carbonatos excepto los de los metales alcalinos son poco solubles en agua y son inestables a altas temperaturas.

Ion Fosfato ¿¿): En solución acuosa el ion fosfato se encuentra de cuatro formas que están condicionadas por pH de la muestra. Cuando la disolución es muy básica predomina el ion fosfato, mientras es un poco mas acida el ion bifosfato, si la solución se considera acida es más común encontrar fosfato diacido y cuando es sumamente acida la concentración mayor es la del acido del que proviene (acido fosfórico). Muchos fosfatos son insolubles en agua a condiciones normales, excepto las sales de metales alcalinos.

Ion Nitrato ¿¿ ): Forman sales solubles, son fuertes agentes oxidantes. Ion Sulfato¿ : Los sulfatos solubles precipitan en presencia de cloruro de bario incluso en

solución acida como sulfato de bario, con sodio metálico es reducido a sulfuro.

Reglas de Solubilidad en agua Regla 1: Las sales de sodio, potasio y amonio son solubles. Los nitratos, nitritos, cloratos,

percloratos y acetatos son solubles; el nitrito de plata es ligeramente soluble. Regla 2: Los óxidos e hidróxidos metálicos son insolubles, excepto los de los metales

alcalinos, amonio y bario; los óxidos e hidróxidos de estroncio y calcio son ligeramente solubles.

Regla 3: Los sulfuros son insolubles, excepto los alcalinos y amonio, los alcalinotérreos son ligeramente solubles.

Regla 4: Los cloruros y bromuros son solubles, excepto los de plata, de mercurio, los oxicloruros de bismuto y antimonio. Los de plomo son ligeramente solubles.


33

Regla 5: Los yoduros son generalmente solubles, excepto los de plata, mercurio, bismuto, plumboso.

Regla 6: Los fluoruros son insolubles, excepto los alcalinos y los de plata, bismuto, ferrico y estañico.

Regla 7: Los sulfatos son solubles, excepto los de plomo, bario, estroncio y mercurioso; los sulfatos de plata, mercúrico y calcio col ligeramente solubles.

Regla 8: Los cromatos son insolubles, excepto los alcalinos y amonio, y los de calcio, magnesio y zinc.

Regla 9: Los carbonatos, sulfitos, fosfatos, arseniatos, boratos y oxalatos son insolubles excepto los de los metales alcalinos y amonio. [1]

Métodos de disolución de muestras Métodos por vía húmeda

Solventes acuosos (ácidos y básicos) Solventes no acuosos

Métodos de disolución por vía seca: llamados también fusiones o disgregaciones Acidas básicas

PROCEDIMIENTOPara realizar la separación y posterior identificación de los aniones el procedimiento se divide en dos partes:

1. Pruebas en la solución problema (S1): se hacen tres pruebas para determinar carbonatos, sulfuros y nitratos, la primera confirma la existencia de carbonatos y sulfuros en la muestra para ello se prepara un papel absorbente impregnado de una solución de ion plumboso ¿, posteriormente en un tubo de ensayo se adicionan unas gotas de solución y otras de HCl luego se pone el papel sobre el tubo de ensayo y si se forma un burbujeo confirma la presencia de ion

carbonato (CO3)2−¿¿ y si el papel se oscurece la muestra contiene el ion sulfuro S2−¿¿. La

segunda es utilizada para determinar nitratos colocando en un tubo de ensayo cristales de sulfato ferroso (Fe(SO4)), unas gotas de acido sulfúrico concentrado y unas gotas de la solución problema, si se forma una capa oscura alrededor de los cristales es porque en la

muestra hay (N O3)1−¿¿ . La tercera tiene el mismo uso con un cambio en el reactivo especifico,

en este caso se utiliza brucina y si se produce una coloración roja se tiene la presencia de

(N O3)1−¿¿ en la muestra.

9. Separación e identificación de aniones: Se toma 1 ml de la solución problema, se ajusta el pH alcalino de la solución con ayuda de una solución de amoniaco (NH3) o hidróxido de sodio (NaOH) diluido posteriormente se agregan de 3 a 5 gotas de bario en solución ¿¿) y se obtiene un precipitado (P1) y una solución (S2) que posteriormente será separado por centrifugación. El


34

precipitado (P1) es de color blanco y puede contener Ba (SO4 ) ,Ba(HSO4) para identificarlo se

agrega HNO3 hasta obtener un pH acido, se forma un producto gaseoso (G1), un sólido (P2), y

una solución (S3); si al agregar acido se observa un burbujeo por la formación de (CO2) se

confirma la existencia de ion carbonato (CO3)2+¿ ¿ , la solución (S3) posee el ion fosfato

(PO4)3−¿¿ y para identificarlo se agregan de 2 a 3 gotas de molibdato de amonio y calentar, si se

forma un precipitado amarillo indica que hay fosfato ,el sólido es Ba (SO4 ) de color blanco. La

solución (S2) contiene (N O3)1−¿¿ , Cl1−¿ ¿, S2−¿¿, si en las pruebas preliminares se en cuenta el

ion sulfuro es necesario eliminarlo en su totalidad para que no ejerza un efecto enmascararte sobre el ion cloruro posteriormente se agregan de 3 a 5 gotas de zinc en solución y luego calentar. Se formara una solución (S2,1) y un precipitado (P3), este solido es sulfuro de zinc (ZnS) y para identificarlo se prepara un papel absorbente impregnado de una solución de ion plumboso¿, luego se adiciona 1 ml de solución de HCl al precipitado posteriormente se tapa el tubo con el papel y calentar, si el papel se oscurece hay formación de (PbS). Si en la primera prueba en (S1) no se obtiene el ion sulfuro se omite el paso anterior.A la solución (S2,1) se le adiciona 2 gotas de plata en solución y HNO3 hasta tener la muestra a

un pH < 4, si se forma un precipitado blanco hay Cl1−¿ ¿, si llega a formarse un precipitado oscuro

es indicio de S2−¿¿, y es necesario adicionar zinc. Diagramas de flujo

Pruebas preliminares


35

Preparar un papel absorbente impregnado de una solución de¿

Agregar unas gotas de HCl y solución problema

Colocar el papel impregnado sobre el tubo

Se forma un burbujeo?

Se oscureció?

(CO3)2+¿ ¿

Inicio

Fin

Colocar unos cristales de (

Fe(SO4))

Colocar unas gotas de acido sulfúrico concentrado y solución problema

Se forma una capa oscura alrededor de

los cristales?(N O3)

−¿¿

Colocar unos cristales de brucina

Colocar unas gotas de acido sulfúrico concentrado y solución problema

Se forma una coloración roja? (N O3)

−¿¿

Separación e identificación de aniones


36

S2−¿¿

Inicio

Tomar 1 ml de la solución

Ajustar el pH alcalino con amoniaco o hidróxido de sodio

Agregar de 3 a 5 gotas de solución de bario

Al precipitado (P1) agregar acido nítrico en solución hasta pH acido

Se tiene precipitado?

Agitar y centrifugar

Al agregar acido se observa un burbujeo (G1)

A la solución (S3) agregar de 2 a 3 gotas de molibdato de amonio

Calentar y agitar

Se tiene precipitado amarillo?

Al precipitado (P2) se identifica con ion sulfato

(PO4)3+¿ ¿

A la solución (S2) agregar 2 a 3 gotas de zinc en solución

Calentar y agitar

Agregar plata en solución y acido nítrico pH<4

Preparar un papel absorbente impregnado de una solución de¿ y repetir la prueba preliminar si esta dio positivo Se tiene

precipitado blanco?Cl−¿¿

Anexo 5: Separación e identificación de cationes y aniones: una sal

PROCEDIMIENTO

La muestra que se trabajara es de carácter inorgánico que puede disolverse por métodos de vía húmeda, se deben realizar ensayos sucesivos con la misma muestra: agitar, calentar, hacer las observaciones pertinentes; si no se observa nada agregar el siguiente solvente en este orden:

Agua: A una pequeña cantidad de muestra (10-50 mg) adicionar 2 ml de agua HCl diluido: Adicionar 3 gotas de HCl al tubo anterior HCL concentrado: 1 ml HNO3 diluido: A 2 ml de agua adicionar 3 gotas de HNO3

HNO3 concentrado: 1 ml

Agua regia: 0,5 ml de HNO3 concentrado y 1,5 ml de HCl concentrado

Observaciones Agua: coloración, pH HCl: coloración, desprendimiento de gases (dióxido de carbono, acido sulfhidrico, oxido

sulfuroso), transformación de precipitado, cationes del primer grupo(HNO3 diluido) HNO3: Desprendimiento de vapores rojizos, efecto oxidante (formación de un sólido amarillo

sobre la solución confirma la presencia de azufre)

Una vez definido el solvente para preparar la solución de trabajo (S1)

2. Identificación

Durante los ensayos de solubilidad ya se detectaron carbonatos y sulfuros con HCl. Para efectuar pruebas de aniones es necesario eliminar los cationes diferentes a ion (sodio, potasio y amonio), para realizarlo se tiene en cuenta el siguiente procedimiento:A 1 ml de la solución de trabajo (S1) se le agrega hidróxido de sodio diluido hasta pH 6-9, si se disolvió la solución (S1) en acido agregar 1 ml de carbonato de sodio al 20% posteriormente poner a ebullición por 10 minutos, centrifugar y separar. En la solución se encuentran los aniones y cationes (sodio, potasio y amonio), se le agrega acido acético a pH 6-8 para eliminar los carbonatos, se calienta y pasa a ser ion sulfuro, con esta solución se continua la marcha para aniones.

Bibliografía adicional


37

Fin

[1]Clavijo, A. Fundamentos de Química Analítica. Equilibrio iónico y análisis químico. Universidad Nacional. 2002.


Informe de laboratorio #2 Práctica # 1: Marcha sistemática reducida de cationes, aniones y una sal Fecha: 19/02/2012Presentado por: Silvia Lorena Ramírez M. (175110) Laura Reina (125254)

METODOLOGÍA: La seguida por las quías de análisis químico cualitativo de María Cristina Burbano López

DATOS RECOLECTADOS:

Solución problema de cationes conocidos

La muestra proporcionada es una solución de color negro con 11 cationes (

Ag+¿ , Al3 +¿ ,Ba2+¿ ,Ca2+¿ , Co2+ ¿ ,Cu2+¿ ,Fe3+¿ ,Mg2+¿ ,¿2+¿ ,Zn2+¿ ,Bi2+¿¿¿¿¿¿¿ ¿¿¿¿ ¿).

Solución / Precipitado ObservaciónGrupo 1

P1 Precipitado de color bancoP 1.1 Precipitado de color blancoS1.2 Solución de color azul claroS1.2.1 Solido en suspensión de color blancoS1.2.2 Precipitado de color cremaS 1.1.1 Solución de color amarillo

Grupo 2P2 Precipitado de color marrónP2.1.1 Precipitado gris oscuroP2.1.2 Coloración amarilla alrededor de los cristalesP2.1.4 Precipitado azul oscuro

Grupo 3


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P3 Precipitado de color blanco

P3.1 Precipitado de color blanco y fino

S3.2 Precipitado de color blanco y fino

Grupo 4

S3 Solución de color azul rey

S3.1 Precipitado color rojo

S3.2 Precipitado marrón

S3.3 Capa verde azulado sobre la solución

Solución problema de cationes desconocidos

Cada integrante recibió una muestra problema para la identificación y separación de algunos cationes

Problema 18: La muestra proporcionada es de color verde claro


P1 No presento precipitadoS1.2 Solución de color verde claroS1.2.1 No presento precipitado ni sólidos en suspensiónS1.2.2 Precipitado de color crema

Grupo 4



Problema 19: La muestra proporcionada es de color azul verdoso claro


P3 Presento precipitadoS4 Solución de color azulP3.1 No presento precipitado ni sólidos en suspensiónS3.1 Esta sln precipita con adición de oxalato

Grupo 4


S4.3 Precipitado color azul

Solución de aniones conocidos


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La muestra proporcionada fue una solucion translucida con 6 aniones (

Cl−¿ , CO32−¿ ,NO 3

−¿ ,PO4

3−¿, SO4

2−¿, C2O42−¿¿¿

¿¿¿ ¿.

Pruebas preliminares en la solución original

Solución / Precipitado ObservaciónPrueba para carbonatos y sulfatos (SO1)

No se presento oscurecimiento del papel impregnado de Pb +2, pero si un ligero burbujeo.

Prueba para nitratos (SO2)

Se formo una coloración café

Prueba para nitratos (SO3)

Se formo una coloración fuerte roja sobre una rosada

Separación e identificación de los aniones

Solución / Precipitado ObservacionesP1 Precipitado de color blancoS2 Solucion transparenteG1.1 Se presentó pequeñas borbujas que provienen de

la solubilización de una peuqeña parte de precipitado

P1.2 Se presentó un precepitado blanco muy finoP3 Se presentó un precipitado Amarillo claro, con el

tiempo el color se intensificaS2.2 Al contacto con Ag+ se formo un precipitado blanco

Muestra problema de una sal desconocida

Se nos hizo entrega de una muestra de una sal desconocida para su identificacion, un polvo fino verde claro.

Ensayos de Solubilidad: Una porcion de la sal con el tamaño aproximado de un grano de arroz fue sometida a la solubilización en distintos solventes.

Solvente Aspecto ObservaciónH2O Coloracion Verde Claro, se present precipitadoHCl Coloración Verde mas oscuro que el de la sal

Desprendimiento de gases

Se presentó burbujeo

Aparicion de precipitado

No se presentó precipitado cuando se solubilizo la muestra en el acido


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concentradoHNO3 Coloracion Verde Claro

Desprendimiento de vapores rojizos

Se presentó un desprendimineto de vapors coloreados

Formacion de una capa amarilla sobre la solución

No se present formacion de un solido Amarillo, la muestra disolvio totalmente en el ácido concentrado

Identificacion de los cationes que podria contener la muestra

Solución / Precipitado Observación

Grupo 4



Identificacion de los aniones que podria contener la muestra

Solución / Precipitado ObservaciónPrueba para carbonatos y sulfatos (SO1)

No se presento oscurecimiento del papel impregnado de Pb +2, pero si un ligero burbujeo.

G1.1 Se presentaron burbujas (desprendimiento de gas)

P1.2 Se presentó un precipitado blanco, soluble

RESULTADOS:

Problema disolución de cationes conocidos: Las Pruebas dieron positivo a todos los cationes con excepción del ion magnesio y en zing que no pueden ser identificados por este metodo.

Problema 18: Positiva para ion Plata y Níquel. Problema 19: Positiva para ion Cobalto y Calcio. Problema disolución de aniones conocidos: Las pruebas dieron positivo a todos los aniones

con excepción del ion Sulfuro (S2-) que dio a la prueba negativo y el ion oxalato que no puede ser identificado por este método

Muestra problema de sal desconocida: Las pruebas dieron positivas para el catión niqueloso (Ni2+) y el anión carbonato por lo tanto la sal es carbonato niqueloso

ANALISIS DE RESULTADOS

Marcha reducida para la identificación de cationes

Grupo 1


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Inicialmente se tiene una mezcla de cationes, la primera reacción se da con NH4Cl donde se precipita la plata y el bismuto como AgCl (Kps10−9,75) y BiOCl (P1) ambos tienen un kps muy pequeño de más de 10 órdenes de magnitud y el medio es lo suficiente mente acido para que BiOCl precipite, de modo que en relación con los otros cationes estos precipitan, mientras los demás se encuentran en solución (S1).

Ag+ + NH4Cl ↔ AgCl (s) + NH4+

Bi+3 + H2O + Cl- ↔ BiOCl(s) + 2H+

La segunda reacción ocurre tras la adición de NH3 a (P1), se forma de nuevo dos fases, hay un precipitado (P1.1) que contiene solo BiOCl ya que no reacciona con el amoniaco, por el contrario el AgCl forma la solución (S1.2) donde el coloro azul indica la presencia del complejo plata-amoniaco. Este complejo predomina pues su constante de formación es grande (Log β2= 7,2).

AgCl (s) + 2NH3 ↔ [Ag(NH3)2]+ + Cl-

Para confirmar la presencia de plata, se divide esta solución en dos y se hace reaccionar con HNO3 y KI respectivamente (S1.2.1) y (S1.2.2). En el primer caso al hacer el medio acido se precipita de nuevo la plata como AgCl pues todo el amoniaco se transforma en amonio (se desplaza el equilibrio) y no hay amoniaco disponible para acomplejar la plata. En el segundo caso el KI es muy insoluble y el NH3

no lo disuelve lo que por desplazamiento forma el precipitado porque tiene una constante de formación muy grande.

[Ag(NH3)2]Cl + 2HNO3↔ AgCl(s) + 2NH4NO3

[Ag(NH3)2]+ + I-↔ AgI(s) + 2 NH3

Igualmente al (P1.1) le añadimos HNO3 y TU para confirmar la presencia de Bismuto. El precipitado contiene Bi+3en forma de BiOCl y Bi(OH)3, de modo que en un medio acido se libera el ion bismuto, para que la reacción sea más efectiva calentamos pues es endotérmica. Las reacciones que se dan a lugar son las siguientes:

Bi+3 + 3OH- + H2O↔ Bi(OH)3(s)

Bi(OH)3(s) + 3H+ ↔ Bi+3 + 3H2OBiOCl + 3TU ↔ Bi(TU)3 + OCl-

Grupo 2A la (S1) que contiene el resto de cationes se le adiciona NH3, se forman dos fases, una precipitado (P2) y una solución (S3). Ocurren dos reacciones principalmente, en solución el amoniaco forma complejos solubles con algunos cationes en particular (Co+2, Cu+2 y Ni+2), la otra reacción importante se debe al medio altamente básico que proporciona el amoniaco dando lugar a varios compuestos insolubles a pH mayores a 7. Se forma un buffer pues en el medio se encontraba NH4Cl de modo que hay una gran cantidad de OH- que precipita los hidróxidos de aluminio, hierro y posiblemente bismuto si aún hay trazas de este en solución. Como se está en un medio básico el equilibrio de las reacciones se desplaza y predomina la formación de estos hidróxidos que tienen constantes de formación grandes y precipitan (P2).


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Al+3+ 3NH3 + 3H2O ↔ Al(OH)3(s) + 3 NH4+

Fe+3+ 3NH3 + 3H2O ↔ Fe(OH)3(s) + 3 NH4+

Bi+3+ 3NH3 + 3H2O ↔ Bi(OH)3(s) + 3 NH4+

Añadimos Na(OH) a (P2) y de nuevo se forman dos fases, un precipitado (P3) que contiene los hidróxidos insolubles de aluminio y de bismuto que no reaccionaron más; y una solución (S2) que contiene el complejo soluble de aluminio que aparte del medio fuertemente básico en que se encuentra tiene una constante de formación considerable (logβ4=33) que se aprovecha ya que tiende a formar compuestos hidroxilados.

Al(OH)3(s) +OH- ↔ [Al(OH)4-]

Para confirmar la presencia de aluminio en la (S2) de añade acido aceitico para acidificar el medio y dividimos la solución en dos (S2.1) y (S2.2) añadimos respectivamente morina y aluminon. Al volver el medio acido, se libera el aluminio como ion; este ion en presencia de morina genera un complejo de color verde, del mismo modo, al añadir aluminon se libera amoniaco que reacciona con el ion y forma de nuevo el hidróxido respectivo insoluble que forma complejos de color rojo con el aluminon.

[Al(OH)4-] + 4H+ ↔ Al+3

+ 4H2OAl+3

+ Morina ↔ Al(Morina)3 + H2OAl+3+ 3NH3 + 3H2O ↔ Al(OH)3(s) + 3NH4+

Al precipitado (P2.1) le añadimos ácido nítrico para liberar los dos iones presentes, aluminio y bismuto.

Fe(OH)3(s)+ 3H+ ↔ Fe+3 + 3H2O

Bi(OH)3(s)+ 3H+ ↔ Bi+3 + 3H2O

Posteriormente se divide la solución en cuatro (2.1.1), (2.1.2), (2.1.3) y (2.1.4). A la primera solución se añade NaOH y SnCl2 que posteriormente genera Sn(OH)4 en un medio básico donde ocurre una reacción redox para que el bismuto se reduzca y quede en su estado elemental sólido. Para las tres reacciones restantes el ion forma complejos coloreados con los distintos reactivos. Las reacciones que se dan son las siguientes.

2Bi(OH)3 + 3Sn(OH)3– + 3OH– → 2Bi + 3Sn(OH)6

2– (negro)Bi+3 + 3TU ↔ Bi(TU)3 (amarillo)Fe+3 + 3SCN- ↔ Fe(SCN-)3 (rojo)

Fe+3 + Fe(CN )6−4 ↔ Fe4[Fe(CN-

6)]3 (azul)Grupo 3Los cationes que conforman este grupo son difíciles de identificar gracias a que los precipitados tienen colores similares por lo cual se utilizan reacciones selectivas. A la solución (S3) se la añade fosfato acido con el fin de formar compuestos de fosfato insolubles para los cationes que aún se encuentran en solución y que están libres (Ba+2 y Ca+2), pues recordemos que la solución viene en un


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medio amoniacal y que ciertos cationes son acomplejados por el amoniaco, de modo que, se forman dos fases, un precipitado (P3) y una solución (S4).

3Ba+2 + 2PO4−3 ↔ Ba3(PO4)2 (s)

3Ca+2 + 2PO4−3 ↔ Ca3(PO4)2 (s)

Al precipitado (P3) le agregamos HCl con el fin de liberar los iones pues el fosfato se protona totalmente por estar en un medio fuertemente acido. Posteriormente añadimos sulfato de amonio de modo que obtenemos un precipitado (P3.1), este precitado se da por la formación de BaSO4 el cual tiene como característica de ser el único ion que forma sulfatos insolubles en medio acido, de este modo separamos ambos cationes y el calcio está en solución (S3.2) como ion.

Ba3(PO4)2(s) + 2H+↔ 3Ba+2 +2 HPO4−2

Ca3(PO4)2(s) + 2H+↔ 3Ca+2 +2 HPO4−2

Ba+2 + SO4−2 ↔ BaSO4 (s)

Añadimos oxalato de amonio a la solución (S3.2) más amoniaco diluido para convertir el medio acido a básico, como inicialmente se agregó sulfato de amonio, este formo una sal doble con el calcio soluble, es necesario el medio básico para que el oxalato no se protone y pueda reaccionar con el calcio para formar un complejo insoluble. Con esta reacción confirmamos la presencia de calcio en la solución inicial.

Ca+2 + C2O4-2↔ CaC2O4 (s)

Grupo 4Dividimos la solución (S4) en tres partes (4.1), (4.2) y (4.3) y añadimos al primero dimetilglioxima al segundo ion ferrocianuro y al tercero HCl diluido más acetona. Estas reacciones se dan con el fin de identificar cada uno de los cationes que se acomplejaron con el amoniaco, pues son reacciones específicas para cada ion. Las reacciones respectivas son las siguientes.

Ni+2 + 4NH3 ↔ [Ni(NH3)4]+2

[Ni(NH3)4]+2 +2DMG ↔ Ni[DMG]2 + 2H+

Se aprovecha la capacidad de estos cationes de este grupo de formar soluciones y precipitados coloreados muy selectivos. Para el níquel al añadir DMG y ajustar el pH a 4-9 facilita la formación de un complejo insoluble que toma una coloración roja, igualmente el sobrenadante se torna azul debido al ion cobre que queda en solución o que forma complejos solubles.

Cu+2 + 4NH3 ↔ [Ni(NH3)4]+22Cu+2 + Fe(CN )6

−4↔ Cu2[Fe(CN-)6](s)

Para el cobre se realiza la prueba con hexacianoferrato (II) en medio acido, haciendo que precipite el complejo de color rojo sangre, pero que luego de un tiempo el precipitado se oscurece junto con la solución debido a la tendencia que tiene el cobre en esta reacción de volver a su estado más estable, es decir de Cu+1 a Cu+2.


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El Co+2 se oxida con el oxigeno del aire cuando se encuentra acomplejado en un medio básico para producir compuestos más estables es por eso que la solución se oscurece con el tiempo.

Co+2 +4NH3 ↔ [Co(NH3)4]+2

4[Co(NH3)4]+2 + O2 + 2H2O ↔ 4[Co(NH3)4]+3 + 4HO-

Co+2 + 4SCN- + 2H+ ↔ Co(SCN-)4H2 (azul verdoso)

El cobalto de identifica debido a la formación de un complejo con SCN - de color roja muy difícil de detectar en la fase acuosa, y en la fase orgánica (cetona) se torna un color azul verdoso.

Marcha sistemática reducida para la identificación de aniones

Para la identificación de los aniones no se cuenta con agrupaciones de aniones debido a que tiene menos pruebas características ya que sus reacciones son menos selectivas. La marcha inicio con tres pruebas preliminares que fueron realizadas para la determinación de carbonatos, sulfuros y nitratos en la muestra original:

1. Prueba para carbonatos y sulfuros: En el caso de estos dos aniones se tiene en cuenta la capacidad de formar compuestos gaseosos cuando se encuentran en medio acido en este caso se utiliza HCl ya que es un acido no oxidante, para ion carbonato (CO3 )

2- es necesario tener en cuenta al CO2 como el compuesto gaseoso producto de la descomposición del acido carbónico donde la constante de equilibrio es considerablemente pequeña.

CO2 + H2O ↔ H2CO3 pKeq = 2,58CO2 + H2O ↔ 2H+ + (CO3 )

2- pβ2= 16,68

Y el caso del ion sulfuro (S2-) su identificación se basa en otra característica especifica que es la capacidad de formar sulfuros muy insolubles y oscuros con la mayoría de los metales a un pH acido, esta prueba dio negativo para la muestra de aniones conocidos y la sal desconocida.

S-2 + 2H+↔ H2S (g)

H2S + Pb+2 ↔ 2H++ PbS

2. Prueba para nitratos con sulfuro ferroso: La prueba se basa en en que el anion nitrato es un oxidante fuerte, y debe realizarse en un medio fuertemente acido, se obtiene un color café debido a que en primer lugar el hierro (II) reduce al nitrato dejandolo en oxido nitric que posteriormente reacciona con el exceso del ion ferroso para formar un ion complejo llamado nitrosilhierro (II).


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3. Prueba para nitratos con brucina: En esta prueba también se tiene encuenta la característica de que el ion nitrato es un oxidante fuerte, en este caso el ion nitrato reacciona con la brucina un alcaloide, oxidándola a cacotelina por eso el color rojo, el color rosado se da entre la brucina y el sulfúrico.

Separación e identificaciones de los aniones

La primera precipitación se da por el Ba2+ debido a que es el catión que menos aniones precipita, en este punto es preciso tener en cuenta el pH (6-9) pues se trabaja con aniones sensibles al cabio de pH, se adiciona solución de Ba2+ gota a gota y se obtiene un precipitado (P1) y una solución (S2). A (P1) se le agrega acido nítrico diluido para realizar la separación e identificación gracias a la sensibilidad en la modificación de pH, de allí se producen (G1.1), (P1.2) y (S1.3).

(G1.1) es un producto gaseoso que como se explico anteriormente corresponde a CO2, en la prueba realizada a la solución de la sal se encontró que se presento burbujeo lo que confirma el ion carbonato y además un precipitado que correspondía al mismo ion, el sólido blanco en el fondo del tubo fue producto de la elevada concentración de carbonato en la sal.

Ba2+ + (CO3 ) 2-↔ BaCO3

BaCO3+ H+ ↔ Ba2+ + H2CO3 pKps=8,31 (P1.2) el precipitado blanco es BaSO4 cuya principal característica es precipitar en medio acido por ello es muy insoluble a estos pH.

Ba2+ + (SO4 ) 2-↔ BaSO4

BaSO4+ H+ ↔ BaSO4 pKps=10

Como se puede evidenciar el Ba2+ es precipitado poco selectivo por los aniones que precipita y el color blanco es común en todos ellos. El (SO4 )

2- es la base mas debil debido a que el resto de los anions se disuelven en el medio ya que tienen una solubilidad parecida a la del agua y por lo que se muestra en las constants de acidez de los acidos de los cuales procede cada anion. (S1.3) En esta solución se encuentra el ion fosfato en forma de fosfato diacido, para la identificación del anion se adiciona molibdato de amonio, la base de la reacción es el medio de acido nítrico debido a que genera compuestos solubles y el ion molibdato quienes forman un ion insoluble derivado del acido fosfomolibdico cuyo resultado será un compuesto insoluble derivado del amonio.

PO4-3 + 3NH4

+ +12MoO4-2↔ (NH4)3 PO4 . 12 MoO3.12 H2O(g)

La solución (S2) contiene el ion cloruro se le adiciona plata y acido nítrico diluido hasta un pH acido, el HNO3 es ideal debido a que su anión no precipita enmascarando la prueba, la base de la reacción es la


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diferencia como bases de los aniones, su relación con los precipitados y la sensibilidad con el pH como es el caso del Cl- .

Ag+ + Cl- ↔ AgCl (s)

En esta experiencia no se presentan errores sistemáticos en la exactitud de la medición debido a que se la marcha es cualitativa, los posibles errores que afectaron el desarrollo de la identificación de los iones pudieron con respecto al pH del medio el cual influye directamente con la precipitación selectiva de los iones a identificar, el lavado de los tubos y demás material debido a que pudieron tener rastros de diferentes iones ajenos a las separaciones correspondientes y la incorrecta agitación de las diferentes soluciones. Por la metodología seguida en la marcha sistemática reducida de cationes no es posible determinar cualitativamente la presencia de los cationes Mg2+¿ ,Zn2 +¿¿ ¿ por ello se dice que para el caso de la muestra problema es necesario diseñar otra marcha que tenga en cuenta las propiedades de estos cationes y así sean determinables como el resto de cationes de la muestra. En el caso de los aniones las pruebas dieron negativas al ion S -2 pero por el método de la marcha sistemática reducida para aniones no es posible identificar el ion oxalato, se sugiere estudiar sus características para hacer alguna modificación a la marcha para que incluya la identificación y separación selectiva para este ion, para el resto de los iones presentes las pruebas dieron positivas el método es viable y efectivo. Para el caso de la sal se encontró que es soluble en HCl concentrado y presento un desprendimiento de gases lo cual dio un indicio sobre su composición posteriormente se preparo una fracción de la muestra destinada a la marcha de aniones y se preparo con carbonato de sodio para retirar cualquier catión que generara algún compuesto insoluble, después de realizar la marcha de aniones y cationes se encontró la existencia de los iones carbonato y niqueloso por lo que se llego a la determinación de que la muestra podría corresponder carbonato niqueloso.

CONCLUSIONES

La solución problema tiene diversos cationes: Plata, Aluminio, Bario, Níquel, Hierro, Cobalto, Bismuto, cobre y Calcio que fueron separados e identificados con reacciones específicas.

La solución problema de aniones conocidos tiene aniones como iones carbonato, sulfato, cloruro, nitrato que fueron separados e identificados por pruebas selectivas.

La sal desconocida corresponde a carbonato niqueloso que se disuelve en acido clorhídrico y nítrico concentrado

Para las separaciones de diferentes cationes se aprovecha todos los equilibrios químicos que pueden existir, desde equilibrios acido-base hasta equilibrios redox pasando por equilibrios de precipitación, de formación de complejos y heterogéneos de dos líquidos inmiscibles. Todo esto gracias a las constantes de formación de los diferentes compuestos, así como del kps y del pka, de modo que la manipulación del medio y la reacción con reactivos específicos nos permite realizar la separación cualitativa de estos iones.

La temperatura influye en la calidad del precipitado (nunca es del 100%) debido a su efecto en la solubilidad.


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Es necesario tener en cuenta las condiciones como el pH y el comportamiento de los cationes en soluciones reguladoras para que no exista una coprecipitación.

La marcha sistemática de cationes y aniones es un método efectivo para el reconocimiento de los iones en fase acuosa

BILBIOGRAFÍA

http://apmine.files.wordpress.com/2011/05/informe.pdf consultado (26/02/2013) Burbano M.C. Análisis Químico Cualitativo. UNAL. Dpto. de Química Bogotá. 2006.


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http://apmine.files.wordpress.com/2011/05/informe.pdf


PreinformePráctica # 4: Introducción a la electroquímica Fecha: 02/04/2013Presentado por: Silvia Lorena Ramírez M. (175110) Laura Reina (125254)

1. OBJETIVOS

Objetivos generales:Identificar y aplicar diversos conceptos de la electroquímica, especialmente en la construcción de celdas con el fin de apropiarse de todos procesos químicos llevados a cabo dentro de los mismos.

Objetivos específicos:● Realizar un estudio del poder oxidante de pares redox a través de la construcción de pilas

galvánicas y electrolíticas.● Estudiar un proceso electrolítico para aplicar las leyes de Faraday.● Construir una escala de potenciales.● Medir el voltaje de diferentes celdas.● Establecer las reacciones de óxido-reducción y determinar el ánodo y el cátodo.● Comprender la importancia del puente salino.

3. MARCO TEÓRICOElectroquímica La electroquímica es la parte de la química que se encarga del estudio de las relación que existe entre las corrientes eléctricas y las reacciones químicas; y de la conversión de la energía química en eléctrica y viceversa. En la electroquímica se producen efectos eléctricos y de los fenómenos químicos causados por la acción de las corrientes o voltajes.

. Reacciones Redox Son aquellas que ocurren gracias a una transferencia de electrones, por lo tanto hay una sustancia que pierde electrones o se oxida y otra que gana electrones o se reducen. Algunas de estas reacciones son de gran interés como la combustión de hidrocarburos, la obtención de materiales a


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partir de minerales, el proceso de respiración, de corrosión y aplicadas a pilas secas y a baterías, entre muchas otras.Oxidación: Es el fenómeno mediante el cual una especie química pierde electrones, esto se refleja algebraicamente en la disminución de cargas negativas sobre el numero de oxidación.Ejemplo:

Aumenta

Fe0 + 3e- Fe3+ - 3e- # e- = 3-0=3

Un átomo de hierro se oxida y pierde tres electrones Reducción: Es el fenómeno por el cual una especie química gana electrones por ende el numero de oxidación disminuye debido a que el átomo gana cargas negativas. Ejemplo: Aumenta

Mn7+ + 5e- Mn2+ - 5e- # e- = 5-0=5

El ion manganato se reduce y gana 5 electrones. El agente oxidante es la sustancia química que al reducirse provoca la oxidación de otra sustancia; por lo tanto la sustancia que se reduce es agente oxidante y el agente reductor es la sustancia que al oxidarse provoca una redición en el otro compuesto, por ello el agente que se oxida es el agente reductor.

Las reacciones redox pueden ser clasificadas en dos grupos:1. Reacción redox intermolecular: Son las mas comunes y se caracterizan porque el elemento que se oxida y el que se reducen en sustancias químicas diferentes, por ello los agentes oxidante y reductor son sustancias diferentes 2. Reducción redox intramolecular: En este grupo el elemento que se oxida y el elemento que se reducen se encuentran en la misma sistancia por lo tanto el agente oxidante y el reductor son la misma sustancia. El ánodo es el electrodo donde tiene lugar la oxidación y el cátodo donde tiene lugar la reducción. Las diferencias entre celda galvánica y electrolítica son en primer lugar la espontaneidad de la reacción, ya que en las celdas galvánicas se produce una reacción espontánea mientras que en una celda electrolítica la reacción es no espontanea; en segundo lugar la energía utilizada en el caso de las electrolíticas se suministra energía eléctrica para producir energía química y asi se logra completar la reacción, para el caso de las celdas galvánicas la energía eléctrica se produce al ocurrir la reacción química.

La principal diferencia entre la celda de concentracion y la galvánica es la composición de las semiceldas, ya que en la de concentración ambas semiceldas están compuestas por el mismo


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metal y por la misma solución, en diferentes concentraciones; mientras que en las galvánicas el metal y la solución en ambas semiceldas son diferentes.

Electrodos de referencia [1]

Es un electrodo que contiene un potencial de equilibrio estable y conocido. Es utilizado para medir el potencial contra otros electrodos en una celda electroquímica.

1. Electrodo de referencia d AgCl

Está formado por un hilo de Ag (electro de plata) sobre el cual se deposita AgCl, generalmente por vía electroquímica en una solución de NaCl o KCl en el cual el hilo de plata actúa como ánodo.

|| AgCl (saturado), KCl (xM) | Ag

Semireacción:AgCl (s) + e ↔ Ag s +Cl-

Normalmente, este electrodo se prepara con una solución saturada de cloruro de potasio, siendo su potencial a 25°C de +0,197 V respecto al electrodo estándar de hidrógeno.

E = 0, 2224 – 0,59 log [Cl]0,1 M KCl E = 0,288 v1 M KCl E = 0,222 v

2. Electrodo estándar de hidrogeno

Costa de una superficie catalítica de platino en contacto con una disolución acida, entorno a la cual se burbujea hidrogeno gaseoso saturando así la solución en H2. La actividad es 1 cuando la presión es 1 bar.

Pt(s)|H2 (g) a =1 |H+ (ac) a =1 || Ag+| Ag (s)


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La semirreación es: 2H+

(aq) + 2e- → H2(g)

3. Electrodo de Calomel

Esta basado en la reacción entre mercurio y cloruro de mercurio (I). La fase acuosa en contacto con el mercurio y el cloruro de mercurio (I), (Hg2Cl2, "calomelano", es una disolución saturada de cloruro de potasio en agua. El electrodo está normalmente conectado por medio de una porcelana porosa a la disolución en la que está inmerso el otro electrodo. Este material poroso actúa como un puente salino.

|| Hg2Cl2 (saturado), KCl (xM) | Hgdonde x representa la concentración molar de cloruro de potasio en la solución.

La semireacción es: Hg2Cl2 (s) + 2e ↔ 2 Hg (l) + 2Cl-

El potencial de esta celda varía con la concentración del cloruro x, y esta cantidad debe especificarse al escribir el electrodo. En la tabla siguiente se pueden ver los diferentes nombres de los electrodos de calomel según la concentración de cloruro de potasio, y las expresiones que permiten calcular los potenciales de electrodos para las medias celdas de calomel respecto al electrodo estándar de hidrógeno, a temperaturas t menores de 25°C.

El electrodo de referencia se debe conectar al multímetro en la parte negativa ya que corresponde al ánodo, mientras que el trabajo se conecta a la parte positiva. Puente salino de agar-agar


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La función del agar-agar es principalmente dar estructura al puente salino ya que en el se disuelve el electrolito a utilizar y permite la libre difusión de iones y la mínima mezcla de las soluciones. La migración iónica compensa la acumulación de carga.

Electrodos indicadores [2], [3]

Un electrodo indicador, es aquel electrodo de una celda galvánica cuyo potencial varía con la concentración del analito. Un electrodo indicador tiene un potencial que varía de manera conocida con la concentración del analito. El electrodo indicador se sumerge en la disolución del analito, adquiere un potencial electrodo indicador que depende de la actividad del propio analito. Los electrodos indicadores son de tres tipos: metálicos, de membrana y los transistores de efecto de campo sensible a iones.

a. Electrodos indicadores metálicos

Los electrodos indicadores metálicos se dividen en electrodos de primera especie, electrodos de segunda especie y electrodos redox inertes.

Electrodos de Primera Especie: Es un electrodo metálico puro que está en equilibrio directo ion su catión en la solución. Solo implica una reacción.

Electrodos de Segunda Especie: Es un electrodo en el cual el potencial que está asociado con

la reacción de transferencia de electrones (Mn+ + ne=M) es gobernado por la actividad de otra especie que interactúa con Mn+, como el electrodo de calomel. Los metales no sirven únicamente como electrodos indicadores de sus propios cationes, sino que también responden a las actividades de aniones que forman precipitados poco solubles o complejos estables con esos cationes.

Electrodos metálicos inertes para sistemas redox: Existen varios conductores inertes que responden a los sistemas redox. Se pueden emplear materiales como el platino, oro, paladio y carbono para monitorizar sistemas redox.

b. Electrodos de Membrana

Es un electrodo que tiene una membrana a través de la cual se desarrolla un potencial cuando las actividades de un ion en particular son diferentes en las soluciones que se encuentran en ambos lados de la membrana. Algunas veces alguna capa delgada de un solvente orgánico inmiscible en agua funciona como membrana.


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A veces e denomina electrodos de p-ion a los de membrana, ya que los datos obtenidos de ellos se presentan habitualmente como funciones de p, entre ellas el pH, pCa o pNO3.

Pila de Daniell

En la pila Daniell tiene lugar el siguiente proceso: en la superficie del electrodo de Zn se forman iones Zn2+ que se incorporan a la disolución dejando un “exceso” de electrones sobre la superficie del electrodo. Estos electrones pasan a través del hilo conductor externo hasta el electrodo de Cu. En la superficie de éste se combinan con los iones Cu2+ y se transforman en Cu, que se deposita sobre este electrodo. Las reacciones que se producen en la célula son, por tanto:

Oxidación: Zn (s) → Zn2+(ac) + 2 e

Reducción: Cu2+(ac)+ 2 e → Cu (s)

Reacción global de la célula: Zn (s) + Cu2+(ac) ↔ Zn2+

(ac) + Cu (s)

Ninguna de las reacciones de las semiceldas puede producirse de forma independiente. Cada semirreacción debe ir necesariamente acompañada de otra que consuma o aporte los electrones necesarios. El electrodo en que se produce la semirreacción de oxidación es el ánodo (en este caso el Zn), y el electrodo en que se produce la semirreacción de reducción es el cátodo (en este caso el Cu).

4. MATERIALES

Barras de cobre y zinc Multimetro Tubo en U Vasos de precipitados de 100 ml Pipetas de 10 mil Solucion KCl saturada Solucion de CuSO4 y ZnSO4


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Solucion H2SO4 0.1 M Papel filtro

5. PROCEDIMIENTO

El procedimiento consiste en preparar soluciones de 100 ml de sulfato de cobre, sulfato de zinc, yodo molecular, yoduro de potasio, nitrato férrico y sulfato ferroso en concentraciones 0.1 M, igual tener a mano una solución de cloruro de sodio. Para disponer de las dos semiceldas introducimos una barra de cobre lijado y limpio en unos 20 ml de solución de sulfato de cobre, procedemos igualmente con con una barra de zinc en la solución respectiva. Posteriormente formamos el puente salino humedeciendo una tira de papel filtro en la solución de cloruro de sodio e introduciéndolo cada extremo de la tira en una de las celdas. Finalmente medimos la diferencia de potencial entre los dos electrodos, de manera que unimos tanto el ánodo (donde ocurre la oxidación) como el cátodo (donde ocurre la reducción) con un hilo conductor unido al voltímetro.

Diagramas de flujo

Inicio

Preparar 100 ml de disolución de CuSO4, 0.1 M 100 ml de disolución de ZnSO4, 0.1 M ;

100 ml de disolución de KI, 0.1 M

Preparar la semicelda Cu2+/Cu con una barra u hoja de Cu limpio lijado

La hoja de Cu se introduce en unos 20 ml de disolución de CuSO4 0.1 M contenido en un vaso de precipitado

de 100 ml.

Preparar la Semicelda Zn2+/Zn con una barra u hoja de Zn limpio lijado


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La hoja de Zn se introduce en unos 20 ml de disolución de ZnSO4 0.1 M contenido en un vaso de precipitado

de 100 ml

Preparar el puente salino. El puente salino se prepara humedeciendo una tira de papel de filtro en una

disolución de Kl, e introduciendo cada extremo en una de las semiceldas.

Medir la diferencia de potencial entre los dos electrodos, uniendo estos mediante un hilo conductor que estará

conectado a un voltímetro.

Anotar los resultados y hacer los cálculos

Fin

6. FICHA DE SEGURIDAD

Información sobre producto

Fórmula empírica (según Hill) CuO4S * 5 H2O

Fórmula químico CuSO4 * 5 H2O






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Datos químicos y físicos




Valor de pH 3.5 - 4.5 (50 g/l, H2O, 20 °C)

Información de seguridad de acuerdo a GHS

Hazard Statement(s) H302: Nocivo en caso de ingestión.

H315: Provoca irritación cutánea.

H319: Provoca irritación ocular grave.

H410: Muy tóxico para los organismos acuáticos, con efectos nocivos duraderos.

Precautionary

Statement(s)

P273: Evitar su liberación al medio ambiente.

P302 + P352: EN CASO DE CONTACTO CON LA PIEL: Lavar con agua y jabón abundantes.

P305 + P351 + P338: EN CASO DE CONTACTO CON LOS OJOS: Aclarar cuidadosamente con

agua durante varios minutos. Quitar las lentes de contacto, si lleva y resulta fácil. Seguir

aclarando.

Signal Word Atención

Hazard Pictogram(s)

RTECS GL8900000

Clase de

almacenamiento

10 - 13 Otros liquidos y sustancias sólidas

WGK WGK 3 muy contaminante para el agua

Disposal 15

Soluciones que contienen metales pesados y sustancias sólidas: categoría E. El níquel Raney

(también el níquel Urushibara), en suspensión acuosa, puede disolverse agitando con ácido

clorhídrico (art. 100312) (categoría E). El níquel Raney mismo o los residuos de filtración no

deben secarse, ya que estos se autoinflaman con seguridad en el aire. Metal pesado significa en

este contexto cualquier compuesto de antimonio, arsénico, cadmio, cromo(VI), cobre, plomo,

níquel y estaño, así como estas sustancias en forma metálica, siempre que estén clasificadas

como peligrosas (según lista de desechos V anexo 3). Otros metales pesados se recogen

separadamente.

Información de seguridad


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Frase R R 22-36/38-50/53

Nocivo por ingestión.Irrita los ojos y la piel.Muy tóxico para los organismos acuáticos, puede

provocar a largo plazo efectos negativos en el medio ambiente acuático.

Frase S S 22-60-61

No respirar el polvo.Elimínense el producto y su recipiente como residuos peligrosos.Evítese su

liberación al medio ambiente. Recábense instrucciones específicas de la ficha de datos de

seguridad.

Características de

peligrosidad

nocivo, irritante, peligroso para el medio ambiente

6. BIBIOGRAFIA

[1]http://www.ciens.ucv.ve:8080/generador/sites/martinezma/archivos/Metodos%20Potenciometricos.pdf

[2] Douglas A. Skoog; Donald M. West; F. James Holler y Stanley R. Crouch, FUNDAMENTOS DE QUÍMICA ANALÍTICA. Editorial THOMSON. México 2005.pp.599-604, 616-617.

[3] R. A. Day, Jr. ; A.L. Underwood. QUIMICA ANALITICA CUANTITATIVA Ediciones PRENTICE HALL. Hispanoamericana. 1989. pp. 381-392.


58

http://www.ciens.ucv.ve:8080/generador/sites/martinezma/archivos/Metodos%20Potenciometricos.pdf

http://www.ciens.ucv.ve:8080/generador/sites/martinezma/archivos/Metodos%20Potenciometricos.pdf

Anexo # 1: Preinforme “Potenciometría y curvas de valoración redox”

OBJETIVOS:

Realizar una valoración redox e identificar su cambio de pH al agregar más cantidad de la solución valorante al analito.

Identificar el punto de equivalencia. Identificar el punto final de la valoración.

MARCO TEÓRICO

Las propiedades y la naturaleza de las sustancias son unos de los temas de interés para la química, debido a que las reacciones se llevan acabo según se encuentran los reactivos dentro de un proceso. Una valoración es un método analítico y cuantitativo para determinar la cantidad de una sustancia existente en una solucion, una solución de concentración conocida (patrón primario) se agrega con una vureta al analito y la adicion se detiene cuando se agrega la cantidad de reactivo determianda, en el proceso se cumpla,

Na Va = Nb Vb

A esta condición se le conoce como punto de equivalencia. La curva de titulación es la grafica en la cual se indica la variación de la concentración de una especie durante el trascurso de la valoración. La potenciometria es una técnica electroanalitica para determinar la cantidad de sustancia presente en un analito que tiene encuenta las propiedades electroquímicas de alguna solución para precisar debidamente la concentración que posee la sustancia a analizar, esete método es aplicado a la búsqueda de la concentración de una especie electroactiva empleando un electrodo de referencia que es el que posee un potencial constante y conocido en relación con el tiempo.

En esta técnica también entran en juego los electrodos selectivos que se encargandos de la selección de los iones y también son conocidos como electrones de membrana, otros electrodos apropiados para ser utilizados en esta técnica son: los electrodos de membrana de cristal, los electrodos de vidrio y metalicos por nombrar algunos ejemplos. Existen dos métodos principalmente para realizar mediciones potenciometricas la primera:

Potenciometria directa: Consiste en hacer una sola medición de potencial de la celda y se utiliza para calcular el pH de solución acuosa


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Titulacion Potenciometrica


Informe de laboratorio #3 Práctica # 4 y 5: Celdas de concentración potenciometría y curvas de valoración

Fecha: 19/02/2012Presentado por: Silvia Lorena Ramírez M. (175110) Laura Reina (125254)

DATOS RECOLESCTADOS

Celdas de concentración: Se partió de una disolución 0,1 M de nitrato de cobre y otra de nitrato de cinc, por medio de disoluciones sucesivas de 20 ml se obtuvo 6 diluciones, y a partir de 10 ml de cada una de ellas y 10 ml de TISAB se obtuvo la muestra a analizar. Las medidas se realizaron en 2000 mV en la configuración del multivoltimetro

Medidas en volts (mV) del potencial de cada una de las celdas

1. (Cu vs Cu): Las diluciones de cobre son medidas con respecto a la solución patrón de cobre

Tabla # 1: Mediciones de la celda ___ para observar su potencial

Dilución Potencial (mV)

D6 -285

D5 -177

D4 -145

D3 -135

D2 -90

D1 -53


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2. (Zu vs Cu): Las diluciones de cobre son medidas con respecto a la solución patrón de Zinc incluida la solución patrón de cobre

Tabla # 2: Mediciones de la celda ___ para observar su potencial


D6 -730

D5 -743

D4 -712

D3 -770

D2 -784

D1 -835

D0 -880

Medidas de potencial estándar con electrodo de referencia:

1. (Cu vs Electrodo de plata cloruro de plata): Las diluciones de cobre son medidas con respecto a un electrodo de referencia de plata cloruro de plata-{}+´¿’¨*~\”#$%$%$_:;Tabla # 3: Mediciones de la celda ___ para observar su potencial estándar


D6 -154

D5 -179

D4 -169

D3 -164

D2 -160

D1 -77

D0 -39

2. (Zu vs Electrodo de plata cloruro de plata): Las diluciones de zinc son medidas con respecto a un electrodo de referencia de plata cloruro de plata


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Tabla # 3: Mediciones de la celda ___ para observar su potencial estándar


D6 -964

D5 -982

D4 -972

D3 -960

D2 -956

D1 -970

D0 -913

Grafico E celda vs log de la concentración

ECELDA=Ecatodo−Eanodo

ANÁLISIS DE RESULTADOS

Al comparar el poder reductor u oxidante de las dos especies, en este caso el sistema Cu+2/Cu y Zn+2/Zn se realizo una pila de Daniel´s la cual variaba la concentración de la especie que se ubicaba en el catodo y la del anodo se mantenía constante, esto con el fin de evidenciar como el potencial se veía afectado y comparar los datos obtenidos mediante las mediciones con un patrón de referencia teorica como lo es la ecuación de Nerts. Para realizar estas comparaciones se grafico E celda vs log de la concentración de la especie que variaba en cada caso para asi linealizarlo y obtener una ecuación de tipo lineal.En el caso del sistema Cu+2/Cu se encontró que esta especie se reducia ya que el potencial de la ecuación generada por la grafica de esta es positiva esto se comprueba con la ecuación de Nerts ya que esta también es una ecuación lineal donde la variable dependiente es la concentración que varía en el ánodo, se evidencia que para una especie que se reduce la pendiente es positiva. Para el caso de sistema Zn+2/Zn se encontró que esta especie se oxidaba ya que la pendiente es negativa igual que la ecuación de Nerts correspondiente.

Al realizar las celdas de concentración se encontró una relación de proporcionalidad directa entre la concentración de la celda y el potencial, ya que ha medida que aumentaba la concnetracion de la misma el potencial también lo hacia.


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Para determinar el potencial estándar de reducción se utilizxo un electrodo de referencia de Cu/CuSO4 se encontró que el potencial estándar de reducion de Cu+2/Cu fue de ………………

Es importante resaltar la validez del puente salino para las celdas como para el electrodo ya que este no perimite que se concentre la carga y que la reacción no ocurra, aunque el manejo de este debe ser cuidadoso, como pasar las soluciones mas diluidas a mas concentrradas y lavarlo, para que pueda cumplir su función correctamente.Existen muchos errores que se cometieron al realizar la práctica, el primero de ellos es que no se logró una total uniformidad al momento de lijar los electrodos por lo que pueden haber partículas que interfieran en la medición del potencial, además las soluciones stock de cobre pero especialmente de zinc tuvieron muchos problemas al prepararlas, la más notoria fue la preparación de zinc que mostro partículas en suspensión. Igualmente hay que tener en cuenta que las condicione sde trabajo no fueron estándar, es decir se trabajó a una temperatura alrededor de los 19°C y una presión aproximada de 560 mm de Hg.

CONCLUSIONES

El sistema Cu+2/Cu se reduce, mientras que el Zn+2/Zn realiza la oxidación La concentración de una solución tiene una relación de proporcionalidad directa con el

potencial de una celda Un electro de referencia es útil para determinar el potencial de reducción real de un par

redox Las condiciones de trabajo modifican el valor del potencial La ecuación de Nerts es una gran herramienta para determinar el comportamiento de una

celda y la diferencia de los distintos factores sobre esta.


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Lab Analisis

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